Brevet FR2659890A1 — publié le 19910927

- L'invention a oour objet un module linéaire de guidage pour la translation et la manutention de toutes pièces et accessoires. L'invention se rattache au secteur technique des moyens de manutention et de déplacement en ligne de pièces trouvant notamment des applications dans les automatismes et en particulier pour les machines, machines- outils, centres d'usinage à commande numérique, robots industriels et tous systèmes d'alimentation automatiques, appareils de mesure, manipulateurs. Le concept de module linéaire, de transfert et de manutention, est connu depuis de très nombreuses années et est largement exploité, notamment dans les secteurs techniques précités Il s'agit en général d'éléments prêts à monter qui sont fixés sur un plan d'appui par leur partie basse inférieure et qui sont agencés avec une structure profilée autorisant un déplacement alternatif en va et vient selon un cycle déterminé d'un chariot sur lequel est fixée une ou des pièces ou outils 0 o ou autres, susceptible de fonctionner et d'intervenir selon un cycle préétabli dans un mouvement de va et vient continu. La structure précitée du module est obtenue par une forme profilée en aluminium rigide obtenue par filière et présentant intérieurement un espace pour le guidage et déplacement du chariot transfert On utilise des systèmes de guidage et d'entraînement du type vis à billes, galets et autres, ou courroie crantée, ou vérins. Pour assurer une protection du module linéaire, et en particulier de ses mécanismes intérieurs, il est utilisé des bandes de protection, dans le cas du chariot monté sur une vis à billes, ou ce sont les courroies d'entraînement du chariot elles-mêmes qui assurent la protection des mécanismes à l'intérieur de la structure Les courroies d'entraînement sont par exemple montées entre deux tambours ou galets de renvoi ou similaires, situés près des extrémités à l'intérieur du module -2- linéaire Les courroies sont associées fixement au chariot transporteur par tous moyens de liaison approprié Ces derniers sont agencés généralement avec une fente horizontale établie dans toute leur longueur pour permettre le passage des courroies C'est par exemple le cas du module linéaire décrit dans le Brevet allemand 3 815 595. Le module linéaire est agencé ainsi avec un corps de grande longueur à l'intérieur duquel se déplace un trainard dont la partie supérieure est agencée pour recevoir des pièces et/ou accessoires, tandis que la partie inférieure est associée à un moyen assurant sa translation Les profils actuels du corps sont établis en forme de H afin d'autoriser le passage et positionnement du traînard ainsi que la mise en place des moyens d'étanchéité sous forme de bandes de protection, soufflets ou autres Une telle forme est en particulier décrite dans le Brevet allemand précité Elle entraîne cependant des montages complexes des moyens d'étanchéité, d'autre part elle limite et réduit l'inertie du corps du module Par ailleurs, la face de fond du corps du module est aménagée avec un évidement 2-0 central pour permettre d'une part le positionnement des moyens de liaison et de fixation d'un rail de guidage sur lequel coulisse le trainard, et d'autre part le positionnement d'une bande de protection et d'étanchéité De tels agencements exigent une adaptation particulière du corps, limite son inertie de par les formes et échancrures établies Par ailleurs, il est nécessaire d'utiliser des moyens complémentaires de protection du brin inférieur de la courroie d'entraînement situé dans la partie basse du corps En outre, le corps du module est agencé pour un seul type de moyens d'étanchéité. Face à ces différents inconvénients, le but recherché selon l'invention était de concevoir un nouveau profil du corps du module, de conception et fabrication simples qui assure et confère le maximum d'inertie compte tenu des contraintes d'utilisation du module. Un autre but était de concevoir un module qui permette l'utilisation de différents moyens de translation du trainard dont la partie supérieure débordante du corps du module est agencée pour recevoir des pièces et différents accessoires. Un autre but était de concevoir un module assurant une parfaite protection de mécanismes internes de guidage du trainard. Un autre but était de concevoir un module sur lequel il peut être utilisé différents types de moyens d'étanchéité pour assurer la protection de l'ensemble des différents mecanismes. Ces buts et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Selon une première caractéristique, le module comprend un corps obtenu par filage creux intérieurement présentant des côtés latéraux et une face de fond rectiligne et horizontale agencées avec des échancrures profilées de fixation, la base inférieure constituant un plan d'appui correspondant à la largeur maximum du corps de guidage, la base inférieure de celui-ci présentant sur route sa longueur une ouverture longitudinale autorisant le positionnement d'une règlette de liaison et au-dessus un profilé évidé longitudinal réceptionnant un rail de guidage associe a ladite règlette ledit rail de guidage recevant un ou des chariots transporteurs support d'un trainard profilé; et en ce que les bords suèrieurs dudit corps présente un retour horizontal défini riat une fente supérieure longitudinale autorisant le déelacement dudit trainard et le positionnement de moyens d'étanchéité, et en ce que la partie supérieure dudit trainard présente un étranglement se prolongeant extérieurement audit corps, et en ce que un moyen inséré dans le corps assure le déplacement longitudinal contrôlé et limité dudit trainard. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. -4 - Pour fixer l'objet de l'invention illustrée d'une manière non limitative aux figures des dessins o: La figure 1 est une vue en perspective du module linéaire de guidage selon l'invention avec un premier mode de réalisation du moyen d'entraînement du trainard, ce moyen étant une vis. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne 1-1 de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe transversale selon les lignes 3-3, 4-4. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du module linéaire de guidage selon l'invention avec une seconde mise en oeuvre du moyen d'entraînement du trainard, ce moyen étant une courroie. La figure 6 est une vue en plan en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5 montrant en particulier le système d'attache de la courroie. La figure 7 est une demi-vue en plan selon la figure 6 montrant la mise en tension du système d'attache de la courroie. La figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne 8-8 de la figure 5. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures des dessins. Le module linéaire de guidage comprend un corps recevoir des pièces ou accessoires. Le corps ( 1) présente sur ses côtés latéraux ( 1-3, - 1-4) et sa face de fond rectiligne ( 1-5 > des échancrures profilées ( 1-6) autorisant le positionnement de moyens de bridage et de fixation par rapport à un plan d'appui Le corps présente dans sa base inférieure, des ouvertures profilées d'allègement ( 1-7) La base inférieure est horizontale et utilise comme plan d'appui la largeur maximum du corps de guidage pour donner le maximum d'inertie au corps Dans sa partie médiane, la base inférieure du corps présente sur toute sa longueur, une ouverture longitudinale dans laquelle peut être positionnée une réglette de liaison ( 16), cet agencement permettant dans le même volume du corps de limter la diminution de l'inertie en conservant un plan d'appui inférieur non évidé. Ainsi qu'il apparaît aux figures 3, 4 et 7, la partie supérieure du corps présente des bords ( 1-8) formant un rabat définissant une fente réduite de passage et de positionnement d'une bande de protection; ces bords sont établis le cas échéant avec un profil pour assurer le maintien et la tenue de ladite bande de protection, en fonction des caractéristique du dispositif d'étanchéité choisi. Les extrémités latérales du corps sont agencées avec des flasques avant et arrière ( 4 et 5) qui sont fixés audit corps par tous moyens de liaison appropriés. Les flasques sont agencés et profilés pour venir fermer et obturer les extrémités du corps ( 1) et sont fixés à ce dernier par des vis de liaison En outre et dans une première mise en oeuvre des mécanismes de déplacement du trainard illustré figures 1 et 4, ils sont agencés dans leur partie centrale pour permettre le guidage et rotation d'un axe de guidage ( 6) disposé sur toute la longueur du corps A cet effet, le flasque avant ( 4) présente un épaulement ( 4-1) intérieur autorisant le positionnement de paliers ( 7) de rotation de l'axe de guidage Le palier, par sa partie fixe est solidarisé au corps par vis de liaison ( 8), tandis que l'axe de guidage déborde extérieurement du corps et est agencé pour recevoir un écrou de blocage ( 6-1 > venant en butée contre le palier L'extrémité avant ( 6-2 > de l'axe de guidage deborde pour autoriser son entraînement par tous moyens de commande appropriés Le flasque arrière ( 5) est également agencé avec un alésage central ( 5-1) pour l'engagement de l'autre extrémité d'autres aménagements qui seront décrits par ailleurs. Le module linéaire permet le déplacement longitudinal contrôlé du trainard ( 3) qui est susceptible d'être déplacé le long du corps en mouvement de va et vient selon un cycle prédéterminé Ce trainard présente deux parties distinctes à savoir une base ( 3-1) profilée susceptible d'entourer l'axe de guidage supérieur du corps. Le trainard est également agencé sur sa face avant avec un alesage ( 3-3) autorisant le positionnement d'une bague écrou ( 1 S) montée sur l'axe de guidage; ladite bague écrou présente une collerette ou bride extérieure ( 13-1) susceptible de venir en butée avant et être fixée contre le trainard La rotation de l'axe de translation sur lui-même provoque, ainsi, le déplacement linéaire contrôlé de la bague écrou et la poussée du trainard Par ailleurs, il est possible de disposer une seconde bague écrou ( 13) sur l'axe de guidage ( 6) à l'opposé de la précédente pour assurer une mise en contrainte -7 - et prétarage de l'ensemble. Par ailleurs des éléments amortisseurs ( 34) sont montes sur la vis et constituent des moyens de fin de course du trainard. Ainsi qu'il apparait aux dessins, le trainard présente dans sa base un évidemment central ( 34) ouvert susceptible d'entourer l'axe de translation en débouchant sur la face externe inférieure du traînard pour constituer un plan d'appui rectiligne et horizontal (S-5), susceptible de venir en contact sur le ou les chariots ( 10) Le traînard présente également sur sa base inférieure des profilés ou pattes permettant l'insertion de moyens de liaison et d'attache ( 14) du type vis de fixation pour l'accoupler sur le ou les chariots. Le ou les chariots sont établis sous forme de corps venant en appui et guidage sur un rail (ll) disposé le long du corps du module, et dans un évidement ( 11 3) longitudinal ménagé à cet effet, et dont les extrémités ( 11-1) ( 11-2) sont engagées et prennent appui dans des ouvertures profilées ( 4-2) ( 5-2) formées sur les flasques transversaux avant et arrière du module Par cete assemblage, on assure un parallélisme constant et régulier des entraxes entre le rail et l'axe de translation. Un moyen de liaison ( 15) du type vis assure le positionnement du rail et de la réglette ( 16) sous-jacente Ainsi, les chariots, deux en l'occurence, en nombre fonction de la charge appliquée sur le trainard, sont agencés à leur base avec un évidemment profilé en U ( 10-1) pour s'adapter et chevaucher le rail, tandis qu'ils présentent sur leur partie supérieure une base d'appui ( 10-2) rectiligne et horizontale sur laquelle o 30 prend appui, la base inférieure du trainard. Ainsi qu'il apparait aux dessins, la base d'appui ( 3-5) du trainard présente une bordure périphérique ( 3-7) autorisant son centrage par rapport à le ou les chariots Ces derniers se trouvent situés dans la partie inférieure du corps des modules. La conception telle que décrite du module permet ainsi de lui conférer une grande inertie et d'assurer une p Drotection totale de l'environnement extérieur des différents mécanismes et moyens d'entraînement et déplacement du trainard. En outre, le corps du module linéaire est d'encombrement plus réduit. Les moyens d'étanchéité susceptibles de protéger et recouvrir la fente longitudinale supérieure du corps du module peuvent être de tous types Il peut être utilisé une bande de protection solidarisée ou non aux bords supérieurs du corps, en traversant le trainard longitudinal et de toutes manières appropriées Dans ce cas, le trainard est agencé dans sa partie supérieure avec une ouverture profilée de passage et guidage de la bande En variante, il peut être utilisé un dispositif d'étanchéité constitué par des soufflets de toute manière connue. Selon une autre disposition et particularité de l'invention, le corps du module linéaire est établi sans modification des caractéristiques précitées pour autoriser l'insertion d'un autre mécanisme de déplacement du trainard, ainsi qu'illustré aux figures 5 à 8 Ce mécanisme est un ensemble à courroie Il est précisé que les pièces similaires dans les deux mises en oeuvre conservent les mêmes références. En se référant à la figure 8, on observe que le corps modulaire est strictement de même conception que précédemment et est agencé en particulier avec une base de fond ( 1.5) horizontale, des rabats supérieurs ( 1 8) horizontaux laissant une fente de passage du trainard et d'éventuels moyens d'étanchéité La partie de fond du corps est aménagée pour recevoir un rail ( 11) et une réglette ( 16) avec un moyen de liaison ( 15) du type précité Des chariots ( 10) sont agencés à leur base en U ( 10 1) pour s'adapter et chevaucher le rail Dans cette mise en oeuvre, le trainard ( 17) est de -z 5 conception quasi similaire au trainard ( 3) à la différence au'il est agencé pour coopérer et être entraîné par une courroie ( 18) disposée dans un plan horizontal avec brins verticaux, et non par une vis du type de celle précédemment décrite A cet effet, le trainard ( 17) présente dans sa partie sousjacente à la bordure supérieure du corps une masse ( 17 1 > ayant deux faces ( 17 2) ( 17 3) parallèles et rectilignes dans Leur A Zlne médiane pour être en regard du passage des brins ( 18 1 18 2 > de la courroie d'entraînement Leurs extrémités meuvent être détalonnées pour faciliter le passage de la courroie Ladite masse se prolonge par sa partie inférieure par un socle ( 17 4) venant en appui et centrage sur les chariots ( 10) du type précité Des moyens ( 19) du type boulons assurent la liaison entre le trainard et les chariots. Ainsi qu'il apparaît les brins de la courroie ( 18) se situent dans un plan vertical et sont intégrés à l'intérieur du corps du module en étant parfaitement protégés de l'extérieur et sans aménagement particulier du corps du module. En se référant aux figures 5 et 6 des dessins, on voit que le corps ( 1) du module linéaire reçoit à ses extrémités transversales, deux plaques formant embouts ( 20 - 21) qui sont fixés au corps par boulonnage ( 22) et similaires. Chaque embout ( 20 21 > est aménagé avec des ouvertures et collerettes intérieures pour recevoir respectivement un axe ou tambour meneur ( 23) et axe ou tambour mené ( 24) montés sur des paliers ( 25), des moyens de blocage ( 26) assurant la fixation et maintien de l'ensemble L'embout ( 20) est agencé avec une ouverture supérieure ( 20 1) de passage de l'axe meneur ( 23) en vue de son accouplement avec un moyen moteur d'entraînement Un cache ( 27) est disposé dans l'ouverture inférieure ( 20 2) et permet l'accès au moyen de blocage de L'axe L'autre embout ( 21) est également aménagé dans sa partie inférieure avec une ouverture ( 21 1) pour la réception d'un cache ( 27 > Par contre, la partie supérieure ( 21 2 > de l'embout est obturée et sert de logement à des moyens de roulement ( 25). Entre les axes ( 23 et 24), est disposée une courroie traversant dans sa longueur le corps du module linéaire, en se présentant en regard des faces rectilignes et parallèles sont par ailleurs à position fixe. En se référant à la figure 6, la courroie ( 18) est attachée et fixée par ses extrémités ( 18 3 18 4) en regard sur l'une des faces moyens de serrage assurant leur tenue. On a illustré à la figure 7 le moyen de serrage de la courroie par rapprochement de ses extrémités Plus particulièrement, les pinces ( 28 et 29) présentent en bout des bords relevés ( 28 3 29 3) agencés avec des ouvertures filetées pour le passage d'une vis de mise en tension ( 31). On voit dans cette mise en oeuvre, tout en conservant le profil du corps du module linéaire, que la courroie d'entraînement et de déplacement du trainard est parfaitement protégée de l'extérieur En outre, il n'y a aucune zone d'affaiblissement du corps du module pour le passage des brins de la courroie. Des moyens d'étanchéité pour recouvrir la fente supérieure du corps du module linéaire sont ensuite rapportés de toute manière appropriée Ces moyens d'étanchéité peuvent étre des soufflets, bandes de protection s'ajustant ou non dans 1 î la fente formée entre les bords supérieurs formant rabats du corps. Les avantages ressortent bien de l'invention On souligne notamment la nouvelle conception de ce corps qui offre une meilleure inertie aux sollicitations extérieures Ce corps dans sa conception est en outre indépendant de tout système d'entraînement du trainard Les mécanismes de déplacement du trainard sont par ailleurs entièrement protégés On obtient également un parallélisme constant et régulier entre le rail et l'axe de translation. -12- R E V E N D I C A T I O N S -1 Module linéaire de guidage du type comprenant un corps ( 1) profilé de grande longueur, recevant intérieurement, un axe de guidage ( 6) autorisant le déplacement contrôlé d'un trainard profilé dont la partie supérieure déborde extérieurement du corps précité en étant susceptible de recevoir des pièces ou accessoires, et en ce que une bande de protection est disposée sur la surface supérieure du corps pour assurer en liaison avec le déplacement du traînard, une protection des mécanismes disposés à l'intérieur du corps, le dit module linéaire de guidage étant caractérisé en ce qu'il comprend un corps ( 1) obtenu par filage creux intérieurement présentant des côtés latéraux ( 1 3) et ( 1 4) et une face de fond rectiligne et horizontale agencées avec des échancrures profilées de fixation, la base inférieure ( 1 5) constituant un plan d'appui correspondant à la largeur maximum du corps de guidage, la base inférieure de celui-ci présentant sur toute sa longueur une ouverture longitudinale autorisant le positionnement d'une regrette de liaison et au-dessus un profilé guidé longitudinal réceptionnant un rail de guidage ( 11) associé à ladite règlette ledit rail de guidage recevant un ou des chariots transporteurs support d'un traînard ( 3 17) profilé; et en ce que les bords supérieurs ( 1 8) dudit corps présente un retour horizontal définissant une fente supérieure longitudinale autorisant le déplacement dudit trainard ( 3 17) et le positionnement de moyens d'étanchéité, et en ce que la partie supérieure dudit traînard ( 3 17) présente un étranglement ( 3.8) et ( 17 5) se prolongeant extérieurement audit corps, et en ce que un moyen inséré dans le corps assure le déplacement longitudinal contrôlé et limité dudit traînard. -2 Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traînard est aménagé avec une base inférieure située à l'intérieur du corps du module en se prolongeant par un étranglement ( 3-3 17-5) disposé en regard des extrémités des bords supérieurs ( 1 8) du corps du module et se prolongeant par sa partie supérieure à l'extérieur du corps du module pour recevoir et présenter des pièces et accessoires; et en ce que la base inférieure du traînard présente une face rectiligne susceptible de venir en appui et centrage sur un ou des chariots transporteurs, des moyens d'attache accouplant le traînard aux chariots. -3 Module selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les chariots prennent appui et sont guidés sur un rail de guidage ( 11) disposé longitudinalement et dans le fond du corps, les extrémités dudit rail étant positionnées et maintenues en appui sur les flasques d'extrémités ( 4) ( 5), ou embouts ( 20 21) du corps du module. -4 Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties extrêmes du corps comprennent des flasques ( 4) et ( 5) transversaux, agences avec des ouvertures pour supporter et guider un axe de guidage ( 6), l'axe recevant au moins une bague écrou ( 13), susceptible de venir en appui et poussée sur la face avant profilée ( 3 3) du traînard. -5 Module selon la revendication 4, caractérisé en ce que des éléments amortisseurs ( 34) sont disposés aux extrémités de l'axe de guidage situé près des flasques latéraux du corps du module. -6 Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cor Ds présente dans sa base inférieure des ouvertures profilées d'allègement ( 1 7). -7 Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties extrêmes du corps comprennent des embouts ( 20 21) profilés fixés audit corps et recevant respectivement un axe -14- meneur ( 2 S> et un axe mené ( 24) à position fixe agencés avec des moyens de positionnement et de roulement ( 25 26) dans lesdits embouts, pour autoriser le déplacement d'un moyen de translation du trainard ( 17), ce moyen étant une courroie ( 18) dont les brins ( 18 1 18 2) sont disposés verticalement et en regard des faces parallèles de leur partie médiane correspondantes du trainard ( 17 >. -8 Module selon la revendication 7, caractérisé en ce que le trainard ( 17) présente dans sa partie sous-jacente à la bordure supérieure ( 1 8) du corps une masse ( 17 1) ayant deux faces parallèles ( 17 2 17 3) rectilignes dans leur partie médiane pour être en regard au passage des brins ( 18 1 18 2) de la courroie d'entraînement, les extrémités ( 18 3 18 4) de ladite courroie étant fixées à l'une des faces du trainard Les extrémités desdites faces du trainard étant détalonnées. -9 Module selon la revendication 8, caractérisé en ce que la fixation des extrémités ( 18 3 S 18 4) de la courroie sur l'une des faces du trainard est obtenue par des pinces ( 28 29) fixées à la face correspondante du trainard, avec une capacité de réglage en position, pour assurer une mise en tension réglable de la courroie. -10 Module selon la revendication 8, caractérisé en ce que les pinces ( 28 29) présentent à leurs extrémités des prolongements ( 28 3 29 3) agencés avec des ouvertures filetées autorisant le positionnement d'une vis de mise en tension ( 35)>. -11 Module selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins l'axe meneur ( 23) est agencé avec une partie crantée pour coopérer avec la face interne de la courroie ( 18) crantée de manière complémentaire sur tout ou partie de sa longueur.