FR2544033A1 - Improved displacement unit for precision mechanical equipment - Google Patents

Abstract

Improved displacement unit for precision mechanical equipment, such as those which are built on at least one fixed rail 1 mounted on the fixed base plate of the mechanical equipment, along which there is displaced, linearly, at least one moving rail 2, with which the moving base plate of the mechanical equipment is associated. The fixed rail 1 has a prismatic head on the ridges of which two 45 DEG chamfers have been made which form half of the raceways on which the sets of rollers 5 will be displaced, and the other half of this raceway is formed by the moving rail itself. A return path and inflexion zones are provided on this moving rail and define, in perfect continuity with the raceway, a closed circuit along which the rollers 5 are displaced.

Description

Les équipements mécaniques de toutes sortes et en particulier lesMechanical equipment of all kinds and in particular

machines-outils requièrent que certaines de leurs parties soient en mouvement Ces mouvements peuvent se réduirent à des mouvements de deux types: mouvements rotatifs et mouvements à  machine tools require that some of their parts be in motion These movements can be reduced to movements of two types: rotary movements and movements to

déplacement longitudinal.longitudinal displacement.

Dans les machines-outils conventionnelles, on obtient ce mouvement longitudinal-par glissement sur deux glissières, l'une fixée à la structure de  In conventional machine tools, this longitudinal movement is achieved by sliding on two slides, one fixed to the structure of

la machine-outil et l'autre se déplaçant sur la pre-  the machine tool and the other moving on the first

mière et portant la plate-forme de travail.  first and carrying the work platform.

Ces solutions traditionnelles de déplacement linéaire impliquent des pertes considérables dues au frottement et offrent peu de précision D'autre part, cela suppose un coût-d'entretien élevé étant donné les lubrifications fréquentes et les réparations dues à l'usure.  These traditional solutions of linear displacement involve considerable losses due to friction and offer little precision. On the other hand, this assumes a high maintenance cost given frequent lubrication and repairs due to wear.

Actuellement, il existe de nouvelles inven-  Currently, there are new invent-

tions dans cette technologie permettant d'obtenir des  in this technology to obtain

équipements de déplacement grâce à des jeux à rouleaux.  moving equipment through roller games.

Ces solutions permettent d'éliminer considérablement les frottements, ce qui réduit au minimum l'entretien  These solutions significantly eliminate friction, minimizing maintenance

et donne des résultats bien plus précis maisdont l'ap-  and gives much more precise results, but

plication peut être limitée quand ils doivent supporter  may be limited when they have to endure

de grandes charges.large loads.

Afin de supprimer ces limitations, avec notre  In order to remove these limitations, with our

invention nous préconisons une nouvelle unité de dépla-  invention we advocate a new unit of

cement pour des machines-outils de précision, ou n'im-  for precision machine tools, or not

porte quel autre type d'équipements mécaniques nécés-  What other type of mechanical equipment is needed?

sitant un déplacement linéaire entre deux parties.  siting a linear displacement between two parts.

Selon cette invention, cette unité de dépla-  According to this invention, this unit of

cement comprend deux parties l'une qui est un rail fixe monté sur le socle fixe de la machine-outil, et l'autre qui est-un rail mobile auquel est associé le  The cement comprises two parts, one which is a fixed rail mounted on the fixed base of the machine tool, and the other which is a movable rail with which the machine is associated.

socle mobile de la machine outil.mobile base of the machine tool.

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Ces deux pièces essentielles qui forment l'unité de déplacement sont reliées entre elles par des jeux de rouleaux placés symétriquement et tenant compte des arêtes du rail fixe sur lesquelles se déplace le rail mobile Le rail fixe, à cet effet, a des chemins de roulement sur ces arêtes et le rail mobile a, quant à lui, une pièce auxiliaire qui est fixée solidement sur lui, de telle façon qu'il arrive à constituer des chemins de retour sur son propre corps, ces chemins de retour formant, avec les chemins de roulement,des circuits fermés au long desquels se  These two essential parts which form the displacement unit are interconnected by sets of rollers placed symmetrically and taking into account the edges of the fixed rail on which the movable rail moves. The fixed rail, for this purpose, has rolling tracks. on these edges and the movable rail has, meanwhile, an auxiliary part which is fixed firmly on him, so that he can form paths back on his own body, these paths of return forming with the paths rolling circuits, closed circuits along which

déplacent les rouleaux.move the rollers.

D'après une caractéristique de l'invention, les chemins de roulement comprennent deux demi-parties, les unes sur les arêtes correspondantes du rail fixe et les autres sur les zones qui sont en face du rail mobile et/ou des pièces auxiliaires solidement fixées  According to a characteristic of the invention, the raceways comprise two half-parts, one on the corresponding edges of the fixed rail and the other on the zones which are in front of the movable rail and / or auxiliary parts securely fixed.

au rail mobile.to the movable rail.

Suivant une autre caractéristique supplémen-  According to another additional characteristic

taire de cette invention, on a prévu, au choix, un dis-  of this invention, a choice of

positif de pré-charge, associé au rail mobile et qui exerce une pression sur chacun des jeux de rouleaux existants, de façon à fournir une charge initiale  pre-charge positive, associated with the movable rail and exerting pressure on each of the existing sets of rolls, so as to provide an initial charge

volontaire à l'unité de glissement.  voluntary at the slip unit.

Selon une autre caractéristique de cette invention, chacun des demichemins de roulement prévus  According to another characteristic of this invention, each of the planned demichemins of rolling

sur le rail fixe et par conséquent chacun des demi-  on the fixed rail and therefore each half

chemins de roulement prévus sur le rail mobile ou la pièce auxiliaire, a une inclinaison d'environ 45 par rapport à l'horizontale et les rouleaux se déplacent  runways provided on the movable rail or the auxiliary part, has an inclination of approximately 45 relative to the horizontal and the rollers are moving

continuellement avec deux de leurs génératrices dia-  continuously with two of their generators dia-

métralement opposées, en contact permanent avec eux.  strictly opposite, in permanent contact with them.

La lubrification entre ces rouleaux et les chemins de roulement et de retour se fait avec au moins un dispositif de graissage prévu dans le corps du rail  The lubrication between these rollers and the raceways and return is done with at least one lubrication device provided in the body of the rail

mobile et/ou de la pièce auxiliaire.  mobile and / or auxiliary part.

3: Suivant une autre caractéristique de cette invention, il existe au moins deux zones d'inflexion grâce auxquelles on obtient une continuité parfaite entre les chemins de roulement et de retour Chacune de ces zones d'inflexion présente, à son tour, -deux parties corrélatives: l'une en arc de circonférence près du chemin de sortie et l'autre en rampe droite, près du chemin d'entrée, suivant le sens de l'avance des rouleaux, de sorte que, au début de chaque inflexion sont éliminés les chocs brusques entre les rouleaux et la zone contraire,-afin d'éqviter l'usure  3: According to another characteristic of this invention, there are at least two inflection zones through which a perfect continuity between the raceways and the return path is obtained. Each of these inflection zones has, in turn, two parts correlative: one in circumference arc near the exit path and the other in the right ramp, near the entrance path, following the direction of advance of the rollers, so that at the beginning of each inflection are eliminated the sudden shocks between the rollers and the opposite zone, in order to avoid wear

et les jeux dans cette zone.and games in this area.

Pour mieux comprendre l'objet de cette invention, il est représenté sur les dessins une forme préférée de réalisation pratique, susceptible  To better understand the object of this invention, there is shown in the drawings a preferred embodiment of practical embodiment, susceptible

de changements accessoires ne modifiant pas sa nature.  incidental changes that do not alter its nature.

La figure 1 représente une vue générale, en perspective, d'une unité de déplacemeht à base de rouleaux suivant l'invention; la figure 2 représente une vue de face de l'unité de déplacement représentée sur la figure 1; sur cette figure, on a réalisé une coupe en section pour observer la-disposition de ses pièces intérieures, en position de travail; la figure 3 représente, en section, un  Figure 1 shows a general perspective view of a displacement unit based on rollers according to the invention; Figure 2 shows a front view of the moving unit shown in Figure 1; in this figure, a cross section has been made to observe the disposition of its inner parts, in the working position; FIG. 3 represents, in section, a

détail, agrandi et schématique, d'une chemin de rou-  detail, enlarged and schematic, of a road of

lement ( 52) défini entre le rail fixe ( 1 > et le rail mobile ( 2) (ou entre le rail fixe ( 1) et la pièce intermédiaire ( 3)>; sur cette figure, on a seulement  (52) defined between the fixed rail (1> and the movable rail (2) (or between the fixed rail (1) and the intermediate piece (3)>, in this figure only

représenté un rouleau ( 5) au début du chemin de roule-  represented a roll (5) at the beginning of the rolling path

ment ( 52) et trois rouleaux ( 5) au début de l'inflexion ( 53) Dans cette invention, il s'agit d'une unité de déplacement à rouleaux pour machine-outil de pré cision, ou pour n'importe quel équipement mécanique nécessitant un déplacement de précision et devant, en même temps, supporter des efforts considérablement élevés. Suivant la réalisation représentée, cette unité de déplacement est constituée fondamentalement  (52) and three rollers (5) at the beginning of the inflection (53) In this invention, it is a precision machine tool roller displacement unit, or for any equipment mechanics requiring a precision displacement and having, at the same time, to withstand considerably high forces. According to the embodiment shown, this displacement unit is constituted basically

par deux pièces, un rail guide ( 1) monté invariable-  two parts, a guide rail (1) mounted invariable-

ment sur un socle fixe de la machine-outil grâce à un ancrage -vis ou similaires qui est loge -dans des orifices ( 11) prévus à cet effet dans ce rail guide ( 1) et un rail mobile ( 2) associé au socle mobile de la machine-outil grace à un système d'ancrage o les vis sont logées dans des orifices ( 22) prévus à cet  on a fixed base of the machine tool by means of an anchorage -vis or the like which is housed -in the orifices (11) provided for this purpose in this guide rail (1) and a movable rail (2) associated with the mobile base of the machine tool by means of an anchoring system where the screws are housed in holes (22) provided for this purpose.

effet -effect -

L'unité de déplacement à rouleaux est compl Y-  The roller unit is complete Y-

tée par des pièces auxiliaires ( 3)-fixées au rail -  by auxiliary parts (3) - attached to the rail -

mobile ( 2).mobile (2).

Le rail fixe ( 1) détermine, en rapport avec ses arêtes libres proches du rail mobile ( 2}, une demi-partie ( 52 ') d'un chemin de roulement ( 52 >, en même temps que le rail mobile ( 2 J détermine, dans la zone angulaire côrrespondant aux arêtes antérieures, l'autre demi-partie ( 52 ") du chemin de roulement ( 52)  The fixed rail (1) determines, in relation to its free edges close to the movable rail (2), a half-portion (52 ') of a raceway (52>, at the same time as the movable rail (2 J determines, in the angular zone corresponding to the front edges, the other half-portion (52 ") of the raceway (52)

au long duquel se déplacent les jeux de rouleaux ( 5).  along which the sets of rollers (5) move.

De même, le rail fixe ( 1) détermine, en rapport avec ses arêtes libres proches de chaque pièce auxiliaire ( 3), une demi-partie ( 521) d'un deuxième chemin de roulement ( 52}, en même temps que cette piece  Similarly, the fixed rail (1) determines, in relation to its free edges near each auxiliary part (3), a half-portion (521) of a second raceway (52), at the same time as this piece

auxiliaire ( 3) forme sur la zone angulaire correspon-  (3) forms on the corresponding angular zone

dant aux arêtes antérieures l'autre demi-partie ( 522) du chemin de roulement ( 52) tout au long duquel se  the other half-portion (522) of the raceway (52) along which

déplacent les jeux de rouleaux ( 5).  move the sets of rollers (5).

Le rail mobile ( 2) et chaque pièce auxiliaire ( 3) à son tour, déterminent un chemin de retour ( 6)  The movable rail (2) and each auxiliary part (3) in turn, determine a return path (6)

qui, en parfaite continuité avec le chemin de roule-  which, in perfect continuity with the road of

ment ( 52) sur des zones d'ihflexion ( 53), forme un  ment (52) on zones of reflection (53) forms a

circuit fermé au long duquel se déplacent les rou-  closed circuit along which the

leaux ( 5).water (5).

Les chemins de roulement ( 52) et de retour  Runways (52) and back

( 6) ont une position inclinée d'environ 45 par rap-  (6) have an inclined position of about 45

port à l'horizontale et ils sont placés en fonction des bissectrices ou des axes de symétrie des arêtes qui déterminent les demi-parties des chemins de roule-  horizontally and they are placed according to the bisectors or axes of symmetry of the edges which determine the half-parts of the rolling paths.

ment ( 52) et de retour ( 6).(52) and back (6).

Les zones d'inflexion ( 53) (voir figure 3) qui sont formées sur le rail mobile ( 2) et sur chaque  The inflection zones (53) (see FIG. 3) which are formed on the movable rail (2) and on each

pièce auxiliaire ( 3) -c'est-à-dire sur chacun des cir-  auxiliary part (3) -that is to say on each of the cir-

cuits fermés qui-existent, formés par un chemin de roulement ( 52) et un chemin de retour ( 6) définis par le rail fixe ( 1) et le rail mobile ( 2) ou les pièces  closed cookware which is formed by a running path (52) and a return path (6) defined by the fixed rail (1) and the movable rail (2) or the workpieces

auxiliaires ( 3) présentent deux zones bien différen-  auxiliaries (3) have two very different zones.

ciées: une première zone ( 53 a) qui est la zone d'en-  the first zone (53a) which is the zone of

trée de l'inflexion ( 53) et est placée tout près et en parfaite continuité du chemin de roulement ( 52) ou de retour ( 6) et qui est une zone en rampe droite, et une deuxième zone ( 53 b) qui est la zone de sortie de  inflection of the inflection (53) and is placed very close and in perfect continuity of the raceway (52) or return (6) and which is a right ramp zone, and a second zone (53b) which is the exit area of

l'inflexion ( 53) suivant le sens de parcours des rou-  the inflection (53) according to the direction of the rou-

leaux ( 5) et est placée tout près et en parfaite con-  (5) and is placed very close and in perfect

tinuité de la zone intérieure ( 53 a) et du chemin de roulement ( 52) ou de retour ( 6) et est une zone en arc de circonférence Avec cela, le recyclage des rouleaux ( 5) est  continuity of the inner zone (53 a) and the raceway (52) or the return path (6) and is an arcuate zone of circumference. With this, the recycling of the rollers (5) is

parfaitement continu, avec deux génératrices diamétra-  perfectly continuous, with two generators diametrically

lement opposées en contact permanent avec les parois du circuit fermé défini par les chemins de roulement ( 52), de retour ( 6) et de la zone d'inflexion ( 53), en même  opposed in permanent contact with the walls of the closed circuit defined by the running tracks (52), return (6) and the inflection zone (53), at the same time

temps qu'on évite des zones de choc et que, par consé-  time that shock zones are avoided and that, consequently,

quent, on élimine les usures prématurées et irrégu-  quent, premature and irregular wear is eliminated.

lières. On a prévu, au choix, deux protecteurs ( 8) des deux côtés du rail mobile ( 2), qui cachent les jeux de rouleaux ( 5), les pièces auxiliaires ( 3) et les autres dispositifs intérieurs Ces protecteurs ( 8) , de préférence en caoutchouc synthétique, servent d'une  -border. Two protectors (8) are provided on both sides of the movable rail (2), which conceal the sets of rollers (5), the auxiliary parts (3) and the other interior devices. These protectors (8), preferably synthetic rubber, serve as a

part de déflecteur pour la graisse intérieure de lubri-  part of the deflector for the inner lubricating grease

fication et d'autre part,ils empêchent l'entrée de la  on the other hand, they prevent the entry of the

poussière et des particules pouvant réduire la préci-  dust and particles that may reduce the accuracy

s ion.if we.

En parfait accord avec l'invention, et sans modifier aucunement sa nature, l'unité de déplacement à rouleaux préconisée peut recevoir l'incorporation, facultative, d'au moins un dispositif de précharge ( 33) conventionnel et qui exerce, à volonté, une pression sur le jeu de rouleaux correspondant ( 5) de sorte que ces  In perfect agreement with the invention, and without modifying its nature in any way, the recommended roller displacement unit may receive the optional incorporation of at least one conventional precharging device (33) which, at will, a pressure on the corresponding set of rollers (5) so that these

rouleaux ( 5) sont comprimés sur leur chemin de roule-  rollers (5) are compressed on their way to roll-

ment, fournissant une charge initiale qui est volon-  providing an initial charge that is voluntarily

taire et est déterminée par le dispositif de précharge,  and is determined by the precharging device,

à l'unité de déplacement dans son ensemble.  to the displacement unit as a whole.

Au choix, et suivant-une caractéristique additionnelle de l'invention, le chemin de roulement ( 52), le chemin de retour ( 6) et la zone d'inflexion  Alternatively, and according to an additional feature of the invention, the raceway (52), the return path (6) and the inflection zone

( 53) sont reliés entre eux; ils sont également acces-  (53) are interconnected; they are also accessible

sibles à partir d'un dispositif de graissage ( 21) prévu dans le corps du rail mobile ( 2) et/ou de la pièce  from a greasing device (21) provided in the body of the movable rail (2) and / or the workpiece

auxiliaire ( 3).auxiliary (3).

A travers ce dispositif de graissage ( 21), on introduit des substances lubrifiantes qui favorisent le roulement, et en même temps aident à recycler les substances qui s'y déposent sans altérer la capacité  Through this lubricating device (21), lubricating substances are introduced which promote rolling, and at the same time help to recycle the substances that are deposited therein without impairing the capacity.

de roulement des rouleaux ( 5).rolling rollers (5).

Ainsi, le rail mobile ( 2) se déplace tout au long du rail fixe ( 1) et les jeux de rouleaux ( 5) se  Thus, the movable rail (2) moves along the fixed rail (1) and the sets of rollers (5) are

déplacent tout au long du-chemin de retour ( 6) en posi-  move all the way back (6) into position

tion de recul cyclique.cyclic recoil.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, comme ceux qui sont structurés sur au moins un rail fixe < 1) monté sur le socle fixe de l'équipement mécanique tout au long duquel se déplace: lniéairement au moins un rail mobile ( 2) auquel est associé le socle mobile de l'équipement mécanique, caractérisée par le fait que le rail fixe ( 1) présente une tête prisma  1 Advanced displacement unit for precision mechanical equipment, such as those structured on at least one fixed rail <1) mounted on the fixed base of the mechanical equipment, along which at least one moving rail moves: (2) with which is associated the mobile base of the mechanical equipment, characterized in that the fixed rail (1) has a prisma head tique sur les arêtes de laquelle on a fait deux chan-  on the edges of which we made two changes freins qui vont constituer une demi-partie ( 52 '), ( 521) de chemins de roulement ( 52) pour les jeux de rouleaux ( 5), et par le fait que l'autre demi-partie ( 52 "),( 522) de ces chemins de roulement ( 52) forme un chanfrein sur le rail mobile ( 2) lui-même, de telle sorte qu'on a prévu sur le propre rail mobile un chemin de retour et des zones d'inflexion ( 531 qui forment, en parfaite continuité du chemin de roulement ( 52), un circuit  brakes which will constitute a half-portion (52 '), (521) of raceways (52) for roller sets (5), and the fact that the other half-portion (52 "), (522) ) of these raceways (52) forms a chamfer on the movable rail (2) itself, so that there is provided on the own movable rail a return path and inflection zones (531 which form , in perfect continuity with the raceway (52), a circuit fermé le long duquel se déplacent les rouleaux ( 5).  closed along which the rollers (5) move. 2 Unité de déplacement perfectionnée pour  2 Advanced motion unit for des équipements mécaniques de précision selon la reven-  precision mechanical equipment according to the dication 1, caractérisée par le fait que les demi-  1, characterized by the fact that half parties des chemins de roulement ( 52 ', 521; 52 ", 522) présentent une inclinaison d'environ 45 par rapport à l'horizontale, de telle façon que deux chemins de roulement sont disposes symétriquement du même côté  parts of the raceways (52 ', 521; 52 ", 522) have an inclination of about 45 relative to the horizontal, so that two raceways are arranged symmetrically on the same side par rapport à cette horizontale.compared to this horizontal. 3 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une  3 Advanced motion unit for precision mechanical equipment, according to one quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par  any of claims 1 and 2, characterized by le fait que chacune des zones d'inflexion ( 53) pré-  the fact that each of the inflection zones (53) pre- sente une zone d'entrée suivant le sens de déplace-  an entrance zone following the direction of moving ment des rouleaux, qui est une zone en rampe droite ( 53 a) et une zone de sortie ( 53 b) qui est une zone en arc de circonférence, de sorte que le recyclage des rouleaux est parfaitement continu, sans zones de chocs  rollers, which is a right ramp zone (53a) and an exit zone (53b) which is an arcuate circumferential zone, so that the roll recycling is perfectly continuous, without impact zones. et, par conséquent, sans usures prématurées et irré-  and, therefore, without premature and irre- gulières.  gulières. 4 Unité de déplacement perfectionnée pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une4 Advanced motion unit for precision mechanical equipment, according to one quelconque des revendications précédentes, caractérisée  any of the preceding claims, characterized par le fait que le rail mobile ( 2) comprend plusieurs pièces ( 3) associées invariablement entreelles et chacune d'elles formant au moins un demi-chemin de roulement pour au moins un jeu de rouleaux, un chemin  in that the movable rail (2) comprises several parts (3) invariably associated with each other and each of them forming at least one half-race for at least one set of rollers, a path de retour étant prévu sur chacune de ces pièces asso-  of return being provided on each of these rooms ciées ( 3), pour chaque chemin de roulement formé et qui forment, de-plus, avec les zones d'inflexion ( 53),  (3), for each formed raceway which, in addition, form with the inflection zones (53), un circuit ferme pour chaque jeu de roulements ( 5).  a closed circuit for each set of bearings (5). 5 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une  5 Improved displacement unit for precision mechanical equipment, according to one quelconque des revendications précédentes, caractérisée  any of the preceding claims, characterized par le fait que les chemins de roulement, retour et inflexion, qui communiquent entre eux, sont également accessibles à partir d'un dispositif de graissage ( 21) prévu dans le rail mobile ( 2) ou dans les pièces auxiliaires, et à travers lequel on introduit les lubrifiants qui contribuent à améliorer le roulement et à recycler les substances qui s'y déposent, sans  in that the rolling paths, return and inflection, which communicate with each other, are also accessible from a lubricating device (21) provided in the movable rail (2) or in the auxiliary parts, and through which lubricants are introduced which help to improve the rolling and to recycle the substances which are deposited there, without altérer le fonctionnement et la precision de l'unité.  alter the operation and accuracy of the unit. 6 Unité de déplacement perfectionnée, pour des équipements mécaniques de précision, selon l'une  6 Advanced motion unit for precision mechanical equipment, according to one quelconque des revendications précédentes, caracté-  any of the preceding claims, characterized risée par le fait que tout en rapport avec chaque circuit fermé, on a prévu, au choix, l'adaptation d'au moins un dispositif de précharge ( 33) qui, exerçant une pression sur au moins un jeu de rouleaux dans leur chemin de roulement, apporte une charge volontaire  due to the fact that, in connection with each closed circuit, provision has been made for the adaptation of at least one precharging device (33) which, exerting pressure on at least one set of rollers in their path of turnover, brings a voluntary charge initiale à l'unité de déplacement.  initial to the displacement unit.