Brevet FR2889094A1 — publié le 20070202

La présente invention a pour objet un dispositif de liaison à déformabilité sensiblement mono directionnelle entre deux pièces. En d'autres termes, la présente invention concerne un dispositif pour compenser les tolérances de fabrication et les défauts d'alignement dans un assemblage mécanique rigide mobile ou non. Le dispositif de liaison permet de maintenir l'assemblage rigide suivant des axes où cette rigidité est nécessaire alors que dans une direction privilégiée, il permet par sa flexibilité de limiter les efforts sur tous les composants faisant partie de l'assemblage suivant la direction où une rigidité inférieure est permise. Un tel dispositif est particulièrement utile dans des mécanismes à déplacements cartésiens selon des axes orthogonaux dans l'espace XRZ constitué de guidages mécaniques multiples et parallèles et incluant des structures rigides. La fonction remplie par un tel dispositif est habituellement réalisée au moyen d'un guidage linéaire mécanique constitué par exemple par des patins à cage à billes sur profil de guidage, des douilles à billes sur axe ou par glissement de surfaces lubrifiées en contact selon des pistes de guidage usinées. Une autre solution est de réaliser les mécanismes et montages mécaniques assurant un alignement très précis selon des directions parallèles ou perpendiculaires des axes des mouvements pour éviter l'introduction de contraintes inadmissibles pour ces mécanismes. Ces deux types de solution sont relativement onéreux. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de liaison entre deux pièces qui permette une adaptation des tolérances selon une direction privilégiée alors que cette adaptation est sensiblement exclue dans les autres directions du repère cartésien. Pour atteindre ce but selon l'invention, le dispositif de liaison à déformabilité sensiblement mono directionnelle entre deux pièces, se 30 caractérise en ce qu'il comprend: - deux plaques élastiquement déformables sensiblement identiques, chaque plaque présentant deux extrémités opposées, et - deux éléments formant entretoise pour relier entre elles les extrémités correspondantes des deux plaques et les maintenir, au repos, sensiblement parallèles, aucune autre liaison mécanique n'existant entre les deux plaques, chaque pièce pouvant être fixée à une des plaques; 2889094 2 par quoi les deux pièces peuvent avoir un déplacement relatif significatif selon la direction orthogonale aux deux plaques et des déplacements relatifs très limités selon les deux autres directions d'un repère cartésien. On comprend que grâce à la déformabilité par flexion des deux plaques selon une direction orthogonale aux plaques, des mouvements relatifs des deux pièces dans cette direction sont possibles. En revanche, grâce à l'encastrement des extrémités des deux plaques parallèles, grâce aux deux éléments formant entretoise, les possibilités de déformation selon les deux directions cartésiennes contenues dans ces plaques sont sensiblement impossibles en raison de la rigidité du système selon ces deux directions. Par l'expression "élément formant entretoise", il faut entendre soit des entretoises constituées par une pièce distincte des plaques, soit 15 des reliefs prévus aux extrémités de plaques. De préférence les plaques sont planes et, de préférence encore, ces plaques sont sensiblement rectangulaires. De préférence encore, les éléments d'entretoisement relient les petits côtés correspondant des deux plaques lorsque celles-ci sont rectangulaires et, de préférence encore, les éléments d'entretoisement s'étendent sur toute la longueur des petits côtés. Selon un mode préféré de réalisation, chaque élément d'entretoisement est constitué par une bande d'un matériau rigide interposée entre les deux plaques selon leurs petits côtés et les bandes de matériau sont fixées sur les plaques par rivetage, boulonnage ou soudage. De préférence également, chaque plaque comporte dans la zone centrale de sa face externe, des moyens de fixation d'une desdites pièces, les moyens de fixation des pièces pouvant comprendre deux organes rigides d'interface respectivement fixés dans la zone centrale de chaque plaque. Un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif de positionnement de la butée arrière d'une presse plieuse utilisant des dispositifs de liaison du type défini précédemment. Pour atteindre ce but, le dispositif de positionnement de la butée arrière d'une presse plieuse comprenant deux flasques latéraux fixes et un support mobile de ladite butée comprend deux rails de guidage 2889094 3 solidaires desdits flasques parallèles à une direction XX', deux deuxièmes rails de guidage solidaires de chaque côté dudit support et parallèles à une direction RR' orthogonale à la direction XX', deux ensembles moteurs d'entraînement, chaque ensemble étant interposé entre un premier rail de guidage et un deuxième rail de guidage, chaque ensemble comprenant un premier organe moteur pour déplacer ledit ensemble de liaison par rapport au premier rail et un deuxième organe moteur pour déplacer ledit deuxième rail par rapport audit ensemble de liaison. Ledit dispositif se caractérise en ce que chaque ensemble moteur d'entraînement comprend un dispositif de liaison du type défini ci-dessus interposé entre lesdits premier et deuxième organes moteurs de telle manière que lesdites plaques du dispositif de liaison soient parallèles aux plans définis par les directions XX' et RR'. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1A est une vue en élévation du dispositif de liaison sous une forme simplifiée; - la figure 1B est une vue de côté du dispositif de liaison de la figure 1A; - la figure 1C est une vue de dessus du dispositif de liaison de la figure 1; la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de liaison 25 de la figure 1A; - la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de liaison soumise à des contraintes selon la direction Z; - la figure 4A est une vue en élévation d'un dispositif de liaison conforme à l'invention; la figure 4B est une vue de côté du dispositif de liaison de la figure 4A; - la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de liaison de la figure 4A; et - la figure 6 est une demi-vue d'un dispositif de positionnement 35 d'une butée arrière pour presse plieuse utilisant un dispositif de liaison du type représenté sur les figures 1 à 5. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on va décrire le principe de réalisation du dispositif de liaison. Celui-ci est constitué par deux plaques 12 et 14 qui sont, dans le mode de réalisation considéré, rectangulaires et identiques. Ces plaques présentent une longueur L selon la direction R du repère cartésien et une largeur I selon la direction X du repère cartésien. Les deux plaques 12 et 14 sont raccordées entre elles à leurs extrémités 12a 14a 12b 14b par des éléments formant entretoise 16 et 18, qui s'étendent selon la direction Z, pour maintenir parallèles les plaques 12 et 14 lorsqu'elles sont au repos. Ces éléments d'entretoise sont identiques et leurs bords respectifs 16a 16b et 18a 18b sont encastrés sur les extrémités des plaques 12 et 14. Les plaques 12 et 14 comportent une partie centrale 22 constituant une zone de fixation des deux pièces entre lesquelles doit être monté le dispositif de liaison 10. Les plaques 12 et 14 et les éléments d'entretoise 16 et 18 sont réalisés de préférence à l'aide d'un même matériau, par exemple un métal. Les plaques 12 et 14 ont de préférence une épaisseur sensiblement constante e et l'écartement entre les deux plaques 12 et 14 maintenues au repos par les entretoises 16 et 18 est repéré d. Chaque plaque 12, 14 a des dimensions qui lui confèrent une certaine flexibilité selon la direction de l'axe cartésien Z et une rigidité importante selon les autres directions. Dans un mode particulier de réalisation, les plaques sont réalisées avec un acier ayant une limite élastique de 355 MPa. Pour chaque plaque L = 300 mm; I = 80 mm et e = 4 mm. La distance d entre les deux plaques au repos est de 2 à 4 mm. Comme le montre mieux la figure 3, lorsque des contraintes selon la direction Z sont appliquées par les pièces fixées sur les plaques 12 et 14, celles-ci peuvent se déformer selon la direction Z, autorisant ainsi un déplacement relatif des deux pièces selon la direction Z. En revanche, on comprend que par sa rigidité résultant des dimensions et des éléments d'entretoise 16 et 18 et des dimensions des plaques, les déplacements selon les directions cartésiennes X et R sont sensiblement impossibles en raison de la rigidité du dispositif de liaison 10 selon ces directions. Selon un mode particulier de réalisation, chaque plaque présente une déformabilité de 1,5 mm selon la direction Z et une rigidité selon les deux autres directions correspondant à une déformation au maximum égale à 0,1 mm sous une charge de 150 kg. 2889094 5 On obtient donc bien, par une construction très simple, un dispositif de liaison à déformabilité sensiblement mono directionnelle selon la direction cartésienne Z. En revanche, les possibilités de déformation selon les deux autres directions cartésiennes RX sont très limitées. En se référant maintenant aux figures 4 et 5, on va décrire plus en détail un mode préféré de réalisation du dispositif de liaison. Dans ce mode de réalisation, les éléments d'entretoisement 16 et 18 sont constitués par des bandes d'un matériau de préférence identique à celui des plaques 12 et 14 référencées 30 et 32; ces bandes de matériau maintiennent un écartement constant au repos entre les plaques 12 et 14. Dans ce mode de réalisation les bandes 30 et 32 formant les éléments d'entretoise sont rivetées par des rivets tel que 34. Il va cependant de soi que d'autres modes de liaison de solidarisation des éléments d'entretoise et des plaques pourraient être utilisés, tels que le soudage ou le collage dès lors que ces techniques permettent une force de liaison suffisante compte tenu des contraintes qui seront appliquées au dispositif de liaison 10. Sur ces figures, on a représenté également des pièces d'interface 34 et 36 qui sont fixées sur les parties centrales des plaques 12 et 14 pour permettre une fixation aisée des pièces mécaniques entre lesquelles doit être interposé le dispositif de liaison. Les pièces d'interface 34 et 36 sont par exemple rectangulaires et fixées sur les plaques par collage ou par toute autre technique convenable. De préférence les pièces d'interface 34 et 36 constituent chacune une sorte de bride avec des trous de fixation tel que 38 pour la fixation des deux pièces associées au dispositif de liaison. Sur la figure 6, on a représenté en perspective un exemple d'utilisation du dispositif de liaison représenté sur les figures 1 à 5, dans le cas du positionnement de la butée arrière d'une presse plieuse. La fonction de la butée arrière d'une presse plieuse est d'assurer un positionnement rigoureux du bord d'une tôle qui doit être usinée par la presse-plieuse. Les butées arrières telles que 40 sont montées sur un support 42 qui est guidé en translation selon les directions cartésiennes R et X par rapport aux flasques F du bâti. Pour cela, un ensemble moteur d'entraînement 44 est prévu à chaque extrémité du support 42, de la butée arrière 40 entre chaque côté de celle-ci et les flasques F du bâti de la machine. Par leur construction, le support 42 et les flasques F sont très rigides. Plus précisément, sur les côtés du support 42, sont montés deux rails de guidage tel que 46 s'étendant selon la direction R et deux rails de guidage 48 sont fixés sur chaque flasque F selon la direction X. Des organes de déplacement 50 permettent de déplacer l'ensemble de liaison 44 par rapport au rail 48 selon la direction X et des deuxièmes organes de déplacement 52 permettent de déplacer le support 42 de la butée arrière 40 selon la direction R par rapport à l'ensemble de liaison 44. Ainsi, le support 42 de butée arrière 40 peut être déplacé par rapport au bâti de la machine selon les directions R et X. Pour compenser les éventuelles insuffisances de tolérance des moyens de guidage constitués par les rails 46 et 48, un dispositif de liaison 60, du type décrit en liaison avec les figures 1 à 5, est interposé entre les organes de déplacement 50 et 52. Le dispositif 60 est monté de telle manière que les plaques 12 et 14 qui le constituent s'étendent selon le plan M. Leurs pièces d'interface 34 et 36 servent à fixer respectivement les organes moteurs 50 et 52. On comprend qu'ainsi, grâce aux possibilités de déformation du dispositif de liaison 60, les erreurs de tolérance dans les moyens de guidage selon les directions RX peuvent être compensées par déformation du dispositif de liaison dans la direction Z. En revanche, l'ensemble du système interposé entre les rails de guidage 46 et 48 présente une grande rigidité selon les directions M. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison à déformabilité sensiblement mono directionnelle entre deux pièces, caractérisé en ce qu'il comprend: - deux plaques élastiquement déformables sensiblement identiques, chaque plaque présentant deux extrémités opposées, et - deux éléments formant entretoise pour relier entre elles les extrémités correspondantes des deux plaques et les maintenir, au repos, sensiblement parallèles, aucune autre liaison mécanique n'existant entre les deux plaques, chaque pièce pouvant être fixée à une des plaques; par quoi les deux pièces peuvent avoir un déplacement relatif significatif selon la direction orthogonale aux deux plaques et des déplacements relatifs très limités selon les deux autres directions d'un repère cartésien. 2. Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites plaques sont planes. 3. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites plaques sont sensiblement rectangulaires. 4. Dispositif de liaison selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments d'entretoisement relient les petits côtés correspondants des deux plaques. 5. Dispositif de liaison selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits éléments d'entretoisement s'étendent sur toute la longueur 25 des petits côtés. 6. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque élément formant entretoise est constitué par une bande d'un matériau rigide interposée entre les deux plaques selon leurs petits côtés et en ce que les bandes de matériau sont fixées sur les plaques par rivetage. 7. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque plaque comporte dans la zone centrale de sa face externe des moyens de fixation d'une desdites pièces. 8. Dispositif de liaison selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de fixation des pièces comprennent deux organes rigides d'interface respectivement fixés dans la zone centrale de chaque plaque. 9. Dispositif de positionnement de la butée arrière d'une presse plieuse comprenant deux flasques latéraux fixes et un support mobile de ladite butée, ledit dispositif comprenant deux rails de guidage solidaires desdits flasques parallèles à une direction XX', deux deuxièmes rails de guidage solidaires de chaque côté dudit support et parallèles à une direction RR' orthogonale à la direction XX', deux ensembles moteurs d'entraînement, chaque ensemble étant interposé entre un premier rail de guidage et un deuxième rail de guidage, chaque ensemble comprenant un premier organe moteur pour déplacer ledit ensemble par rapport au premier rail et un deuxième organe moteur pour déplacer ledit deuxième rail par rapport audit ensemble, ledit dispositif étant caractérisé en ce que chaque ensemble de liaison comprend un dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 interposé entre lesdits premier et deuxième organes moteurs de telle manière que lesdites plaques du dispositif de liaison soient parallèles aux plans définis par les directions XX' et RR'.