Brevet FR2695583A1 — publié le 19940318

i "Machine d'oxycoupage" L'invention concerne une Machine d'oxycoupa- ge comprenant un chariot de roulement, avec une poutre transversale avant et une poutre de stabilisation re- liée à celle-ci. Les machines d'oxycoupage servent à couper automatiquement des pièces selon des dessins ou des supports d'information numérique Une telle machine d'oxycoupage se compose principalement d'un chemin de roulement pour chariot, chariot d'entraînement trans- versal portant les suspensions des chalumeaux avec des moyens de réglage en hauteur et les outils fixés à ceux-ci ainsi que les différents moyens de commutation et de commande y compris les moyens de motorisation et le système d'alimentation en gaz Le chariot de roule- ment lui-même comprend un caisson à roues et une poutre support ou de deux caissons à roues distants l'un de l'autre et reliés par une poutre transversale. Les galets de roue avec les galets de guidage et la poutre d'appui avec les galets d'appui permettent de déplacer la poutre transversale dans la direction lon- gitudinale des chemins de roulement Des moyens de guidage fixés sur la poutre transversale permettent de déplacer les suspensions des chalumeaux avec les moyens de réglage en hauteur à partir du chariot d'en- traînement transversal, perpendiculairement aux che- mins de roulement Une bielle reliée au chariot d'en- traînement transversal permet de coupler plusieurs suspensions de chalumeaux. Les machines d'oxycoupage connues comportent deux poutres transversales, en forme de caissons, qui sont reliées par des traverses de rigidification Des consoles sont fixées sur la face avant de la poutre transversale avant pour porter les guides du chariot d'entraînement transversal Ce chariot comporte une suspension de chalumeaux composée d'un corps de sup- port, injecté avec quatre galets roulant sur les moyens de guidage et qui sont fixés sur ces moyens de guidage (DE-OS 1 944 480). Il faut, lors de la réalisation de la poutre transversale, aligner chaque traverse de rigidifica- tion et la fixer aux poutres transversales avant de pouvoir relier celles-ci Cela représente beaucoup de travail et est très coûteux A cela s'ajoute que les poutres transversales sont munies de barrettes de ri- gidification et les chariots d'entraînement transver- saux, injectés fixés à ces traverses, ont des dimen- sions importantes, diminuant la dynamique de la machi- ne d'oxycoupage et sa fréquence propre A cela s'ajou- te que le réglage des galets de la suspension des cha- lumeaux est une opération très longue. La présente invention a ainsi pour but de créer une machine d'oxycoupage qui puisse se fabriquer d'une manière très peu coûteuse sans que cela ne soit au détriment de la précision de fonctionnement de la machine. A cet effet, l'invention concerne une machi- ne correspondant au type défini ci-dessus, caractéri- sée en ce que la poutre de stabilisation se compose d'au moins une plaque munie de découpes. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention la poutre de stabilisation se compose de deux plaques s'étendant pratiquement sur toute la largeur de la poutre transversale, l'une des plaques étant pratiquement perpendiculaire à la poutre transversale et l'autre faisant avec celle-ci un certain angle, ces plaques étant reliées à la poutre transversale et par leurs extrémités libres. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention la poutre transversale est un profil en forme de plaque, de préférence un profil rectangulaire. L'invention a pour point de départ le con- cept consistant à minimiser la masse de la machine d'oxycoupage en lui assurant une grande rigidité dans la direction longitudinale et dans la direction trans- versale (direction des axes X et Y) car cela permet de rendre maximale la fréquence propre de la machine d'oxycoupage Selon l'invention, la poutre transversa- le est rigidifiée par une poutre de stabilisation fa- briquée à partir de deux plaques analogues qui sont de préférence découpées à l'aide d'un faisceau laser pour constituer la poutre de stabilisation correspondent à un procédé de fabrication simple, rapide et qu'il est facile d'optimiser car on supprime les travaux de sou- dage selon l'état de la technique et les mesures de préparation nécessaires au soudage Par le découpage des plaques, on obtient une très grande rigidité dans la direction horizontale pour une faible masse. Les entretoises qui restent après les décou- pes dans les plaques et qui sont reliées par des noeuds réduisent d'environ 20 % par rapport à celles des poutres transversales connues La réunion des deux plaques chaque fois en une seule partie avec la poutre transversale qui est de préférence un profil de sec- tion rectangulaire peut se faire par quelques soudures seulement, l'une des plaques de stabilisation étant montée verticalement et la seconde plaque de stabili- sation faisant un certain angle par rapport à la pou- tre transversale, les extrémités libres des plaques de stabilisation étant reliées l'une à l'autre Les dé- coupes réalisées dans les plaques forment un treillis qui permet d'évacuer sans difficulté la chaleur pen- dant les travaux thermiques ce qui permet d'éliminer les tôles de protection thermique. Les poutres transversales et de stabilisa- tion comportent sur un côté du caisson à roues, deux plaques de montage distantes l'une de l'autre et du côté de la poutre d'appui, une plaque de montage pour la liaison avec le caisson à roues ou la poutre d'ap- pui Les deux plaques de montage comportent du côté du caisson à roues, des alésages qui permettent de relier les poutres au caisson à roues par une liaison à man- chon de centrage De préférence sur le côté du caisson à roues on a 3 à 10 et notamment 4 à 6 alésages Cette liaison par la forme ajustée statiquement donne une grande rigidité à la machine d'oxycoupage tout en per- mettant un montage extrêmement simple La précision de la fabrication des différentes pièces se retrouve dans la précision ultérieure de fonctionnement de la machi- ne. De façon avantageuse, les suspensions des chalumeaux montés avec une grande précision sur les rails de guidage traités, prévus sur la face avant de la poutre transversale, suspensions qui portent les moyens de réglage en hauteur et les outils, sont des profilés en forme de plaques L'utilisation d'un pro- filé en forme de plaque, par exemple en aluminium, d'une part, diminue encore plus la masse en mouvement et d'autre part, permet une fabrication peu coûteuse car les suspensions des chalumeaux sont réalisées à partir-de profilés normalisés et ne nécessitent plus de moules de coulée ou de moyens nécessaires à des pièces coulées Les suspensions des chalumeaux compor- tent de préférence deux galets de guidage et deux ga- lets de réglage par lesquels les suspensions des cha- lumeaux sont placées sur les guides supérieurs et se règlent sur les guides inférieurs Les galets de gui- dage inférieurs sont montés sur des goujons à excen- trique Cette réalisation diminue le réglage des sus- pensions de chalumeaux, mobiles, à environ 1/10 du temps de réglage nécessaire selon l'état de la techni- que. Une crémaillère est fixée sur la face arriè- re de la poutre transversale pour engrener avec un pi- gnon d'entraînement d'un moteur prévu sur l'arrière de la suspension de chalumeaux La suspension de chalu- meaux et son entraînement constitue le chariot d'en- traînement transversal qui se déplace transversalement à la direction longitudinale en pouvant être couplé à d'autres suspensions de chalumeaux avec des moyens de réglage en hauteur et des outils L'entraînement du chariot transversal dans les dents de la crémaillère est assurée par une articulation pivotante ou un orga- ne de réglage à excentrique, ce qui permet un réglage simple sans jeu. Les moyens de réglage en hauteur fixés aux suspensions de chalumeaux portent un support longitu- dinal auquel est fixé le chalumeau d'oxycoupage ou la tête de découpage par faisceau laser et/ou des moyens analogues Le support longitudinal se compose avanta- geusement de deux tubes creux de section polygonale, coulissant l'un dans l'autre, de préférence des tubes de section rectangulaire qui peuvent se bloquer l'un dans l'autre par une vis Le blocage d'un tube sur l'autre permet un blocage sans jeu de l'outil dans la direction longitudinale, le guidage du profil creux, relié au chalumeau, se faisant de la manière la plus simple par les surfaces de l'autre profilé creux La réalisation sous la forme de profilés creux avec un élément de serrage permet un réglage rapide dans n'im- porte quelle position longitudinale. En outre, une console est fixée à l'arrière de la poutre transversale Cette console porte le sys- tème d'alimentation en gaz comprenant des conduites de gaz, des soupapes de commande et des soupapes d'arrêt. Les conduites de gaz du système d'alimentation en gaz sont reliées à un support fixé au milieu de la poutre transversale Ce support se compose principalement d'un bras perpendiculaire à la poutre transversale et ayant une traverse portant les colliers des conduites. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté dans les dessins et sera décrit ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: la figure 1 est une vue en perspective de la poutre transversale et de la poutre de stabilisa- tion avec les plaques de montage. la figure 2 est une vue schématique de dessus du chariot de roulement. la figure 3 est une vue schématique de la poutre transversale, du chariot d'entraînement trans- versal, du support de tuyau et de la poutre d'appui. la figure 4 est une vue schématique de la liaison par manchon ajusté entre la poutre transversa- le et la poutre de stabilisation ainsi que le caisson à roues. La machine d'oxycoupage représentée aux fi- gures 1 à 3 se compose du chemin de roulement 11 (fig 3) sur lequel se déplace un chariot de roulement 10, du chariot d'entraînement transversal 12 (fig 2) des suspensions de chalumeaux 13 avec des moyens de réglage en hauteur 14 et des outils 15 fixés à ceux-ci pour l'usinage thermique ainsi que du système d'ali- mentation en gaz 16. Le chariot de roulement se compose d'un caisson à roues 17 et d'une poutre d'appui 18 distant l'un de l'autre et reliés par une poutre transversale 19 (fig 1) Selon l'invention, la poutre transversale 19 est un profilé à plaque, de préférence un profilé rectangulaire, relié à une poutre de stabilisation 20. La poutre de stabilisation 20 qui rigidifie la poutre transversale 19 est formée de deux plaques analogues 21, 22 ayant des découpes 23 Les plaques découpées de préférence par un outil d'usinage thermique, notamment d'un faisceau laser, s'étendent pratiquement sur toute la largeur de la poutre transversale 19 Les découpes 23 forment un système de barres 24 dans les plaques, les extrémités des barres étant reliées par des noeuds 25. Chaque plaque 20, 21 forme un élément de ri- gidification en treillis dont une partie des barres 24 fait un angle 26 égal à 450 par rapport à la poutre transversale 19 Au niveau des noeuds 25, les barres 24 sont perpendiculaires à la poutre transversale La plaque 20 est verticale par rapport à la poutre trans- versale 19 en étant reliée à celle-ci de préférence par des soudures La plaque 21 fait un angle 27 par rapport à la plaque 20 et par rapport à la poutre transversale 19; à son extrémité libre 28 la plaque 21 est reliée à l'extrémité libre de la plaque 20 A l'autre extrémité la plaque 20 est reliée à la poutre transversale 19, également de préférence par des sou- dures. La poutre transversale et la poutre de sta- bilisation comportent, du côté du caisson à roues, deux plaques de montage 29, 30 distantes l'une de l'autre; du côté de la poutre d'appui 18 il est pré- vu une plaque de montage 31; des alésages d'ajustage 32 sont réalisés dans les plaques de montage 29, 30, permettant de relier les poutres 19, 20 au caisson à roues par des douilles de centrage De préférence du côté des caissons à roues 3-10, on a prévu notamment 4 à 6 alésages d'ajustage 32 dans lesquels viennent se loger des douilles de centrage 33 du caisson à roues. Grâce à cette liaison par la forme, stati- que, correspondante, on arrive à une grande rigidité pour la machine d'oxycoupage tout en permettant un montage extrêmement simple. Sur la face avant de la poutre transversale 19 on a deux rails de guidage 34, 35, traités, de pro- fil rond Le chariot d'entraînement transversal 12 se déplace sur ces rails de guidage 34, 35 Le chariot d'entraînement transversal ainsi que les chariots transversaux sans moteur, susceptibles d'être attelés au chariot transversal moteur par une bielle 36, com- portent une suspension de chalumeau 13 pour les moyens de réglage en hauteur 14 portant les outils 15, en forme de profilés en plaques Deux galets de guidage 37 et deux galets de réglage 38 sont fixés à la sus- pension de chalumeau 13 Les galets de guidage servent à placer la suspension de chalumeau 13 sur le moyen de guidage supérieur 34 et les deux galets de réglage 38 se placent sur le moyen de guidage inférieur 35 en étant réglés de préférence par des goujons à excentri- ques Les galets de guidage et de réglage ont de pré- férence des organes de guidage prismatiques par les- quels les galets entourent partiellement les moyens de guidage 34, 35. Une crémaillère 39 (fig 2) est fixée sur la face arrière de la poutre transversale 19; le pignon d'entraînement du moteur 41 du chariot d'entraînement transversal 12 fixé sur la face arrière de la suspen- sion de chalumeau engrène avec cette crémaillère Le moteur 41 du chariot d'entraînement transversal 12 est basculé dans les dents de la crémaillère 39 par une articulation de pivotement ou un réglage d'excentrici- té 42 d'une manière simple, sans jeu. Une console 43 est également fixée sur la face arrière de la poutre transversale 19 Cette con- sole porte le système d'alimentation en gaz 16 tel que les conduites de gaz, les soupapes de commande et les soupapes d'arrêt Les conduites de gaz du système d'a- limentation en gaz 16 sont reliées à un support de conduites 44 fixé au milieu de la poutre transversale 19 Ce support se compose principalement d'un bras 45 (fig 2) perpendiculaire à la poutre transversale 19 et ayant une traverse 46 sur laquelle sont fixés les colliers des conduites. Une suspension de chalumeau et le moyen de réglage en hauteur 44 fixé à celle-ci sont représentés à la figure 3; ce moyen porte un support longitudinal 47 auquel est fixé le chalumeau d'oxycoupage 15 Le support longitudinal se compose avantageusement de deux tubes creux à section polygonale 48, 49, coulis- sant l'un dans l'autre; il s'agit de préférence de tubes de section rectangulaire ou carrée qui se blo- quent l'un sur l'autre avec une vis 50 Le blocage d'un tube sur l'autre permet un montage sans jeu du chalumeau 15 dans la direction longitudinale, le gui- dage du profilé creux relié au chalumeau se faisant de la manière la plus simple grâce aux surfaces de l'au- tre profilé creux à section polygonale. R E V E N D I C A T I O N S 1) Machine d'oxycoupage comprenant un cha- riot de roulement, avec une poutre transversale avant et une poutre de stabilisation reliée à celle-ci, machine caractérisée en ce que la poutre de stabilisation ( 20) se compose d'au moins une plaque ( 20, 21) munie de découpes ( 23). 2 ) Machine d'oxycoupage selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que les découpes ( 23) peu- vent être coupées avec un outil de travail thermique. ) Machine d'oxycoupage selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce que la poutre de sta- bilisation ( 20) se compose de deux plaques ( 21, 22) s'étendant pratiquement sur toute la largeur de la poutre transversale, l'une des plaques étant pratique- ment perpendiculaire à la poutre transversale ( 19) et l'autre faisant avec celle-ci un certain angle, ces plaques étant reliées à la poutre transversale ( 19) et par leurs extrémités libres ( 28). 40) Machine d'oxycoupage selon l'une des re- vendications 1 à 3, caractérisée en ce que les décou- pes ( 23) forment un système de barres ( 24) dans les plaques ( 21, 22), les extrémités des barres étant re- liées par des noeuds ( 25). 50) Machine d'oxycoupage selon l'une des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une partie des barres ( 24) fait un angle ( 26) environ de 450 par rapport à la poutre transversale ( 19) et au niveau des noeuds ( 25), les barres ( 24) sont perpendiculaires à la poutre transversale ( 19). ) Machine d'oxycoupage comprenant une cha- riot de roulement avec une poutre transversale avant et des suspensions de chalumeau, mobiles, pour des ou- tils d'usinage thermique ainsi que des chalumeaux d'oxycoupage ou des têtes à laser, notamment selon il l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la poutre transversale ( 19) est un profil en forme de plaque, de préférence un profil rectangulaire. ) Machine d'oxycoupage selon la revendica- tion 6, caractérisée en ce que la face avant du profil comporte deux moyens de guidage ( 34, 35) pour les sus- pensions de chalumeau ( 13) et la face arrière porte une crémaillère ( 39). 8 ) Machine d'oxycoupage comprenant un cha- riot de roulement avec une poutre transversale avant et des suspensions de chalumeau, mobiles, pour des ou- tils d'usinage thermique ainsi qu'un chalumeau d'oxy- coupage ou une tête laser de découpe, notamment selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les suspensions de chalumeau ( 13) sont des profils en forme de plaques. ) Machine d'oxycoupage selon la revendica- tion 8, caractérisée en ce que sur la face arrière des suspensions de chalumeau ( 13) est fixé un moyen d'en- traînement ( 41) par l'intermédiaire d'une articulation pivotante ou d'un moyen de réglage d'excentricité ( 42). e) Machine d'oxycoupage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la poutre transversale et la poutre de stabilisation ( 19, 20) sont reliées au caisson à roues ( 17) et à la poutre d'appui ( 18) par une liaison à douille de centrage ( 32, 33) statique, correspondante.