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REVENDICATIONS
1. Dispositif de coulissement d'un chariot dans une glissière,
comportant au moins deux paires de faces parallèles appartenant
respectivement dans chaque paire à un coulisseau et à la glissière, et
des moyens pour entretenir une force de précontrainte prédétermi
née entre les deux faces de chaque paire, lesdites paires de faces étant
par ailleurs opposées deux à deux, caractérisé en ce que le coulisseau
ou la glissière comporte au moins un élément intercalaire qui en est
solidaire dans le sens du déplacement et qui présente une surface
active constituant une face de l'une desdites paires et en ce que des
éléments élastiques sont logés entre la glissière ou le coulisseau et
l'élément intercalaire de manière à presser la face active de ce dernier
contre l'autre face de la même paire.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que
lesdits éléments élastiques sont engagés dans des logements ménagés
dans une surface de l'élément intercalaire qui est opposée à la face
active de cet élément.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la di
rection d'action des éléments élastiques est perpendiculaire à ladite
face active.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la di
rection d'action des éléments élastiques est inclinée par rapport à
ladite face active.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
deux dites faces de chaque paire sont métalliques, planes et paraI
lèles.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une
des deux faces d'au moins une desdites paires de faces est équipée
d'une garniture de matière plastique.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une
des deux faces d'au moins une desdites paires est équipée d'un méca
nisme de guidage à billes.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé
dentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à une glissière ou à un chariot ayant un profil rectangulaire.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 7, ca ractérisé en ce qu'il est appliqué à une glissière ou à un chariot ayant un profil en T, la pièce correspondante ayant un profil en C.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce qu'il est appliqué à une glissière ou à un chariot ayant un profil en queue d'aronde.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux paires de faces dont l'orientation a une composante verticale et qui sont opposées l'une à l'autre.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte quatre paires de faces opposées l'une à l'autre deux à deux.
La présente invention a pour objet un dispositif de coulissement d'un chariot dans une glissière, comportant au moins deux paires de faces parallèles appartenant respectivement dans chaque paire à un coulisseau et à la glissière, et des moyens pour entretenir une force de précontrainte prédéterminée entre les deux faces de chaque paire, lesdites paires de faces étant par ailleurs opposées deux à deux.
On sait qu'à l'heure actuelle les machines-outils, par exemple les tours automatiques, doivent être construites de manière à permettre d'usiner des pièces avec une précision de l'ordre de quelques microns.
Ces exigences imposent à la construction des différents éléments de la machine, et notamment aux chariots supportant les porte-outils, des contraintes extrêmement sévères. Sur un tour automatique, de même que sur d'autres machines-outils, les chariots porte-outils doivent coulisser sans jeu sur leurs glissières afin qu'il soit possible de les commander de manière à obtenir sur la pièce à usiner les tolé
rances exigées en ce qui concerne les dimensions, la forme géométri
que et l'état des surfaces.
Jusqu'à maintenant on a obtenu ce coulissement en appliquant
une certaine précharge entre les surfaces de la glissière et les surfaces
correspondantes de la partie du chariot constituant le coulisseau.
Pour cela, on utilisait des paires d'éléments intercalaires en forme de
coins dont il était possible de régler la position en longueur afin
d'obtenir la force de précontrainte désirée. L'expérience a toutefois
montré que ces moyens n'étaient pas suffisamment précis pour per
mettre de maîtriser les tolérances les plus fines qui sont exigées à
l'heure actuelle.
D'une part, l'usure des éléments en contact provoque une dimi
nution, voire une disparition de la précharge et d'autre part l'évolu
tion thermique des éléments en présence pendant le fonctionnement de la machine entraîne soit une diminution ou une disparition de la précharge, soit au contraire une augmentation de celle-ci occasionnant à la longue une augmentation de la force de déplacement du chariot, donc une augmentation des efforts exercés sur la vis à billes et le palier de vis à billes qui permettent les entraînements. Cette augmentation des efforts est préjudiciable à la fiabilité des éléments, tandis que la diminution ou la suppression de la précharge entraîne une détérioration de la qualité de l'usinage, ainsi qu'une diminution de la durée de vie des arêtes de coupe des outils provoquée par la perte de la rigidité des dispositifs de coulissement.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif de coulissement dans lequel la force de précontrainte puisse être réglée d'une façon très fine à la valeur voulue et ne risque pas de se modifier ni du fait de l'usure des pièces, ni du fait des cycles thermiques auxquels les machines sont exposées en service.
Dans ce but, le dispositif selon l'invention du genre mentionné au début est caractérisé en ce que le coulisseau ou la glissière comporte au moins un élément intercalaire qui en est solidaire dans le sens du déplacement et qui présente une surface active constituant une face de l'une desdites paires et en ce que des éléments élastiques sont logés entre la glissière ou le coulisseau et l'élément intercalaire de manière à presser la face active de ce dernier contre l'autre face de la même paire.
On va décrire ci-après à titre d'exemple plusieurs formes de réalisation de l'objet de l'invention en se référant au dessin annexé dont:
la fig. 1 est une vue en élévation longitudinale partiellement coupée d'une première forme d'exécution du dispositif,
la fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne Il-II de la fig. 1,
la fig. 3 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle analogue à la fig. 2 montrant une seconde forme d'exécution du dispositif,
la fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3 montrant une variante d'exécution de la première forme d'exécution,
les fig. 5 et 6 sont des vues de détail concernant d'autres variantes d'exécution, et
la fig. 7 est une vue en coupe analogue à la fig. 3 montrant une autre forme d'exécution.
A la fig, 1, on voit schématiquement représenté un banc 1 d'un tour et sur ce banc un chariot 2 coulissant longitudinalement.
Comme on le voit à la fig. 2, le chariot 2 comporte une partie supérieure plane 3 qui forme le corps du chariot et deux coulisses latérales 4 et 5 qui entourent chacune un coulisseau 6 ou 7 solidaire du banc 1. Ce dernier a donc un profil en T dont les parties extrêmes de la branche supérieure forment les deux coulisseaux 6 et 7 entourés par les glissières 4 et 5. Le dispositif de coulissement comporte six paires de faces actives destinées à glisser l'une sur l'autre. Ces six paires de faces se répartissent en deux paires de faces verticales 8a, 8b, 9a, 9b et quatre paires de faces horizontales opposées deux à deux 10a, 10b, 1 la, I lb, 12a, 12b et 13a, 13b. Il s'agit de surfaces planes soigneusement usinées et grattées à la cote voulue.
Pour assurer la précontrainte voulue, on utilise dans le dispositif décrit trois éléments intercalaires, qui sont désignés à la fig. 2 par 14, et qui sont constitués par des plots de profil rectangulaire en forme de pa
rallélèpipèdes ayant comme longueur la longueur du dispositif, comme largeur celle des paires de surface active et comme épaisseur approximativement la distance prévue lors de l'usinage des coulisses 4 et 5 pour permettre la mise en place de ces éléments.
Un des éléments intercalaires 14 est représenté plus en détail à la fig. 3 où l'on voit la forme de la coulisse 4 et les deux paires de faces actives opposées 1 la, 1 lob, 10a, lob, qui sont maintenues avec une précontrainte prédéterminée au moyen d'un élément intercalaire 14.
Pour assurer cette précontrainte, l'élément 14 présente, répartis dans sa longueur, des logements circulaires à fond plat 15, dans lesquels sont logées des paires de rondelles à ressort 16, 17. Il s'agit d'éléments normalisés dont les dimensions et les caractéristiques peuvent être choisies de façon que leur déformation en fonction de la force qu'ils supportent soit exactement déterminée. Le principe du dispositif décrit découle facilement de ce qui vient d'être indiqué: I'élé- ment intercalaire 14 sera monté dans la coulisse 4 de façon qu'il repose sur l'élément inférieur 4a de la coulisse 4 et soit bloqué contre tout déplacement longitudinal ou latéral par rapport à cette coulisse, par des moyens qui ne sont pas représentés à cette figure.
Comme moyen de blocage, on peut prévoir par exemple un prisonnier ou une goupille logée entre les deux surfaces comme la goupille 18 de la fig. 1. Dès lors, l'élément 14 n'est mobile que dans le sens vertical à la fig. 3 contre l'action des ressorts 16, 17 ou sous l'action de ces ressorts. Lors de la mise en place du chariot, les éléments latéraux de la partie supérieure du socle 1 qui forment les coulisseaux 6 et 7 seront engagés entre les surfaces 10b et 1 lob, ce qui entraînera la compression des ressorts 16, 17 avec l'établissement de la précontrainte requise.
Dans l'exécution représentée à la fig. 3, l'une des deux surfaces de chacune des paires 1 la, 1 lob, 10a, 10b est pourvue d'un garuis- sage en matière plastique 19 assurant un coefficient de frottement aussi réduit que possible. Toutefois, comme on le voit à la fig. 5, cet élément en matière plastique pourrait aussi être supprimé. Entre le coulisseau et la surface supérieure de la coulisse, on pourrait également prévoir, comme le montre la fig. 6, un dispositif de coulissement à billes désigné à la fig. 6 par 20.
D'autre part, selon la variante de la fig. 4, au lieu de deux rondelles-ressorts de forme tronconique placées en opposition comme les rondelles 16 et 17, on pourrait aussi prévoir deux rondelles semblables 21 et 22 placées l'une dans l'autre, la capacité de déformation d'un tel agencement étant différente de celle d'un agencement comme celui des éléments 16 et 17.
Comme on le voit en revenant à la fig. 2, les deux paires de faces actives verticales 8a, 8b, 9a, 9b peuvent également être soumises à une précontrainte agissant dans le sens horizontal en prévoyant un élément intercalaire 14 dans le fond de la coulisse 5. Cet élément intercalaire, et les éléments-ressorts qui le mettent en charge, peut être exactement du même type que celui qui a été décrit en relation avec la fig. 3.
Enfin, la fig. 7 montre l'emploi du dispositif de coulissement décrit dans le cas où le coulisseau 23 a un profil en queue d'aronde.
Dans ce cas, la glissière correspondante 24 peut avoir un profil interne rectangulaire, l'élément intercalaire 25 ayant alors un profil trapézoïdal avec une face active 26 oblique s'étendant parallèlement à la face active 27 du coulisseau 23, et une face opposée 28 qui s'étend verticalement et dans laquelle sont creusés les logements 29 destinés à recevoir les paires de rondelles 16 et 17. Dans la forme d'exécution de la fig. 7, on a également garni la face active 30 de la glissière 24 et la face active 26 d'un revêtement en matière plastique 31 destiné à faciliter le glissement du chariot. Dans cette exécution, le coulisseau peut faire partie du chariot ou du socle du tour, l'autre partie ayant naturellement la forme inverse.
Pour assurer le positionnement des éléments intercalaires dans le sens longitudinal par rapport aux éléments qui les portent, on peut utiliser n'importe quel mode de liaison connu, par exemple des vis, ou des goupilles noyées à l'intérieur des surfaces en présence. On peut également prévoir, le cas échéant, des clavettes ou tout autre élément capable de solidariser dans le sens longitudinal les éléments intercalaires avec leur support.
On se rend compte que la précharge élastique peut, d'une part, être ajustée exactement à la valeur voulue en choisissant convenablement les dimensions et les matériaux à utiliser et, d'autre part, qu'elle est indépendante des conditions thermiques, tout en assurant une usure minimale et par conséquent la fiabilité et la longue durée de vie des éléments mobiles.
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CLAIMS
1. Device for sliding a carriage in a slide,
comprising at least two pairs of parallel faces belonging
respectively in each pair with a slide and with the slide, and
means for maintaining a predetermined prestressing force
born between the two faces of each pair, said pairs of faces being
also opposite two by two, characterized in that the slide
or the slide has at least one intermediate element which is
integral in the direction of movement and which has a surface
active constituting a face of one of said pairs and in that
elastic elements are housed between the slide or the slide and
the intermediate element so as to press the active face of the latter
against the other side of the same pair.
2. Device according to claim 1, characterized in that
said elastic elements are engaged in housings
in a surface of the insert which is opposite to the face
active of this element.
3. Device according to claim 2, characterized in that the di
rection of action of the elastic elements is perpendicular to said
active face.
4. Device according to claim 2, characterized in that the di
rection of action of the elastic elements is inclined with respect to
said active face.
5. Device according to claim 1, characterized in that the
two said faces of each pair are metallic, planar and paraI
the the.
6. Device according to claim 1, characterized in that a
of the two faces of at least one of said pairs of faces is equipped
a plastic trim.
7. Device according to claim 1, characterized in that a
of the two faces of at least one of said pairs is equipped with a mechanism
ball guide nism.
8. Device according to any one of the preceding claims
teeth, characterized in that it is applied to a slide or a carriage having a rectangular profile.
9. Device according to any one of claims I to 7, ca acterized in that it is applied to a slide or a carriage having a T profile, the corresponding part having a C profile.
10. Device according to any one of claims I to 7, characterized in that it is applied to a slide or to a carriage having a dovetail profile.
11. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises two pairs of faces whose orientation has a vertical component and which are opposite to each other.
12. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises four pairs of faces opposite to each other two by two.
The present invention relates to a device for sliding a carriage in a slide, comprising at least two pairs of parallel faces belonging respectively in each pair to a slide and to the slide, and means for maintaining a predetermined prestressing force between the two faces of each pair, said pairs of faces being also opposite two by two.
It is known that at present machine tools, for example automatic lathes, must be constructed so as to allow machining of parts with an accuracy of the order of a few microns.
These requirements impose extremely severe constraints on the construction of the various elements of the machine, and in particular on the carriages supporting the tool holders. On an automatic lathe, as on other machine tools, the tool trolleys must slide without play on their slides so that it is possible to control them so as to obtain tolerated on the workpiece
rances required with regard to dimensions, geometric shape
that and the condition of the surfaces.
Until now we have obtained this sliding by applying
some preload between the slide surfaces and the surfaces
corresponding to the part of the carriage constituting the slide.
For this, we used pairs of spacers in the form of
corners whose position could be adjusted in length so
to obtain the desired prestressing force. However, experience has
shown that these means were not precise enough to allow
put to master the finest tolerances that are required to
the current time.
On the one hand, the wear of the elements in contact causes a dimi
nution, or even a disappearance of the preload and on the other hand the evolved
The thermal tion of the elements present during the operation of the machine leads either to a reduction or a disappearance of the preload, or on the contrary an increase of this causing in the long run an increase in the displacement force of the carriage, therefore an increase in the forces exerted on the ball screw and the ball screw bearing which allow the drives. This increase in forces is detrimental to the reliability of the elements, while the reduction or elimination of the preload results in a deterioration of the quality of the machining, as well as a reduction in the life of the cutting edges of the tools caused by the loss of rigidity of the sliding devices.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks by producing a sliding device in which the prestressing force can be adjusted in a very fine manner to the desired value and is not likely to change either due to the wear of the parts, nor due to the thermal cycles to which the machines are exposed in service.
For this purpose, the device according to the invention of the kind mentioned at the beginning is characterized in that the slide or the slide comprises at least one intermediate element which is integral with it in the direction of movement and which has an active surface constituting a face of one of said pairs and in that elastic elements are housed between the slide or the slide and the intermediate element so as to press the active face of the latter against the other face of the same pair.
Several embodiments of the subject of the invention will be described below by way of example with reference to the appended drawing, of which:
fig. 1 is a partially cutaway elevational view of a first embodiment of the device,
fig. 2 is a sectional view along line II-II of FIG. 1,
fig. 3 is a partial sectional view on a larger scale similar to FIG. 2 showing a second embodiment of the device,
fig. 4 is a view similar to FIG. 3 showing an alternative embodiment of the first embodiment,
fig. 5 and 6 are detailed views concerning other alternative embodiments, and
fig. 7 is a sectional view similar to FIG. 3 showing another embodiment.
In FIG. 1, a bench 1 of a turn is shown diagrammatically and on this bench a carriage 2 sliding longitudinally.
As seen in fig. 2, the carriage 2 comprises a flat upper part 3 which forms the body of the carriage and two lateral slides 4 and 5 which each surround a slide 6 or 7 secured to the bench 1. The latter therefore has a T-profile whose end portions of the upper branch form the two slides 6 and 7 surrounded by the slides 4 and 5. The sliding device comprises six pairs of active faces intended to slide one over the other. These six pairs of faces are divided into two pairs of vertical faces 8a, 8b, 9a, 9b and four pairs of opposite horizontal faces two by two 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b and 13a, 13b. These are flat surfaces carefully machined and scraped to the desired dimension.
To ensure the desired prestressing, three intermediate elements are used in the device described, which are designated in FIG. 2 by 14, and which consist of studs of rectangular profile in the shape of a pa
parallelepipeds having as length the length of the device, as width as that of the pairs of active surface and as thickness approximately the distance provided during the machining of the slides 4 and 5 to allow the positioning of these elements.
One of the intermediate elements 14 is shown in more detail in FIG. 3 where we see the shape of the slide 4 and the two pairs of opposite active faces 1 a, 1 lob, 10a, lob, which are held with a predetermined preload by means of an intermediate element 14.
To ensure this prestressing, the element 14 has, distributed in its length, circular housings with flat bottom 15, in which are housed pairs of spring washers 16, 17. These are standardized elements whose dimensions and the characteristics can be chosen so that their deformation as a function of the force which they support is exactly determined. The principle of the device described follows easily from what has just been indicated: the intermediate element 14 will be mounted in the slide 4 so that it rests on the lower element 4a of the slide 4 and is locked against any longitudinal or lateral movement relative to this slide, by means which are not shown in this figure.
As a locking means, one can for example provide a prisoner or a pin housed between the two surfaces like the pin 18 of FIG. 1. Therefore, the element 14 is movable only in the vertical direction in FIG. 3 against the action of the springs 16, 17 or under the action of these springs. During the positioning of the carriage, the lateral elements of the upper part of the base 1 which form the slides 6 and 7 will be engaged between the surfaces 10b and 1 lob, which will cause the compression of the springs 16, 17 with the establishment of the required prestress.
In the embodiment shown in FIG. 3, one of the two surfaces of each of the pairs 11a, 11b, 10a, 10b is provided with a plastic covering 19 ensuring a coefficient of friction as low as possible. However, as seen in fig. 5, this plastic element could also be deleted. Between the slide and the upper surface of the slide, provision could also be made, as shown in fig. 6, a ball sliding device designated in FIG. 6 by 20.
On the other hand, according to the variant of FIG. 4, instead of two frustoconical spring washers placed in opposition like the washers 16 and 17, one could also provide two similar washers 21 and 22 placed one inside the other, the deformation capacity of such an arrangement being different from that of an arrangement like that of elements 16 and 17.
As can be seen by returning to FIG. 2, the two pairs of vertical active faces 8a, 8b, 9a, 9b can also be subjected to a preload acting in the horizontal direction by providing an intermediate element 14 in the bottom of the slide 5. This intermediate element, and the elements- springs which support it, can be exactly of the same type as that which has been described in relation to FIG. 3.
Finally, fig. 7 shows the use of the sliding device described in the case where the slide 23 has a dovetail profile.
In this case, the corresponding slide 24 may have a rectangular internal profile, the intermediate element 25 then having a trapezoidal profile with an active oblique face 26 extending parallel to the active face 27 of the slide 23, and an opposite face 28 which extends vertically and in which are housed the housings 29 intended to receive the pairs of washers 16 and 17. In the embodiment of FIG. 7, the active face 30 of the slide 24 and the active face 26 have also been lined with a plastic coating 31 intended to facilitate the sliding of the carriage. In this embodiment, the slide can be part of the carriage or the base of the lathe, the other part naturally having the opposite shape.
To ensure the positioning of the intermediate elements in the longitudinal direction relative to the elements which carry them, one can use any known connection method, for example screws, or pins embedded inside the surfaces present. One can also provide, if necessary, keys or any other element capable of securing in the longitudinal direction the intermediate elements with their support.
We realize that the elastic preload can, on the one hand, be adjusted exactly to the desired value by appropriately choosing the dimensions and materials to be used and, on the other hand, that it is independent of thermal conditions, while ensuring minimal wear and therefore reliability and long service life of the moving parts.