Brevet FR2544033A1 — publié le 19841012

Les équipements mécaniques de toutes sortes et en particulier les machines-outils requièrent que certaines de leurs parties soient en mouvement Ces mouvements peuvent se réduirent à des mouvements de deux types: mouvements rotatifs et mouvements à déplacement longitudinal. Dans les machines-outils conventionnelles, on obtient ce mouvement longitudinal-par glissement sur deux glissières, l'une fixée à la structure de la machine-outil et l'autre se déplaçant sur la pre- mière et portant la plate-forme de travail. Ces solutions traditionnelles de déplacement linéaire impliquent des pertes considérables dues au frottement et offrent peu de précision D'autre part, cela suppose un coût-d'entretien élevé étant donné les lubrifications fréquentes et les réparations dues à l'usure. Actuellement, il existe de nouvelles inven- tions dans cette technologie permettant d'obtenir des équipements de déplacement grâce à des jeux à rouleaux. Ces solutions permettent d'éliminer considérablement les frottements, ce qui réduit au minimum l'entretien et donne des résultats bien plus précis maisdont l'ap- plication peut être limitée quand ils doivent supporter de grandes charges. Afin de supprimer ces limitations, avec notre invention nous préconisons une nouvelle unité de dépla- cement pour des machines-outils de précision, ou n'im- porte quel autre type d'équipements mécaniques nécés- sitant un déplacement linéaire entre deux parties. Selon cette invention, cette unité de dépla- cement comprend deux parties l'une qui est un rail fixe monté sur le socle fixe de la machine-outil, et l'autre qui est-un rail mobile auquel est associé le socle mobile de la machine outil. 254403-3 Ces deux pièces essentielles qui forment l'unité de déplacement sont reliées entre elles par des jeux de rouleaux placés symétriquement et tenant compte des arêtes du rail fixe sur lesquelles se déplace le rail mobile Le rail fixe, à cet effet, a des chemins de roulement sur ces arêtes et le rail mobile a, quant à lui, une pièce auxiliaire qui est fixée solidement sur lui, de telle façon qu'il arrive à constituer des chemins de retour sur son propre corps, ces chemins de retour formant, avec les chemins de roulement,des circuits fermés au long desquels se déplacent les rouleaux. D'après une caractéristique de l'invention, les chemins de roulement comprennent deux demi-parties, les unes sur les arêtes correspondantes du rail fixe et les autres sur les zones qui sont en face du rail mobile et/ou des pièces auxiliaires solidement fixées au rail mobile. Suivant une autre caractéristique supplémen- taire de cette invention, on a prévu, au choix, un dis- positif de pré-charge, associé au rail mobile et qui exerce une pression sur chacun des jeux de rouleaux existants, de façon à fournir une charge initiale volontaire à l'unité de glissement. Selon une autre caractéristique de cette invention, chacun des demichemins de roulement prévus sur le rail fixe et par conséquent chacun des demi- chemins de roulement prévus sur le rail mobile ou la pièce auxiliaire, a une inclinaison d'environ 45 par rapport à l'horizontale et les rouleaux se déplacent continuellement avec deux de leurs génératrices dia- métralement opposées, en contact permanent avec eux. La lubrification entre ces rouleaux et les chemins de roulement et de retour se fait avec au moins un dispositif de graissage prévu dans le corps du rail mobile et/ou de la pièce auxiliaire. 3: Suivant une autre caractéristique de cette invention, il existe au moins deux zones d'inflexion grâce auxquelles on obtient une continuité parfaite entre les chemins de roulement et de retour Chacune de ces zones d'inflexion présente, à son tour, -deux parties corrélatives: l'une en arc de circonférence près du chemin de sortie et l'autre en rampe droite, près du chemin d'entrée, suivant le sens de l'avance des rouleaux, de sorte que, au début de chaque inflexion sont éliminés les chocs brusques entre les rouleaux et la zone contraire,-afin d'éqviter l'usure et les jeux dans cette zone. Pour mieux comprendre l'objet de cette invention, il est représenté sur les dessins une forme préférée de réalisation pratique, susceptible de changements accessoires ne modifiant pas sa nature. La figure 1 représente une vue générale, en perspective, d'une unité de déplacemeht à base de rouleaux suivant l'invention; la figure 2 représente une vue de face de l'unité de déplacement représentée sur la figure 1; sur cette figure, on a réalisé une coupe en section pour observer la-disposition de ses pièces intérieures, en position de travail; la figure 3 représente, en section, un détail, agrandi et schématique, d'une chemin de rou- lement ( 52) défini entre le rail fixe ( 1 > et le rail mobile ( 2) (ou entre le rail fixe ( 1) et la pièce intermédiaire ( 3)>; sur cette figure, on a seulement représenté un rouleau ( 5) au début du chemin de roule- ment ( 52) et trois rouleaux ( 5) au début de l'inflexion ( 53) Dans cette invention, il s'agit d'une unité de déplacement à rouleaux pour machine-outil de pré cision, ou pour n'importe quel équipement mécanique nécessitant un déplacement de précision et devant, en même temps, supporter des efforts considérablement élevés. Suivant la réalisation représentée, cette unité de déplacement est constituée fondamentalement par deux pièces, un rail guide ( 1) monté invariable- ment sur un socle fixe de la machine-outil grâce à un ancrage -vis ou similaires qui est loge -dans des orifices ( 11) prévus à cet effet dans ce rail guide ( 1) et un rail mobile ( 2) associé au socle mobile de la machine-outil grace à un système d'ancrage o les vis sont logées dans des orifices ( 22) prévus à cet effet - L'unité de déplacement à rouleaux est compl Y- tée par des pièces auxiliaires ( 3)-fixées au rail - mobile ( 2). Le rail fixe ( 1) détermine, en rapport avec ses arêtes libres proches du rail mobile ( 2}, une demi-partie ( 52 ') d'un chemin de roulement ( 52 >, en même temps que le rail mobile ( 2 J détermine, dans la zone angulaire côrrespondant aux arêtes antérieures, l'autre demi-partie ( 52 ") du chemin de roulement ( 52) au long duquel se déplacent les jeux de rouleaux ( 5). De même, le rail fixe ( 1) détermine, en rapport avec ses arêtes libres proches de chaque pièce auxiliaire ( 3), une demi-partie ( 521) d'un deuxième chemin de roulement ( 52}, en même temps que cette piece auxiliaire ( 3) forme sur la zone angulaire correspon- dant aux arêtes antérieures l'autre demi-partie ( 522) du chemin de roulement ( 52) tout au long duquel se déplacent les jeux de rouleaux ( 5). Le rail mobile ( 2) et chaque pièce auxiliaire ( 3) à son tour, déterminent un chemin de retour ( 6) qui, en parfaite continuité avec le chemin de roule- ment ( 52) sur des zones d'ihflexion ( 53), forme un circuit fermé au long duquel se déplacent les rou- leaux ( 5). Les chemins de roulement ( 52) et de retour ( 6) ont une position inclinée d'environ 45 par rap- port à l'horizontale et ils sont placés en fonction des bissectrices ou des axes de symétrie des arêtes qui déterminent les demi-parties des chemins de roule- ment ( 52) et de retour ( 6). Les zones d'inflexion ( 53) (voir figure 3) qui sont formées sur le rail mobile ( 2) et sur chaque pièce auxiliaire ( 3) -c'est-à-dire sur chacun des cir- cuits fermés qui-existent, formés par un chemin de roulement ( 52) et un chemin de retour ( 6) définis par le rail fixe ( 1) et le rail mobile ( 2) ou les pièces auxiliaires ( 3) présentent deux zones bien différen- ciées: une première zone ( 53 a) qui est la zone d'en- trée de l'inflexion ( 53) et est placée tout près et en parfaite continuité du chemin de roulement ( 52) ou de retour ( 6) et qui est une zone en rampe droite, et une deuxième zone ( 53 b) qui est la zone de sortie de l'inflexion ( 53) suivant le sens de parcours des rou- leaux ( 5) et est placée tout près et en parfaite con- tinuité de la zone intérieure ( 53 a) et du chemin de roulement ( 52) ou de retour ( 6) et est une zone en arc de circonférence Avec cela, le recyclage des rouleaux ( 5) est parfaitement continu, avec deux génératrices diamétra- lement opposées en contact permanent avec les parois du circuit fermé défini par les chemins de roulement ( 52), de retour ( 6) et de la zone d'inflexion ( 53), en même temps qu'on évite des zones de choc et que, par consé- quent, on élimine les usures prématurées et irrégu- lières. On a prévu, au choix, deux protecteurs ( 8) des deux côtés du rail mobile ( 2), qui cachent les jeux de rouleaux ( 5), les pièces auxiliaires ( 3) et les autres dispositifs intérieurs Ces protecteurs ( 8) , de préférence en caoutchouc synthétique, servent d'une part de déflecteur pour la graisse intérieure de lubri- fication et d'autre part,ils empêchent l'entrée de la poussière et des particules pouvant réduire la préci- s ion. En parfait accord avec l'invention, et sans modifier aucunement sa nature, l'unité de déplacement à rouleaux préconisée peut recevoir l'incorporation, facultative, d'au moins un dispositif de précharge ( 33) conventionnel et qui exerce, à volonté, une pression sur le jeu de rouleaux correspondant ( 5) de sorte que ces rouleaux ( 5) sont comprimés sur leur chemin de roule- ment, fournissant une charge initiale qui est volon- taire et est déterminée par le dispositif de précharge, à l'unité de déplacement dans son ensemble. Au choix, et suivant-une caractéristique additionnelle de l'invention, le chemin de roulement ( 52), le chemin de retour ( 6) et la zone d'inflexion ( 53) sont reliés entre eux; ils sont également acces- sibles à partir d'un dispositif de graissage ( 21) prévu dans le corps du rail mobile ( 2) et/ou de la pièce auxiliaire ( 3). A travers ce dispositif de graissage ( 21), on introduit des substances lubrifiantes qui favorisent le roulement, et en même temps aident à recycler les substances qui s'y déposent sans altérer la capacité de roulement des rouleaux ( 5). Ainsi, le rail mobile ( 2) se déplace tout au long du rail fixe ( 1) et les jeux de rouleaux ( 5) se déplacent tout au long du-chemin de retour ( 6) en posi- tion de recul cyclique. REVENDICATIONS 1 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, comme ceux qui sont structurés sur au moins un rail fixe tique sur les arêtes de laquelle on a fait deux chan- freins qui vont constituer une demi-partie ( 52 '), ( 521) de chemins de roulement ( 52) pour les jeux de rouleaux ( 5), et par le fait que l'autre demi-partie ( 52 "),( 522) de ces chemins de roulement ( 52) forme un chanfrein sur le rail mobile ( 2) lui-même, de telle sorte qu'on a prévu sur le propre rail mobile un chemin de retour et des zones d'inflexion ( 531 qui forment, en parfaite continuité du chemin de roulement ( 52), un circuit fermé le long duquel se déplacent les rouleaux ( 5). 2 Unité de déplacement perfectionnée pour des équipements mécaniques de précision selon la reven- dication 1, caractérisée par le fait que les demi- parties des chemins de roulement ( 52 ', 521; 52 ", 522) présentent une inclinaison d'environ 45 par rapport à l'horizontale, de telle façon que deux chemins de roulement sont disposes symétriquement du même côté par rapport à cette horizontale. 3 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que chacune des zones d'inflexion ( 53) pré- sente une zone d'entrée suivant le sens de déplace- ment des rouleaux, qui est une zone en rampe droite ( 53 a) et une zone de sortie ( 53 b) qui est une zone en arc de circonférence, de sorte que le recyclage des rouleaux est parfaitement continu, sans zones de chocs et, par conséquent, sans usures prématurées et irré- gulières. 4 Unité de déplacement perfectionnée pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le rail mobile ( 2) comprend plusieurs pièces ( 3) associées invariablement entreelles et chacune d'elles formant au moins un demi-chemin de roulement pour au moins un jeu de rouleaux, un chemin de retour étant prévu sur chacune de ces pièces asso- ciées ( 3), pour chaque chemin de roulement formé et qui forment, de-plus, avec les zones d'inflexion ( 53), un circuit ferme pour chaque jeu de roulements ( 5). 5 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les chemins de roulement, retour et inflexion, qui communiquent entre eux, sont également accessibles à partir d'un dispositif de graissage ( 21) prévu dans le rail mobile ( 2) ou dans les pièces auxiliaires, et à travers lequel on introduit les lubrifiants qui contribuent à améliorer le roulement et à recycler les substances qui s'y déposent, sans altérer le fonctionnement et la precision de l'unité. 6 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risée par le fait que tout en rapport avec chaque circuit fermé, on a prévu, au choix, l'adaptation d'au moins un dispositif de précharge ( 33) qui, exerçant une pression sur au moins un jeu de rouleaux dans leur chemin de roulement, apporte une charge volontaire initiale à l'unité de déplacement.