Dispositif assurant le glissement entre une pièce mobile et une pièce fixe La présente invention a pour objet un dispositif assurant le glissement entre une pièce mobile et une pièce fixe dont chacune présente une surface de glissement en regard d'une surface similaire de l'autre, l'une de ces deux pièces comportant sur ladite surface un patin de glissement muni d'un joint et qui délimite au moins une chambre à coussin de fluide ou à vide.
Il existe déjà de nombreux dispositifs mobiles repo sant sur un film ou coussin fluide, par exemple un cous sin d'air, lequel s'oppose à la force de gravité. Certains de ces dispositifs sont destinés à assurer le transport ou la. manutention d'objets relativement lourds et ils compor tent à cet effet un plateau mobile reposant sur un ou plusieurs coussins d'air. La face inférieure de ce plateau comporte une chambre pour le coussin d'air. En raison de l'absence de tout joint d'étanchéité autour de la cham bre ainsi formée, une fuite d'air constante s'organise à la. périphérie de cette chambre.
Dans ces conditions, les dispositifs de ce genre consomment une masse d'air extrêmement importante malgré leur réglage à très basse pression.
Dans d'autres dispositifs connus, il est prévu, sur la surface au-dessus de laquelle se déplace la pièce mobile, une série d'orifices de projection d'air qui comportent chacun un clapet dont l'ouverture est commandée par le simple contact de la pièce mobile. Mais une telle solution ne donne pas entière satisfaction pour les grandes sur faces car la pièce mobile ne se trouve pas maintenue constamment écartée, avec la même pression d'air, par rapport à la surface au-dessus de laquelle elle se déplace, si cette dernière n'est pas parfaitement plane. Il en résulte un échappement extérieur à des pressions d'air variées pour une même charge et la consommation d'air est très importante.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention est destiné à éviter les inconvénients rappelés ci-dessus et à fonc tionner à plus haute pression. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la surface de glissement de la pièce à patin com porte au moins une rainure fermée sur elle-même et comprenant plusieurs parties renfermant chacune des réglettes disposées les unes à la suite des autres en étant mobiles perpendiculairement au plan de ladite surface et qui sont soumises à des ressorts de pression, chacune de ces réglettes comportant, sur l'un au moins de ses bords longitudinaux,
une gorge contenant un joint d'étanchéité continu frottant à la fois frontalement contre la surface située en regard de la pièce portant le patin de glisse ment, et latéralement contre la paroi adjacente de la rainure contenant les réglettes.
Quelques formes d'exécution du dispositif, objet de l'invention, sont décrites ci-après, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé, sur lequel La fig. 1 est une vue en coupe partielle de la pre mière forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe représentée à échelle différente, suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 en est une vue partielle en plan de dessous. La fig. 4 est une autre vue en plan de dessous repré sentant la disposition des patins à un angle d'un plateau mobile.
La fig. 5 est une vue schématique en plan représen tant la disposition des patins de glissement sur un plateau.
La fig. 6 est une vue similaire représentant une autre disposition des patins, également sur un plateau mobile. La fig. 7 est une vue en coupe transversale de l'un des joints du patin de glissement.
La fig. 8 est une vue en coupe transversale d'une autre forme d'exécution.
Les fig. 9 et 10 sont des vues schématiques en plan représentant deux autres dispositions des patins.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 4, un patin de glissement est constitué par un barreau 1 formé par une barre lb et deux lames latérales<B>le</B> et disposé dans une rainure 2 qui s'étend sur toute la lon gueur d'un plateau mobile 8.
En face de la barre<B>lb</B> sont disposées plusieurs réglet tes 3 placées les unes à la suite des autres. Ainsi, dans la rainure longitudinale 2 d'un même barreau 1, il peut être prévu deux réglettes successives 3.
Ces réglettes sont soumises à l'action d'un certain nombre de ressorts de pression qui tendent à les écarter du fond de la rainure 2 et qui sont constitués chacun par un empilage de rondelles élastiques 4 disposées autour d'un doigt de guidage 5.
Chacune de ces réglettes est reliée au barreau 1 cor respondant par deux vis 6 prévues à l'une et l'autre de ses extrémités. Ces vis sont vissées dans ces réglettes et leur tête est montée coulissante dans un logement 7 ménagé sur la face supérieure du barreau 1 correspon dant. Ainsi, les têtes de ces vis servent de butée de sécurité pour les réglettes 3. Mais elles permettent le coulissement de celles-ci à l'intérieur des rainures 2, à l'encontre de la pression exercée par les ressorts 4.
Enfin, les réglettes 3 sont reliées au barreau 1 par des pions 17 destinés à leur interdire toute possibilité de déplacement dans le sens longitudinal. Ces réglettes constituent ainsi les patins de glissement proprement dits du présent dispositif. En effet, ce dernier est fixé sur la face inférieure du plateau de manutention 8 sup porté par un coussin fluide et employé pour le transport de pièces quelconques au-dessus d'une table fixe 9. La face inférieure du plateau 8 comporte une rainure 10 dans laquelle les barreaux 1 de plusieurs dispositifs sont disposés, la profondeur de cette rainure étant telle que la face inférieure des patins de glissement correspondants fasse saillie par rapport à la face inférieure du plateau 8.
Les barreaux 1 sont maintenus en place par des vis 11. Cependant, leur fixation est complétée par scellement à l'intérieur de la rainure 10, par exemple au moyen d'une colle à base de résine synthétique.
Pour assurer l'étanchéité de la ou des chambres déli mitées par les patins de glissement, deux joints 14 sont placés le long des bords longitudinaux de ceux-ci.
A ce sujet, il convient tout spécialement de noter que ces deux joints s'étendent de façon continue le long des différentes réglettes mobiles 3 constituant un même patin: Ces deux joints, qui sont constitués par des bourre lets en matière élastique, sont placés dans deux gorges longitudinales 15 ménagées le long des arêtes inférieures des réglettes 3 (fig. 7). Le fond de ces gorges est en retrait vers le haut par rapport à la face inférieure du barreau 1 et ces gorges débouchent à l'extérieur sur le côté externe correspondant.
Chacun des joints 14 est constitué par un cordon dont la section affecte sensiblement la forme d'un coeur ayant une pointe inférieure arrondie C: Ce cordon est fabriqué en caoutchouc ou en matière plastique. Il peut alors être réalisé de préférence par moulage sous forme d'éléments qui peuvent être soudés bout à bout pour constituer un joint sans fin. Mais ce cordon peut également être réalisé en grande longueur en étant fabriqué par extrusion dans une filière.
La forme particulière de la section de ce joint permet son accrochage dans chaque gorge 15 des réglettes 3, car la paroi latérale de ces gorges présente un talon d'accro chage 16 assurant la retenue du renflement latéral 16a du .côté correspondant de chaque joint. Par ailleurs, cette forme permet également au joint d'être soutenu dans le sens latéral contre tout risque de distorsion due à la pression du fluide contenu dans la chambre 0.
Les dimensions des joints 14 sont telles que chacun d'eux se trouve comprimé, lors de sa mise en place dans la gorge 15 correspondante, à la fois dans le sens latéral et dans le sens frontal. Ceci permet d'assurer l'étanchéité du fluide sous pression contenu dans la chambre 0 déli mitée par le patin correspondant et ce, dans les deux directions normales de la compression de chaque joint. La forme particulière de ceux-ci assure alors un équili brage des forces de compression par application en trois zones, à savoir: les zones A-B-C.
En raison de la disposition particulière de chaque joint, celui-ci comporte deux zones de travail, à savoir - d'une part, la zone C correspondant à la surface de glissement frontal de la pointe inférieure arrondie de chaque joint sur la table fixe 9 au-dessus de laquelle se déplace le plateau mobile 8, - d'autre part, la zone B correspondant à la surface de contact du renflement latéral externe de chaque joint contre la paroi adjacente de la rainure 2 ménagée dans le barreau 1.
En effet, lorsque les réglettes mobiles 3 se déplacent dans le sens vertical par rapport au plateau 8, le renfle ment latéral des joints 14 est amené à glisser sur la zone de travail B, selon une direction perpendiculaire à celle du glissement longitudinal de ce même joint au contact de la table fixe 9.
Il faut également observer que la forme particulière de chaque joint permet d'obtenir, pour une faible section totale de celui-ci, le maximum d'élasticité frontale et le maximum de résistance transversale au fluage.
Les patins de glissement peuvent être placés selon diverses dispositions contre la face inférieure du plateau 8 de façon à constituer une ou plusieurs chambres 0 au- dessous de celui-ci, afin que celles-ci puissent servir de coussins de fluide.
Ainsi, comme représenté schématiquement sur la fig. 5, ces patins peuvent être placés les uns à la suite des autres à la périphérie du plateau pour former une cham bre unique<B>01</B> au-dessous de toute la surface de celui-ci.
Cependant comme les patins utilisés portent deux joints, on obtient également une seconde chambre annu laire 02 entre les deux joints continus ainsi prévus.
Ces deux chambres sont alimentées en fluide sous pression \par deux canalisations 12a et 12b qui débou chent à la surface inférieure du plateau correspondant. Celles-ci comportent des rainures entrecroisées 18 et une série d'orifices 19 par lesquels débouche la canalisation l2a alimentant en fluide la chambre délimitée par les joints 14. Ceci permet une alimentation rapide de cette chambre. Cependant la canalisation 12a pourrait égale ment déboucher à la surface supérieure de la table fixe 9 en regard de la zone de déplacement de ce plateau.
Eventuellement ces deux canalisations peuvent être réunies par une conduite de jonction 13. Mais il serait également possible de faire communiquer la chambre annulaire 02 avec l'atmosphère par une canalisation 12c.
La fig. 6 représente un autre exemple d'un dispositif. Dans cet exemple, les patins sont disposés de façon à créer quatre chambres 023, 04, 05 et Os au-dessous du plateau mobile.
L'agencement est tel que l'un des joints 14a de ces patins s'étend de façon continue à la périphérie du pla- seau, tandis que chacune des quatre chambres 03 à Os est délimitée extérieurement par l'un des joints 14b, 14c, 14d ou 14e.
Bien entendu, il existe également une chambre 07 entre les deux joints des divers patins.
Cette chambre peut être alimentée en fluide par une canalisation 12d. Mais elle peut être également raccordée à l'atmosphère par une conduite 12e.
Par ailleurs les quatre chambres 0; à<B>06</B> sont alimen tées en fluide sous pression par les canalisations 12f, 12g, 12h et 12i. Eventuellement l'une de celles-ci peut être raccordée à la canalisation 12d par un conduit 13a.
La canalisation 12d débouche à la surface inférieure du plateau mobile, tandis que les autres canalisations peuvent déboucher à la surface supérieure de la table fixe 9.
Les systèmes d'alimentation en fluide aboutissant aux chambres délimitées par les patins de glissement sont équipés d'organes de régulation permettant de faire fonc tionner ces patins de glissement dans des conditions optimums.
Celles-ci sont obtenues lorsque la position de ces patins, par rapport à la surface fixe 9, correspond à une compression convenable des joints 14. Si l'on se reporte à la fig. 7, on peut constater que la position représentée en traits pleins correspondrait à une com pression insuffisante des joânts, laquelle ne permettrait pas de réaliser une étanchéité satisfaisante pour toutes les pressions acceptables pour les joints. Pout obtenir cette étanchéité, il serait nécessaire que les patins soient plus rapprochés de la surface 9, la position relative de celle-ci correspondant alors à la ligne 9a.
En effet, la cote el indique la compression minimum nécessaire des joints pour que ceux-ci soient en mesure d'assurer une étan chéité satisfaisante à la pression prévue dans cet exem ple. Quant à la cote e2, elle représente l'amplitude maxi mum possible du mouvement de soulèvement des patins 3 à l'intérieur du barreau 1.
La ligne 9b représente évidemment la position limite de la surface inférieure 9 par rapport aux patins, car celle-ci correspond au contact des patins sur cette surface. Mais pour un réglage fin à basse pression le patin devrait s'enfoncer davantage. En conséquence, un bon fonction nement de l'ensemble, à la pression prévue pour le fonc tionnement, est obtenu lorsque le soulèvement des patins est tel que la position relative de la surface inférieure 9 soit comprise entre les lignes 9a et 9b, par exemple selon la ligne intermédiaire 9c.
Mais, au moyen des vis 6 ou 6b on peut déplacer cette ligne vers la surface 9 pour réduire la hauteur du coussin fluide délimité par les joints 14, ce coussin pou vant éventuellement correspondre à un film de fluide.
Le dispositif d'alimentation de chaque chambre de sustentation comprend des systèmes de régulation assu rant le maintien de la pression requise pour le fluide contenu dans la chambre correspondante.
Du reste, la course de soulèvement du plateau mobile 8, sous l'effet de la pression du coussin fluide, est limitée par une ou plusieurs soupapes de décharge prévues pour chaque chambre de fluide, l'ouverture de ces soupapes étant commandée par un ou plusieurs palpeurs réglables se déplaçant au contact de la table fixe 9, ou d'un élément extérieur de référence non soumis à des contraintes. Lors du déplacement du plateau mobile 8, les diffé rents patins peuvent se déplacer indépendamment les uns des autres pour rattraper en quelque sorte les défauts de planéité de la face inférieure de ce plateau ou de la table fixe 9. Or chaque patin se déplace dans son loge ment à la façon d'un piston dans un cylindre. Il s'agit là du principal avantage du dispositif décrit.
En effet, celui-ci permet d'obtenir une étanchéité suffisante même dans le cas où l'une ou l'autre des deux surfaces en re gard n sont pas parfaitement planes. Or, en pratique, il n'est pas possible d'obtenir une parfaite planéité, sur tout s'il s'agit de surfaces importantes ou bien encore de surfaces prévues sur un dispositif ou une machine sou mise à certaines contraintes. En tout état de cause, cha que patin de glissement 3 se trouve toujours maintenu au contact de la zone en regard de la table fixe 9 et ce, par la pression des ressorts 4 et éventuellement celle du fluide.
La fi-. 8 représente un autre exemple de réalisation et d'application des patins de glissement. Dans cet exem ple, le patin est conçu de façon à réaliser simplement une chambre<B>08</B> entre les deux brins lof d'un joint fer mé sur lui-même. A cet effet, les gorges longitudinales 15a, prévues sur les arêtes latérales des réglettes mobi les correspondantes 3a, présentent un écartement accru. Par ailleurs ces deux gorges sont réunies aux extrémités de l'ensemble par des gorges transversales pratiquées dans les deux réglettes extrêmes 3a de l'ensemble consti tuant un même dispositif de patin de glissement.
Il existe donc ainsi une rainure continue fermée sur elle-même à l'intérieur de laquelle est disposé le joint continu 14f. Celui-ci délimite donc entre ces diverses par ties une chambre<B>08</B> comme indiqué schématiquement sur la fig. 9.
Cette chambre peut être alimentée en fluide par une canalisation 12j débouchant dans l'espace délimité exté rieurement par le joint 14f.
Le dispositif de patin de glissement selon la fi-. 8, peut être utilisé isolément comme représenté sur la fig. 9, pour réaliser un glissement fluide sur une largeur moyen ne en prévoyant un écartement accru entre les deux brins 14f du joint d'étanchéité.
Cependant, il est également possible de prévoir un écartement moindre entre les deux brins du joint d'un tel dispositif et de monter côte à côte plusieurs dispositifs de ce genre comprenant des joints 14g, 14h et 14i, comme représenté schwmat_quement sur la fig. 10. On réalise ainsi trois chambres parallèles<B>09,</B> Olo et<B>01,</B> qui peuvent être alimentées par des canalisations 12k susceptibles d'être réunies toutes ensemble ou par groupes distincts.
Du fait même de ses avantages, ce dispositif peut faire l'objet de nombreuses applications. En effet d'une façon générale, il peut être employé pour réaliser des coussins de fluide de glissement entre une pièce mobile et une pièce fixe, ces coussins s'étendant dans des plans pouvant présenter une orientation quelconque. Éven tuellement les pièces mobiles ainsi équipées peuvent con sister en des plateaux de manutention destinés au trans port de pièces ou objets quelconques, auquel cas les coussins fluides peuvent être prévus selon un plan hori zontal pour équilibrer le poids des pièces mobiles.
Mais celles-ci peuvent également consister en des éléments de glissière de guidage, par exemple dans des machines- outils. Dans ce dernier cas, on peut prévoir des coussins fluides selon plusieurs plans différents, par exemple un coussin disposé selon un plan horizontal et d'autres s'étendant latéralement selon des plans verticaux ou des plans inclinés pour réduire les frottements. De plus, dans un tel cas, les coulisseaux ou autres pièces mobiles peu vent être aisément bloqués dans une position quelconque voulue par un excès de pression dans les chambres de fluide, à condition de prévoir des butées fixes en regard des pièces mobiles.
D'une façon générale, les patins permettent de réali ser des coussins fluides sur des surfaces de glissement ayant des orientations quelconques pour équilibrer des contraintes ou forces de frottement, ou simplement pour faciliter le déplacement d'une pièce mobile.
Cependant ces patins de glissement peuvent égale ment être employés pour réaliser des chambres sous vide, entre une pièce fixe et une pièce mobile, par exemple pour exercer un effort de traction dans une direction quelconque par rapport à la direction gravifique.
Bien entendu, la disposition des patins de glissement peut être inversée. En effet, dans les exemples décrits ci-dessus, ceux-ci sont portés par la pièce mobile. Mais il est également possible de disposer de tels patins sur la pièce fixe pour délimiter des chambres étanches en regard de la pièce mobile.
Par ailleurs dans les exemples représentés, les patins sont encastrés dans la face correspondante de la pièce qui est équipée de ceux-ci et ce, en logeant les barreaux 1 dans des rainures pratiquées dans cette pièce. Il serait également possible de monter ces patins directement dans de telles rainures. Toutefois, cette solution serait moins avantageuse que dans le cas où l'on emploie des barreaux pouvant être usinés indépendamment. Mais on pourrait également rapporter de tels barreaux en saillie sur la pièce à équiper.