Classiquement, 1'usinage ou plus généralement le travail des métaux génère des projections de copeaux et de jets d'huile résultant de la rotation d'un outil au contact d'une pièce à usiner. Du fait de leur nature métallique ou abrasive, ces projections peuvent devenir la cause de la diminution de la durée de vie des organes de guidage et d'entraînement de la machine-outil. Malgré les dispositifs de protection interne que possède chaque organe de guidage ou d'entraînement, le dépôt répété, l'accumulation et la projection à grande vitesse des débouchures dues à l'usinage, fatiguent les dispositifs les plus solides et les endommagent en détériorant leurs propriétés ce qui ne garantie plus l'étanchéité des organes de guidage et d'entraînement. L'endommagement des organes de guidage peut engendrer un jeu dans la liaison, lequel jeu est préjudiciable à la précision de l'usinage réalisé par la machine-outil. L'endommagement des organes d'entraînement peut aussi provoquer leur arrt par grippage ou diminuer leurs capacités et donc celles de la machine-outil. En outre, ces organes de guidage et d'entraînement sont coûteux et pas faciles à changer du fait de la difficulté à les atteindre car intégrés dans l'infrastructure de la machine, ils sont donc difficiles d'accès sans total démontage de la machine. Il est donc primordial de garantir l'efficacité et la durée de vie de ces organes, le plus longtemps possible.

Au problème de la projection des copeaux s'ajoute aujourd'hui les contraintes de l'usinage à très grande vitesse, c'est à dire des vitesses d'usinage d'outils plus rapides et des déplacements avec une très grande accélération. Ces contraintes ont amené les concepteurs à réaliser de nouveaux organes de guidage et d'entraînement assurant la

précision des mouvements de la machine-outil tout en résistant aux contraintes d'accélération induites par un usinage à très grande vitesse. Ces organes sont d'autant plus chers.

Plusieurs solutions, notamment les soufflets, contribuent à la protection hermétique des organes de translation. Le soufflet est un élément de capotage d'étanchéité élastique de forme tubulaire placé autour des organes de guidage et dont une extrémité est liée à la partie fixe et l'autre à la partie mobile. Le tube du soufflet est constitué d'une succession de plis disposés en éventail, qui se referment lorsque la partie mobile est proche de la partie fixe et s'ouvrent lorsque la partie mobile s'éloigne de la partie fixe.

Cette solution a pour avantage de proposer une enceinte hermétique autour des organes de guidage. Outre le fait qu'il n'existe pas toujours un modèle adapté à la taille et à la longueur des déplacements des organes de guidage, une protection classique par soufflet a pour désavantage d'accumuler les débouchures et les copeaux projetés par la machine- outil à grande vitesse et sur un grand périmètre dans les plis dudit soufflet lorsque le guidage est horizontal. II en résulte des dépôts qui peuvent tre préjudiciables à l'élasticité du soufflet et empcher le pliage et le dépliage des plis du soufflet dans de bonnes conditions.

Une autre contrainte des organes de protection réalisés pour les machines-outils d'usinage à très grande vitesse réside dans l'utilisation, comme organes d'entraînement, de moteurs linéaires du type de ceux comportant un alignement de bobinages sous tension alternative, créant, dans un conducteur placé entre les pôles, un champ électromagnétique variable, donc des courants induits dans ce conducteur dit bloc secondaire, de sorte que la force de réaction électromagnétique créée tend à déplacer le bloc de bobinages. Ce type de composants a pour inconvénient d'aimanter son environnement immédiat et donc d'exercer une attraction sur tous les copeaux ou poussières générées par l'usinage d'une pièce présentant des composants ferreux ou magnétisés. Ces copeaux ou poussières métalliques étant les principales causes de dommage des composants, il est primordial d'isoler les organes de guidage et d'entraînement de leur environnement.

Ce que constatant, la demanderesse a mené des recherches ayant pour objet une protection hermétique des différents organes de guidage et d'entraînement pouvant s'adapter aux contraintes de l'usinage à très grande vitesse. Ces recherches se sont dirigées vers les concepts généraux de capotage repris par le brevet européen n° 0 407 599

et surtout dans le brevet anglais n° 757 555 qui décrivent un dispositif de protection d'organes de guidage et d'entraînement d'une machine-outil d'usinage comportant un ensemble mobile en translation remarquable en ce qu'il comprend trois éléments de capotage se déplaçant l'un dans l'autre pour former une structure télescopique homocinétique dont l'élément de capotage de plus petite dimension dit premier élément de capotage est fixé au bâti de la machine-outil, l'élément de capotage de plus grande dimension dit troisième élément de capotage est fixé à l'ensemble mobile en translation, et l'élément de capotage intermédiaire dit deuxième élément de capotage coulisse sur la surface extérieure dudit premier élément de capotage et sur la surface intérieure dudit troisième élément de capotage de façon à former autour des organes de guidage et d'entraînement une enceinte hermétique et extensible quelle que soit la course de l'ensemble mobile.

Cette première caractéristique a pour avantage d'apporter une solution de protection avec un minimum de pièces donc à un moindre coût. La forme progressive de la structure de protection allant de 1'élément de capotage de plus petite dimension solidaire du bâti vers 1'élément de capotage de plus grande dimension solidaire de l'ensemble mobile a pour avantage d'écarter les copeaux tombés vers l'extérieur et non de les accumuler vers 1'ensemble mobile si cette configuration était inversée.

De plus, toujours selon ces concepts généraux, ledit deuxième élément de capotage est lié avec les premier et troisième éléments de capotage de façon à ce que le mouvement en translation de l'ensemble mobile auquel est fixé ledit troisième élément de capotage, provoque instantanément le mouvement dudit deuxième élément de capotage assurant un déplacement contrôlé et sans à-coups de la structure télescopique qui passe d'une position rétractée de repos où les différents éléments de capotage sont l'un dans l'autre à une position déployée où les différents éléments de capotage sont l'un à la suite de l'autre. Une application particulièrement adaptée à ce dispositif se trouve dans le domaine des machines-outils d'usinage à très grande vitesse, où les mouvements des organes mobiles sont de plus en plus rapides et où il est donc très important, pour la durée de vie des composants et pour la précision des usinages d'assurer une protection hermétique elle-mme d'une grande durée de vie du fait du coût des éléments de guidage et d'entraînement. En effet, en raison du mouvement simultané des éléments de capotage mobiles provoqué par le déplacement de l'ensemble mobile, les mouvements de chaque

élément de capotage se font sans aucun choc car le deuxième élément de capotage amorce son mouvement avant mme que son extrémité arrière par rapport au sens de déploiement du troisième élément de capotage n'atteigne l'extrémité arrière du deuxième élément de capotage. De mme, dans le sens inverse où la structure télescopique retourne à sa position de repos, le deuxième élément de capotage ne se met en mouvement que lorsque le troisième élément de capotage est en mouvement mais non lorsque t'extrémité avant du troisième élément de capotage atteint l'extrémité avant du deuxième élément de capotage.

Ainsi, la transmission contrôlée du mouvement de l'organe mobile aux différents éléments de capotage mobiles de ladite protection télescopique permet d'éviter les chocs induits par une structure télescopique et donc de permettre à ce dispositif de protection d'avoir une grande durée de vie.

Les recherches menées à partir de ces concepts généraux, ont permis à la demanderesse d'aboutir à la conception d'un dispositif de protection d'organes de guidage et d'entraînement d'une machine-outil d'usinage original comportant un ensemble mobile en translation permettant d'obvier aux inconvénients précités et de garantir une protection optimale des organes non seulement pour une machine-outil d'usinage classique mais aussi pour une machine-outil d'usinage à très grande vitesse.

Selon la caractéristique principale de l'invention, la transmission du mouvement relatif entre ledit troisième élément de capotage et ledit deuxième élément de capotage est réalisé par une double liaison pignon/crémaillère, les pignons et les crémaillères constituant cette laison étant situés sous le dispositif de protection. L'utilisation d'une liaison par engrenage offre de nombreux avantages, et notamment : -d'assurer la transmission régulière du mouvement, -de supporter des vitesses élevées, -de permettre le calcul des vitesses relatives et des courses, -de permettre l'utilisation d'éléments standards et donc à faible coût, -etc...

De plus, une double liaison pignon/crémaillère garantit la mme transmission de mouvement de par et d'autre de l'axe de mouvement en translation. D'autre part, cette liaison pignon/crémaillère permet des accélérations et des vitesses différentes entre les différents éléments constituant le capotage.

Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la transmission

pignon/crémaillère est conçue de façon à ce que la vitesse et l'accélération du troisième élément de capotage solidaire de l'organe mobile soient deux fois plus importantes que la vitesse et l'accélération du deuxième élément de capotage. Ainsi, pour passer de la position rétractée de repos à la position déployée, le premier élément de capotage reste fixe, le deuxième élément de capotage suit une course jusqu'à ce que son extrémité arrière atteigne l'extrémité avant dudit premier élément de capotage, et le troisième élément de capotage suit une course double de la course dudit deuxième élément de capotage afin que son extrémité arrière atteigne 1'extrémité avant dudit deuxième élément de capotage.

L'étanchéité de l'enceinte est avantageusement parachevée par des joints racleurs fixés sur les parois intérieures des deux éléments de capotage mobiles. Ces joints éviteront l'introduction de copeaux et de poussières métalliques dans l'enceinte formée par la structure télescopique pour obtenir une protection optimale.

Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'tre exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit donnant, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, deux modes de réalisation d'un dispositif de protection télescopique d'organes de guidage et d'entraînement d'une machine-outil d'usinage comportant un ensemble mobile en translation conforme à l'invention.

Cette description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : La figure la est une vue de face d'un bâti sur lequel évolue en translation un ensemble mobile qui comporte fixé à un de ses cotés un dispositif de protection télescopique conforme à l'invention et représenté en position intermédiaire.

La figure lb est une vue de face du bâti de la figure la avec l'ensemble mobile en position fin de course droite.

La figure le est une vue de face du bâti de la figure la avec l'ensemble mobile en position fin de course gauche.

La figure 2a est une vue de dessus du dispositif de protection télescopique selon l'invention en position rétractée.

La figure 2b est une vue de dessus du dispositif de protection télescopique de la figure 2a en position déployée.

La figure. 3 est une vue en coupe de la structure télescopique en position

repos dont le plan de coupe est situé au niveau du centre du premier élément de capotage.

La figure 4a est une vue de face d'un bâti sur lequel évolue en translation un ensemble mobile qui comporte fixés à ses cotés deux dispositifs de protection télescopique conformes à l'invention et représentés en position intermédiaire.

La figure 4b est une vue de face du bâti de la figure 4a avec l'ensemble mobile en position fin de course droite.

La figure 4c est une vue de face du bâti de la figure 4a avec l'ensemble mobile en position fin de course gauche.

Tel qu'illustré sur le dessin de la figure la, un ensemble mobile 100 évolue suivant une direction horizontale (flèches A et B) sur un bâti 200 de machine-outil. A un de ses cotés, le susdit ensemble mobile 100 comporte un dispositif de protection télescopique P.

Ce dispositif de protection télescopique P comprend trois éléments de capotage 300, 400,500 formant une structure télescopique dont l'élément de capotage de plus petite dimension 300, dit premier élément de capotage, est fixé au bâti 200 de la machine- outil, l'élément de capotage de plus grande dimension 500 dit troisième élément de capotage est fixé à l'ensemble mobile en translation 100, et un élément de capotage intermédiaire 400, dit deuxième élément de capotage, coulisse sur la surface extérieure dudit premier élément de capotage 300 et sur la surface intérieure dudit troisième élément de capotage 500 de façon à former autour des organes de guidage et d'entraînement, une enceinte hermétique et extensible suivant la course de l'ensemble mobile 100.

Ce dispositif de protection P couvre les organes de guidage et d'entraînement de l'ensemble mobile quelle que soit sa position. Ainsi, le mouvement de l'ensemble mobile 100 fait passer le dispositif de protection P d'une position déployée comme illustrée sur le dessin de la figure lb où tous les éléments de capotage 300,400 et 500 sont l'un à la suite de l'autre, à une position rétractée où les éléments de capotage 300, 400, sont l'un à l'intérieur de l'autre.

Tel que représenté sur les dessins des figures 2a et 2b, ledit deuxième élément de capotage 400 est lié avec les deux autres 300 et 500 par une double liaison pignon/crémaillère de façon à ce que le mouvement en translation de l'ensemble mobile 100 auquel est fixé ledit troisième élément de capotage 500, provoque instantanément le mouvement dudit deuxième élément de capotage 400 assurant un déplacement contrôlé et

sans à-coups de la structure télescopique qui passe d'une position rétractée (figure 2a) où les différents éléments de capotage 300, 400 et 500 sont l'un sur l'autre à une position déployée (figure 2b) où les différents éléments de capotage 300,400 et 500 sont l'un à la suite de l'autre. Ainsi, tel que représenté sur la figure 3, ledit deuxième élément de capotage 400 est équipé de deux platines 410 et 420 qui, disposées symétriquement sur la paroi intérieure dudit deuxième élément de capotage 400 au niveau de son extrémité avant, comportent chacune un arbre 411 et 421 perpendiculaire à l'axe de translation sur lequel pivote un pignon 412 et 422. Ces deux pignons 412 et 422 coopèrent avec deux paires de crémaillères dont deux, 210 et 220, dites crémaillères fixes, sont solidaires du bâti 200 de la machine-outil et dont les deux autres, 510 et 520, dites crémaillères mobiles, sont solidaires dudit troisième élément de capotage 500. Cette liaison par engrenage permet une transmission de mouvement homocinétique contrôlée et sans à coups assurant un fonctionnement optimal de la structure télescopique. Pour permettre son maintien entre le premier élément de capotage 300 et le troisième élément de capotage 500, ledit deuxième élément de capotage 400 comporte deux points d'appui : -un, au niveau de son extrémité arrière puisque celle-ci est en appui sur la surface extérieure dudit premier élément de capotage fixe 300, -et, un autre au niveau des susdites platines 410 et 420 qui, par une solution technologique judicieuse, comportent chacune un arbre 413 et 423 situé perpendiculairement à l'axe 411 et 421 desdits pignons 412 et 422 et sur lequel pivote un galet 414 et 424 de roulement. Ces galets 414 et 424 s'appuient sur la partie supérieure desdites crémaillères fixes 210 et 220 qui sont disposées de telle façon que le pignon correspondant s'engrène avec la crémaillère et que le galet correspondant roule dessus durant la course totale dudit deuxième élément de capotage 400 comme illustrée sur les figures 2a et 2b. Cette caractéristique a pour avantage de permettre une position horizontale audit deuxième élément de capotage 400 et donc un contact permanent entre les différents éléments de capotage 300,400 et 500 du dispositif de protection, contact primordial pour garantir l'étanchéité de l'enceinte.

La liaison pignon/crémaillère entre le deuxième élément de capotage 400 sur lequel sont fixées les platines 410 et 420 et le troisième élément de capotage 500 sur lequel sont fixées les crémaillères mobiles 510 et 520, demande une configuration particulière audit troisième élément de capotage 500 du fait que les platines 410 et 420

sur lesquelles pivotent les pignons 412 et 422 se situent à l'interieur dudit deuxième élément de capotage 400 et que ledit troisième élément de capotage 500 est de plus grande dimension que ledit deuxième élément de capotage 400. A cet effet, ledit troisième élément de capotage 500 comporte deux tabliers : -un tablier inférieur 530, de dimensions inférieures aux dimensions d'espace défini par la paroi intérieure dudit premier élément de capotage 300 et équipé desdites deux crémaillères mobiles 510 et 520 venant s'engrener avec les dents des deux pignons 412 et 422 dudit deuxième élément de capotage 400, -et un tablier supérieur 540 venant recouvrir en position rétractée ledit deuxième élément de capotage 400.

Comme illustrée sur le dessin de la figure 3, la partie supérieure des éléments de capotage 300,400 et 500 est une plaque de métal façonnée par plusieurs pliages successifs de telle sorte qu'elle adopte une forme de toit à deux pentes de façon à ne pas garder sur sa surface des déchets d'usinage. Ces deux pentes sont prolongées de chaque côté par une paroi verticale laquelle est pliée vers l'intérieur de façon à présenter une surface horizontale. Cette forme de caissons ouverts vers le bas, facilite l'étanchéité de 1'ensemble aux projections métalliques notamment le retour vers l'intérieur.

L'étanchéité de l'enceinte formée par les trois éléments de capotage est en outre avantageusement achevée par la présence de joints racleurs 600 qui, représentés par des quadrilatères à diagonales, sont fixés sur la surface extérieure des éléments de capotage mobiles 400 et 500. Ces joints racleurs 600 permettent de dégager la surface extérieure de l'enceinte de tous les copeaux ou poussières résultant de l'usinage et présents sur les éléments de capotage et éventuellement attirés par l'aimantation due à l'utilisation possible de moteurs linéaires. Ainsi, les copeaux qui restent sur ledit deuxième élément de capotage 400, malgré sa forme pentue, sont poussés vers l'extérieur par le joint racleur 600 fixé sur le troisième élément de capotage 500, et les copeaux restés sur ledit premier élément de capotage 300 sont poussés vers l'extérieur par le joint racleur 600 fixé sur ledit deuxième élément de capotage 400. Des joints racleurs 600 sont aussi fixés sur la surface intérieure et extérieure horizontale du deuxième élément de capotage 400, car les deux surfaces intérieures horizontales du deuxième élément de capotage 400 viennent en contact par l'intermédiaire de joints racleurs 600 avec deux pièces supports 230 et 240 solidaires du bâti et sur lesquelles sont fixées les deux crémaillères fixes 210 et 220. En dehors du fait

qu'elles contribuent à l'étanchéité de 1'ensemble, ces pièces supports 230 et 240 assurent un guidage auxiliaire pour le mouvement en translation de l'ensemble de la protection télescopique P.

Un deuxième mode de réalisation de ce dispositif de protection est illustré sur les figures 4a, 4b et 4c dans lesquelles un ensemble mobile 100 évolue suivant une direction horizontale (flèches A et B) sur un bâti 200 de machine-outil. A ses cotés, le susdit ensemble mobile 100 comporte deux dispositifs de protection télescopique Pa et Pb disposés de part et d'autre de l'ensemble mobile en translation de la machine-outil d'usinage de façon à ce que lorsque les éléments de capotage 300a, 400a et 500a de la première structure télescopique Pa sont en position déployée (cf figure 4b) les éléments de capotage 300b, 400b et 500b de la deuxième structure télescopique Pb sont en position rétractée et que lorsque les éléments de capotage 300a, 400a et 500a de la première structure télescopique Pa sont en position rétractée (cf figure 4c) les éléments de capotage 300b, 400b et 500b de la deuxième structure télescopique Pb sont en positon déployée.

On comprend que les dispositifs de protection qui viennent d'tre ci-dessus décrits et représentés, I'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront tre apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges.

Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée.

100........................................ Organe mobile 200........................................ Bâti de la machine-outil 210, fixes 230, supports des crémaillères 210 et 220 300,300a, 300b Premiers éléments de capotage fixes 400,400a, 400b Deuxièmes éléments de capotage mobiles 410, 411, 421 Arbre de rotation des pignons 412 et 422 412, 422................. Pignons pivotant autour des arbres 411 et 421 413, 423................. Arbres de rotation des galets d'appui 414 et 424

414, d'appui pivotant autour des arbres 413 et 423 500, de capotage mobiles 510, 530................................ Tablier inférieur du troisième élément de capotage 540................................ Tablier supérieur du troisième élément de capotage 600....................................... Joints racleurs Flèches A, B........................ Mouvements de translation de l'ensemble mobile 100 P, Pa, Pb Structures télescopiques