Brevet FR2600384A1 — publié le 19871224

La présente invention est relative à un dispositif de guidage d'un type nouveau, destiné à équiper un bras téléscopique d'un type quelconque. En particulier , quoique non ex clusivement, l'invention concerne un bras téléscopique dont une extrémité est prévue pour déplacer, guider, ou immobiliser un manipulateur à distance. De tels bras sont couramment uti lisés dans l'industrie, et notamment dans l'industrie nucléaire. On sait qu'un bras téléscopique de cette sorte comporte au moins deux éléments montés à coulissement longitu fanal l'un dans l'autre, l'ensemble étant actionné par unmoteur.. Le guidage des deux éléments coulissants oblige habituellement à réaliser un usinage précis pour les surfaces en contact Ce- la augmente considérablement le prix de l'appareil, notamment en ce qui concerne l'usinage interieur de l'un des deux élé ments téléscopiques dont le moteur peut être un vérin. Cet inconvtient prend une importance considérable dans l'industrie moderne où l'on voit se multiplier les méca nismes automatiques tels que les robots, les bras, les portiques, au l'on doit déplacer à distance divers éléments. Lorsqu'en plus d'un mouvement téléscopique longitudinal, le bras doit être immobilisé en rotation sur lui mêhe , il est connu d'utiliser des éléments coulissants à section prismatique , notamment carrés ou rectangulaires. Dans ce cas, l'usinage intérieur de l'un au moins des deux éléments coulissants est particulièrement couteux. Déplus, il n'offre aucune possibilité pour rattraper les jeux apparaissant en fonctionnement du fait de l'usure La présente invention à pour but d'évitencesincon- vénients en réalisant un bras téléscopique à coulissement longitudinal avec immobilisation en rotation, constitué par au moins deux tronçons à section polygonale coulissant l'un dans l'autre, et i est caractérisé en ce qu'il comporte à 1' intérieur de l'élément allongé d'extérieur, des patins de guidage prenant appui sur la paroi éxtérieure de l'élément coulissant interne, tandis que par ailleurs aucun des deux éléments coulissants ne reçoit un usinage quelconque pour servir de surface de guidage ou de surface pour la mise en position des patins de guidage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les patins sont disposés autour de l'élément intérieur, suivant au moins deux plans transversaux décalés dans le sens longitudinal l'un par rapport à l'autre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque patin est fixé par des vis de réglage sur la paroi in-e terne de l'élément extérieur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque patin a une forme en équerre lui permettant de coulisser le long d'une arête longitudinale de l'élément intérieur. Suivant une autre caractéristique de l'invention; chaque patin est constitué par un bloc le long d'une des arêv tes duquel font légèrements saillie les billes d'une circulation de billes , le bloc étant fixé sur l'une des faces externes de l'élément intérieur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les billes de la circulation à billes sont en contact avec la zone longitidunale concave d'une arête intérieure de l'élément extérieur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque patin comprend un socle fixé en diagonal sur un angle extérieur de l'élément intérieur , pour maintenir en place une bille tournant librement sur l'extrémité du socle pour lui permettre de rouler le long d'une arête intérieure de l'élémMb extérieur. Suivant une autre ractéristique del'invention,chaque patin est fixé par des vis qui permettent d'une part de régler sa position , d'autre part de le bloquer à la position voulue. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un vérin de commande est dispose longitudinalement à l'intérieur du bras téléscopique. Ce peut aussi être un moteur vis/écrou. Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue en perspective montrant deux éléments d'un bras téléscopique selon l'invention. Figure 2 en est une coupe longitudinale. Figure 3 est une coupe transversale suivant III3 (figure 2). Figure 4 est une coupe analogue pour une seconde variante de réalisation possible. Figures 5 et 6 sont des coupes analogues pour deux autres variantes. Figure 7 montre un élément de guidage à circulation de billes du type illustré sur la figure 6. On a représenté sur les dessins un bras téléscopique 1 qui est formé de deux éléments tubulaires 2 et 3 coulissants l'un dans l'autre. L'élément tubulaire 2 est constitué par un tube à section carrée et il est pourvu à une extrémité, d'un fond transversal 4 . A l'intérieur de l'élément 2 , peut coulisser (flèche double 5) l'élément intérieur 3 qui a lui aussi une section carrée , mais de plus petites dimensions. A son extrémité libre, l'élément intérieur 3 se termine par un fond transversal 6 . Entre les fonds 4 et 6 est disposé un vérin de commande 7 . Ce dernier permet de faire coulisser l'élément téléscopique intérieur 3 dans un sens et dans l'autre (flèche double 5) , cependant que la section transversale carrée des deux éléments 2 et 3 interdits toute rotation de l'élément 3 sur lui-même , dans l'élément 2 où il est guidé. Selon l'invention , cette immobilisation en rotation d'un bras téléscopique 1 est obtenu sans qu'il soit nécessaire de pratiquer aucune opération d'usinage sur les surfaces coulissantes sans regard , à savoir ni sur les parois internes de l'élément extérieur 2, ni sur les parois externes de l'élément intérieur 3. l Ce guidage est obtenu grâce à des patins disposés sur la périphérie de l'élément intérieur 3 , suivant au moins deux plans transversaux 8 et 9 , décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens longitudinal. Dans chacun des deux plans transversaux 8 et 9, les patins de guidage sont au nombre de quatre ou deux. Dans la variante illustrée sur la figure 3, ha- cun des patins 10 a la forme d'une équerre qui vient coif- fer l'arrête longitudinale 11 correspondante de l'élément intérieur 3 Des vis de réglage 12 , prenant appui sur deux faces adjacentes de l'élément extérieur 2, de part et d'autre d'une arête longitudinale 13 , qui permet à la fois - de régler la position du patin 10 sur l'arrête 11 de l'élément intérieur 3 - après réglage de l'immobiliser exactement à la position voulue En particulier, si des jeux apparaissent en cours de fonctionnement, entre le patin 10 et l'arrête 11, les vis 12 permettent de compenser ces jeux et de rattraper l'usure par un nouveau réglage Grâce à cette disposition, on assure un réglage précis et un fonctionnement sans jeu du bras téléscopique 1, bien qu'il n'était soumis à aucune couteuse opération d'usinage sur les faces de guidage. Dans la variante illustrée sur la figure 4, chaque patin 14 est un bloc plat que la ou les vis de réglage 12-main- tiennent contre chacune des faces planes de l'élément intérieur 3. De plus la liaison entre le dos d'un patin 14 et sa vis de support 12 est assurée par une rotule 15. Dans tous les cas, le matériau de chaque patin 10, 14 est préférablement un matériau antifriction. I1 peut notam ment s'agir d'une matière synthétique, chargée ou non d'un lubrifiant solide. Dans les variantes illustrées sur les Figures 5 à 7 , les patins ne fonctionnent plus par frottement, mais en assurant le guidage par roulement de billes. Suivant l'exemple illustré sur la Figure 5, chaque patin est constitué par un support 15 fixé de façon réglable sur l'extérieur d'une arête 11 de l'élément intérieur 3 pour- porter à son extrémité une bille 16 qui en dépasse et peut tourner librement sur elle-même. Chaque bille 16 est en contact par deux points 20 avec la zone longitudinale concave d'une arête intérieure 17 de l'élément extérieur 2. On voit que cette fois les vis 12 assurant la fixation et le réglage du patin 15, 16 sont vissées sur les parois de l'élément intérieur 3. Dans la variante des Figures 6 et 7, on fixe sur les côtés de l'élément intérieur 3, des patins constitués chacun par un bloc 18 le long de l'arête 22 duquel font saillie les billes 19 d'une circulation de billes. Ici encore, les vis 12 permettent de régler la position de chaque bloc 18 sur l'élément intérieur 3 avant d'assurer le blocage en place. Le plan 23 de la circulation des billes 19 est préférablement incliné par rapport aux faces du bloc parallélépipèdique 18, de façon à se trouver sensiblement dans un plan diagonal del'élément intérieur 3 après- fixation sur celui-ci (Figure 6). Ainsi, ici encore, chaque bille 19 vient en contact par deux ponts 20 avec la zone longitudinale concave d'une arête intérieure 17 de l'élément extérieur 2. Bien entendu, on ne quiterait pas le cadre de 1' invention en combinant entre elles les diverses variantes de réalisation qui viennent d ' être décrites. Par exemple, on pourrait incorporer à chaque patin 14 (Figure 4) deux circulations à billes situées dans deux plans longitudinaux 24 et 25. Ainsi le quidage de chaque patin sur 1'éleÇjent~int?rieur 3 se trouve désormais assuré, non plus par glissement, mais par roulement sur les billes 19 des circulations. De même, le système de réglage utilisé pour les patins de guidage peut être de tout type approprié. En particulier, il peut être mécanique ou fluidique. On voit que le dispositif de guidage est sur le même axe que le vérin ou mo- teur 7. La course relative est limitée par des éléments réglables et amortie par amortisseur unique à double effet REVENDICATIONS 1 - Dispositif de guidage pour un bras téléscopique (1) à coulissement longitudinal avec immobilisation en rotation, constitué par au moins deux tronçons (2), (3) à section polygonale coulissant l'un dans l'autre, caractérisé en ce qu' il comporte à l'intérieur de l'élément allongé d'extérieur (2), des patins de guidage prenant appui sur la paroi extérieure de l'élément coulissant interne (3), tandis que par ailleurs aucun des deux éléments coulissants (2), (3) ne reçoit un usinage (!1' quelconque pour servir de surface de guidage ou de surface pour la mise en position des patins de guidage. 2 - Dispositif de guidage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les patins sont disposés autour de 1' élément intérieur (3) suivant au moins deux plans transversaux (8) t (9) décalés dans le sens longitudinal l'un par rapport à l'autre. 3 - Dispositif de guidage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque patin est fixé par des vis de réglage (12) sur la paroi interne de l'élément extérieur (2). 4 - Dispositif de'guidage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que cha qué patin (10) a une forme en équerre lui permettant de coulisser autour et le long d'une arête longitudinale(11) de l'élément intérieur (3). 5 - Dispositif de guidage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque patin est constitué par un bloc (18) le long d'une des arêtes due quel font légèrement saillie des billes (19) d'une circulation de billes, le bloc (18) étant fixé sur l'une des faces externes de l'élément intérieur (3). 6- Dispositif de guidage suivant la revendication t 5, caractérisé en ce que les billes (19) de la circulation à billes sont en contact avec la zone longitudinale concave d'une arête intérieure (17) de l'élément extérieur (2). 7 - Dispositif de guidage suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que chaque patin est constitué par un support (15) fixé de façon réglable sur 1' extérieur d'une arête (11) de l'élément intérieur (3) pour por ter à son extrémité une bille folle (16) qui en dépasse et se trouve en contact par deux points (20) avec la zone longitudinale concave d'une arête intérieure (17) de l'élément extérieur (2). 8 - Dispositif de guidage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque patin (14) est monté par une rotule (15) sur sa vis de réglage et de blocage (12). 9 - Dispositif de guidage suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu' à chaque patin (14) sont incorporées deux circulations à billes situées dans deux plans longitudinaux (21) et (25), les billes roulant le long de l'extérieur de l'élément intérieur (3).