Guidage pour pièces de machine mobiles
l'une par rapport à l'autre L'invention se rapporte à. un guidage pour des pièces de machine mobiles l'une par rapport à l'autre , en parti- culier pour un chariot, une table et un support d'une machine -outil ou d'un dispositif de mesure déplaçable sur un lit , un bâti, une colonne ou un dispositif analogue , où une ou plusieurs paires de surfaces de guidage servant à recevoir.la pièce de machine mobile sont conformées en guidage aérostatique , et où à une telle paire de sur-
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parallèlement au précédent , au moyen duquel on peut appliquer une force de tension préalable chargeant le guidage.
Dans un guidage aérostatique, la pièce de machine mobile à guider est portée par une couche d'air , et alors, entre les deux surfaces associées l'une à l'autre d'une
paire de surfaces de guidage,il y a un intervalle auquel de l'air comprimé est amené continuellement. Ceci se fait au moyen d'ouvertures d'introduction conformées en étranglements, en ajutages , etc., qui sont disposées à distance les unes des autres dans la surface de guidage,faite par exemple de matière plastique,d'une pièce de machine , notamment de la pièce de machine mobile. La surface de guidage qui y correspond sur l'autre pièce de machine est la plupart du temps une voie de guidage d'acier ou faite d'une autre matière ferreuse.
Par principe, il faut attendre des avantages remarquables d'un guidage aérostatique , par exemple, entre autres choses, particulièrement, une absence totale de frottement , ce qui conduit à une absence d'usure et qui ne demande que peu de puissance pour créer le mouvement de translation de la pièce de machine guidée. D'autre part, dans la réalisation pratique d'un guidage aérostatique, il se présente des problèmes et des difficultés notables , notamment lorsqu'il s'agit de pièces lourdes en tant qu'éléments à guider et/ou lorsqu'il s'agit de faire face à des exigences de précision , éventuellement aussi dans le cas de charges qui varient .
Ceci est valable aussi pour les machines-outils. Ici, les difficultés paraissent si grandes qu'on a pu se demander , jusqu'à présent, s'il était possible d'obtenir.des solutions satisfaisantes et utilisables en pratique , par exemple dans le cas de grandes machines engendrant des copeaux.
Le contre -guidage est également un guidage aérostatique dans les guidages à glissières connus , tout comme le
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ci. Les efforts pour obtenir des résultats pratiques de
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succès attendu. On n'y est pas parvenu non plus par l'introduction de systèmes de réglage tout à fait indépendamment du fait que de tels systèmes entraînent une dépense considérable.
Le but de l'invention est de procurer un guidage aérostatique du type précité , qui puisse satisfaire à de grandes exigences en matière de comportement en régime et de précision et qui convienne également pour des pièces lourdes en mouvement , ainsi entre autres, particulièrement, pour les machines-outils produisant des copeaux , notamment les ma- j chines commandées par voie numérique , comme par exemple des fraiseuses et foreuses horizontales , machines rectifieuses, etc. Ce but doit être atteint de la manière la plus simple,:
possible et avec des moyens non compliqués. L'invention s'efforce dans tous les cas de produire une conformation avantageuse et convenant aux exigences de la pratique,des différents éléments appartenant au guidage.
t'invention prévoit que le contre-guidage présente une voie associée à l'une des pièces de machine , voie sur laquel le roulent des galets adaptés à l'autre pièce de machine , ces galets se trouvant sous-l'action d'une force élastique qui les presse contre la voie.
Il s'est avéré qu'un guidage conformé de cette façon , qui se construit de façon extraordinairement simple ,apporte des résultats remarquables. Du fait des galets soutenus élastiquement , ce pourquoi on peut utiliser des paquets de ressorts à trajet élastique relativement grand, on peut obtenir une charge préalable constante qui conduit à des conditions favorables .dans la partie aérostatique du guidage comportant un intervalle d'air entre des surfaces de guidage qui l'enferment. Ceci est un résultat surprenant qui ne découlait pas nécessairement des guidages aérostatiques de construction connue .
Le guidage suivant l'invention est serré déjà dans l'état non sollicité, c'est-à-dire alors que l'amenée d'air est coupée en sorte que les surfaces de guidage de la paire de surfaces de guidage aérostatiques, à l'état de repos, s'appliquent l'une contre l'autre ( ce qui par ailleurs assure une position certaine de la pièce de machine mobile dans la position correspondante). L'intervalle entre les surfaces
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tique , apparaissant .alors, des éléments de ressort appar-
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tenant au contre-guidage. Au moyen d'un guidage conçu de cette façon, on peut obtenir un petit intervalle d'air et une raideur très grande.Ainsi que cela s'est avéré, dans
le guidage suivant l'invention, la pièce de machine guidée, par exemple un chariot, suit exactement la forme macrogéométrique de la pièce de guidage immobile , de sorte que des inégalités de la voie de guidage sont complètement compensées , sans qu'il en résulte des changements désavantageux
de l'intervalle d'air entre les deux surfaces de guidage de la paire de surfaces de guidage aérostatiques.
Une réalisation avantageuse du guidage se caractérise par le fait que chaque fois les galets qui présentent un écart en direction de la marche , les uns par rapport aux autres, sont montés dans un bloc qui.en un premier point, latéralement par rapport aux galets, sur la pièce de machine mobile, trouve un appui rigide et qui, en un deuxième point, latéralement par rapport aux galets , prend appui par l'intermédiaire d'un ressort de compression sur une butée liée
à la pièce de machine , l'appui rigide ou la butée étant réglable par rapport à .la pièce de machine , c'est-à-dire
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des galets .Ceci représente une réalisation très claire , facile à réaliser et à monter , qui permet de régler de façon précise et rapide la tension préalable au niveau désiré, chaque fois. Il est avantageux que chaque bloc comporte deux galets , de sorte qu'en=combinaison avec l'appui rigide, le principe d'un appui sur trois points soit satisfait.
Suivant une autre configuration, l'invention prévoit que la butée soit formée par la tête d'un boulon vissé dans l'une des pièces de machine. Le ressort de compression, en
particulier, peut être arrangé alors entrera tête du boulon; ;
et le bloc. Avantageusement, on utilise comme ressort de compression un paquet de ressorts à disques. Celui-ci peut être logé-, de manière à économiser la place et à assurer sa protection, dans un évidement du bloc.
En principe, la conformation du guidage est avantageusement telle que plusieurs blocs individuels avec des galets qui y sont montés soient répartis sur la longueur de la pièce de machine mobile..Suivant la grandeur et le poids de la pièce de machine à guider,_on peut choisir dans chaque cas,sans difficulté,le nombre des blocs qui appartiennent à un contre-guidage, de telle façon qu'on obtienne le résultat le meilleur possible.
Dans un guidage comportant deux paires de surfaces
de guidage conformées en monture aérostatique , comme guidage principal pour une pièce de machine mobile, l'invention prévoit que sur les deux.côtés longitudinaux, s'étendant parallèlement aux guidages, de la pièce de machine mobile, il y ait au moins chaque fois deux blocs individuels dans lesquels sont montés des galets.
Dans de tels guidages, ou dans des guidages réalisés de manière analogue, .on a l'avantage que pour chaque bloc, le réglage-du serrage préalable peut être établi indépendamment de celui des autres blocs. Il est rendu possible ainsi de compenser les charges non symétriques, comme il peut
s'en présenter par exemple du fait de la forme de la pièce de machine à guider, et, par un réglage différentiel du serrage préalable de blocs individuels, de placer le point d'application effectif de la force de charge résultante de la manière la plus favorable au mouvement; c'est-à-dire au milieu de l'agencement de l'ensemble.
Dans beaucoup de cas, particulièrement dans le cas de pièces de machines grandes ou lourdes, il peut être source de difficulté ou de grande dépense indésirable, de réaliser les conduits pour l'air destinés à l'alimentation en air comprimé'des orifices de sortie d'air, par des forures dans
la pièce de machine correspondante.
Pour la solution de ce problème, l'invention prévoit que le conduit d'air soit un tuyau muni de branchements
pour les orifices de sortie d'air, qui est placé dans une rainure de la pièce de machine correspondante.
Ceci constitue une réalisation avantageuse qui a
une importance en soi-même, indépendamment des particularités évoquées précédemment, et qui peut être appliquée en général aux guidages aérostatiques. La rainure qui est destinée à recevoir le tuyau peut être pratiquée sans grande difficulté même dans des pièces lourdes, la plupart du temps même dans le cadre de l'usinage nécessaire, de toute façon. Les bran-
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des ajutages, à des étranglements, etc., ou pourvus de telles dispositions. Ces dispositifs peuvent être_enfoncés de manière! étanche dans les branchements du tuyau ou être reliés à celui .3
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matière de remplissage, notamment d'une résine synthétique.^!
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des dessins sur lesquels on voit, en : <EMI ID=11.1> en état d'exploitation, avec une représentation exagérément grande de l'intervalle d'air ;
- figure 2, une vue en plan par-dessus de la figure 1; figure 3, un guidage à plus grande échelle, en coupe ;
- figure 4, un bloc à galets vu en plan par-dessus ou en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3;
- figure 5, un détail ,vu en plan, d'une surface de guidage contenant des orifices de sortie d'air ; et en
- figure 6, un élément servant à la formation d'une amenée d'air.
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d'un chariot 1 sur un lit 2. Il peut s'agir par exemple
d'un chariot portant le support 3 d'un outil de fraisage et de forage horizontal. La partie inférieure d'un tel support
3 est indiquée en pointillés simplement à la figure 1.
le chariot 1 est porté par des paires de surfaces de guidage 4a,4b et 5a,5b conformées chaque fois en guidages aérostatiques 4 et 5. Les surfaces de guidage 4b,5b qui se trouvent sur le lit 2 sont du même matériau que le lit, c'est-à-dire donc de fonte ou d'acier suivant que le lit
est une construction moulée ou une construction soudée. La forme plane de ces surfaces de guidage 4b,5b est produite
par exemple par meulage ou, comme le permet maintenant aussi le guidage suivant l'invention, par un fraisage de précision. Une trempe des surfaces de guidage n'est pas nécessaire.
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vers les surfaces de guidage 4b,5b du lit 2 sont formées par les faces inférieures de plaques de matière synthétique 10
qui sont fixées par collage par exemple aux surfaces d'appui <EMI ID=14.1>
<EMI ID=15.1> figure 5, on a disposé à distance les uns des autres dans chacune des surfaces de guidage 4a,5a,des orifices de sortie d'air 7 formés par des ajutages introduits ou analogues.
A ces orifices de sortie d'air 7 est amené pendant la marche de la machine, par-des forures ou des-canaux 8 prévus dans le chariot 1 ( figure 1) , de l'air comprimé provenant d'une source d'air comprimé non spécialement représentée, par exemple d'un compresseur rotatif, par un conduit flexible
9. Celui-ci est relié à un raccord 10 prévu sur le chariot 1 et peut suivre le chariot dans tous ses mouvements sans en être empêché.
Chaque paire de surfaces de guidage aérostatiques
4,5 est associée à un contre-guidage 11,12. Celui-ci présente chaque fois une voie 11a,12a dirigée parallèlement à la surface de guidage 4b,5b se trouvant sur le lit 2, ces voies étant formées par la face inférieure d'un prolongement 14 ou
15 du lit 2, en forme de baguette et sur lequel roulent les galets 13.
Chazue galet 13 est monté sur un axe 17 porté par un bloc 16. Le bloc présente en un premier point, latéralement par rapport aux galets 13, un appui ferme 18, sur une partie dirigée vers le bas du chariot 1, et s'appuie en un deuxième poin� également latéralement par rapport aux galets 13, par un ressort 17, sur la tête d'un boulon 20 vissé dans le chariot 1. Le galet 13 est ainsi pressé avec une force prédéterminée contre la voie 11a ou 12a et réalise ainsi un serrage préalable du guidage aérostatique 4 ou 5. Ce serrage préalable peut être augmenté ou diminué en faisant tourner le boulon 20 dans un sens ou dans l'autre. On peut ainsi le régler d'après les besoins de chaque cas.
Au surplus, un ressort monté peut être remplacé rapidement et sans grande dépense par un ressort d'une autre raideur au cas où cela serait nécessaire, par exemple dans une conversion de la machine .'A la figure 1, on a représenté le guidage en état de marche , où l'on a représenté exagérément grand, pour la clarté, l'intervalle d'air L.
Comme le représente en partie schématiquement la figure 2, on a disposé sur chaque coté longitudinal la,lb du chariot 1, répartis sur sa longueur, plusieurs galets de serrage préalable 13 appartenant aux contre-guidages 11,12. Le serrage préalable peut alors aussi être réglé de façon différente pour les divers galets, par exemple pour compenser une charge dissymétrique du chariot 1, comme elle pourrait être provoquée par exemple par une disposition excentrée du support 3 ( figure .1) sur le chariot 1 ou par une autre pièce de machine adaptée d'un côté du support.
Aux figures 3 et 4, on a représenté en particulier une conformation particulièrement avantageuse d'un guidage où
il peut s'agir par exemple d'un guidage de_table de chariot du genre représenté aux figures 1 et 2, mais aussi d'un guidage convenant à un autre cas d'application.
La partie aérostatique 24 du guidage présente ici aussi une surface de guidage plane 24b sur une pièce de machine fixe 22 et une surface de guidage 24b associée à celle-ci, se trouvant sur la pièce de machine mobile 21, formée notamment d'une plaque 26 de matière synthétique avec des orifices de sortie d'air 27, ceux-ci pouvant être répartis, comme les orifices 7 de la figure 5, sur la longueur de la surface de guidage.
Sur la voie 31a du contre-guidage repéré dans son ensemble par 31, roulent des galets 33 dont deux chaque fois sont disposés dans un évidement 35 d'un bloc 36 et ainsi montés au moyen de paliers à rouleaux, non spécialement représentés, sur des axes 37 retenus dans le bloc à ses deux extrémités. A son extrémité non tournée vers les galets 33 , le bloc 36 présente un appui fixe désigné par 38 contre la face inférieure d'une partie, dirigée vers le bas de la pièce de machine mobile 21. L'appui comprend alors une couche intermédiaire annulaire 38a d'acier ou d'un autre matériau résistant approprié. Pour la fixation de la position du bloc
36, on a par ailleurs prévu une broche 34 engagée à demeure dans le bloc, qui s'engage avec un petit jeu dans une forure
34a de la pièce de machine 21 et qui peut empêcher une rotation du bloc 36.
Le bloc 36 est pourvu en un endroit situé entre l'appui 38 et les galets 33, d'une forure centrale 41 que traverse un boulon 40 vissé dans un alésage taraudé 42 de la
pièce de machine 21. Entre la tête 40a du boulon 40 qui sert d'appui et le fond d'un évidement 43 prévu dans le bloc 36 est disposé un paquet de ressorts à disques 39. La butée formée par la tête 40a du boulon 40 est ainsi réglable en hauteur . par la rotation du boulon dans l'un ou l'autre sens par rapport à la face inférieure de la pièce de machine 21 ou par rapport à un plan passant par la voie de roulement 31a des galets 33, en sorte que.la force avec laquelle les galets 33 sont pressés contre la voie 31a et ainsi le serrage préalable de l'ensemble de guidage, peuvent être régies suivant les besoins. A la figure 3, on a représenté le guidage dans son état de repos, c'est-à-dire donc quand il n'y a pas d'in-tervalle d'air , mais que les surfaces de guidage 24a et
24b s'appliquent l'une contre l'autre.
Par l'agencement du boulon 40 à proximité des galets
33, on obtient un bras de levier favorable pour l'application de la force de serrage préalable en présence de l'appui rigide 38. Par ailleurs, cet appui rigide, en combinaison avec l'agencement des deux galets 33, satisfait au principe d'un appui en trois points, favorable, qui est indiqué à la figure 4 par un triangle en traits mixtes.
Aussi bien dans la forme de réalisation des figures
1 et 2 que dans celle de la figure 3, la pièce de machine mobile peut au surplus être guidée par un ou plusieurs autres guidages, notamment par des guidages actifs dans d'autres directions, par exemple un guidage transversal. Un tel autre guidage peut éventuellement être un guidage aérostatique conformé suivant l'invention, ou encore un guidage constitué d'autre façon.
Aux figures 3 à 6, on a représenté une réalisation particulièrement judicieuse du conduit d'amenée d'air aux orifices de sortie d'air 27. Le conduit d'amenée d'air dans la pièce de machine mobile 21 est alors formé par un tuyau 28
de métal ou de matière synthétique que l'on place dans une. rainure 23 de la pièce de machine 21 et d'où partent des prolongements 28a en forme de tubulures dans lesquels sont enfoncés de manière étanche les ajutages 25 qui forment les orifices de sortie d'air 27. Ce montage peut se faire par exemple par pression à force et/ou par collage. On peut aussi, en s'écartant de la représentation donnée, avoir une liaison à vis ou à filets. L'espace entre le tuyau 28 avec ses tubulures 28a et les parois de la rainure 23 est garni d'une résine synthétique 29, notamment coulée.
Toutes les particularités évoquées dans la description précédente et toutes les caractéristiques représentées aux dessins, pour autant que le permette l'état connu de la technique, sont à considérer, seules ou en combinaisons, comme tombant dans le cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Guidage pour pièces de machine mobiles l'une par rapport à l'autre, en particulier des chariots, tables ou supports mobiles d'une machine-outil ou d'un dispositif de mesure, par rapport à un lit, un-bâti, une colonne ou analogue, dans lequel une ou plusieurs paires de surfaces de guidage servant à recevoir la pièce de machine mobile sont conformées en guidages aérostatiques, et où, à une paire de surfaces de guidage de ce genre est associé, parallèlement
à elles, un contre-guidage au moyen duquel on peut appliquer une force de serrage préalable pour charger le guidage, caractérisé en ce que le contre-guidage (11,12,31) présente une voie (11a,12a,31a) agencée sur l'une des pièces de machine (2,22) sur laquelle roulent des-galets (13,33) adaptés à l'autre pièce de machine (1,21) et qui sont soumis à l'actior d'une force élastique qui les applique à la voie (11a,12a,
31a).