Brevet FR2135298A1 — publié le 19721215

i. 2135298 La présente invention se rapporte à un ensemble commutateur. Plus particulièrement, la présente invention consiste en un ensemble commutateur destiné à fournir des signaux de commande 5 qui soient fonction d'un mouvement angulaire. Un tel ensemble est utilisé dans les machines-outils du type possédant un mécanisme destiné à entraîner un chariot ou une pièce à usiner, en fonction d'un signal d'entrée de commande, et à stopper le mouvement du chariot lorsque l'équipement atteint une position assignée à l'a-10 vance. Par exemple, dans le cas d'une machine-outil ou d'un tour, on désire souvent déplacer un chariot en fonction du mouvement d'un moteur d'entraînement, et arrêter ensuite le mouvement du chariot à une position exacte. Pour une longueur de course du chariot d'environ 4,60 m (180 pouces), la meilleure précision de mise en posi-15 tion généralement obtenue avec la plupart des équipements commercialisés est de l'ordre de 4 Cette précision est insuffisante pour les dispositifs d'entraînement qui nécessitent une très grande précision de mise en position. C'est, pour cela, un principal objet de la présente in-20 vention que de fournir un ensemble commutateur particulièrement utile en relation avec un tel dispositif d'entraînement, pour fournir des signaux de commande indicatifs du mouvement longitudinal, avec une précision beaucoup plus élevée que celle qu'il a été jusqu'à présent possible d'obtenir. 25 L'ensemble commutateur de la présente invention est uti le pour fournir des signaux de commande qui soient fonction du mouvement angulaire, afin d'indiquer la longueur du déplacement longitudinal qui en résulte, par exemple lorsqu'un moteur entraîne un chariot ou toute autre unité. L'ensemble commutateur comporte une 30 vis menante qui possède une première partie située de manière à recevoir le mouvement d'entraînement en rotation similaire à la rotation angulaire de l'arbre du moteur. La vis menante comporte une seconde partie qui est filetée extérieurement, et dont les filets sont interrompus afin de définir au moins une rainure longitudina-35 le. Il est prévu un écrou diviseur qui possède une partie alésée et filetée, dimensionnée de manière à venir se visser sur le filetage extérieur de la vis filetée. Un moyen est prévu pour éviter la rotation de l'écrou diviseur lorsque celui-ci se déplace longi-tudinalement sous l'effet de la rotation de la vis menante. Dans 40 un exemple préféré de réalisation, ce moyen consiste en ion ergot 72 15943 2. 2135298 s!étendant depuis 1*écrou diviseur et pénétrant dans une fente de guidage ménagée dans le corps du commutateur. Il est prévu un corps de came possédant au moins une partie de clavette intérieure pénétrant dans la rainure longitudinale de la vis menante. Le corps de 5 came comporte également un lobe extérieur. Il est également prévu un moyen d'effectuer le mouvement longitudinal du corps de came en fonction du déplacement longitudinal de 1'écrou diviseur. Dans un exemple de réalisation, ce moyen consiste en un palier et en deux ergots d'extrémité, un des ergots étant placé dans 1'écrou divi-10 seur et un autre dans le corps de came, de sorte que le mouvement longitudinal est transmis au corps de came pendant sa rotation. Plusieurs commutateurs sont prévus, leurs parties de commande s'é-tendant au voisinage de la trajectoire du lobe du corps de came. De cette manière, la commande sélective des commutateurs est obte-15 nue par le lobe de la came lorsque celui-ci se déplace le long de sa course. Des signaux de commande sont fournis pour réguler l'équipement associé lorsque la vis menante tourne en fonction du mouvement angulaire d'un arbre de moteur ou de tout autre signal de rotation. 20 La présente invention sera bien comprise par la descrip tion suivante faite en relation avec les dessins l'accompagnant, dans lesquels : La figure 1 est un diagramme de blocs décrivant l'utilisation de la présente invention dans un dispositif plus important ; 25 dans cette figure 1, les références suivantes signifient : 10 ensemble commutateur 11 moteur 15 relais 14 alimentation en énergie électrique 15 vers la charge mécanique 17 accouplement élastique 22 circuit de commande La figure 2 est une vue latérale partiellement en coupe et partiellement éclatée, représentant les détails de l'ensemble 35 commutateur de la présente invention. Dans ces figures, des références identiques indiquent les mêmes éléments.' La figure 1 décrit un agencement de commande de moteur dans lequel est utilisé l'ensemble commutateur 10 de la présente 40 invention. Comme il est représenté, un moteur 11 est alimenté en 72 15943 3. 2135298 énergie électrique par l'intermédiaire du conducteur 12, du relais 13 et du conducteur 14 d'amenée d'énergie électrique. Lorsqu'il est alimenté, le moteur 11 fournit de l'énergie mécanique à une charge (non représentée) par l'intermédiaire d'un arbre 15, et le 5 mouvement angulaire de l'arbre 15 est reporté sur le prolongement d'arbre 16, l'accouplement élastique 17 et l'arbre 18 jusqu'à l'ensemble commutateur 10. Bien sûr, les arbres 15 et 16 peuvent constituer la même pièce, soit une poulie, soit un agencement de roue dentée, soit tout autre dispositif qui peut être utilisé pour en-10 traîner l'arbre d'entrée 18 de l'ensemble commutateur en fonction de la rotation de l'arbre du moteur 15. L'ensemble commutateur 10 comporte plusieurs conducteurs de sortie 20, représentés réunis en un câble unique 21, afin de reporter les signaux de commande indicatifs de la position vers 15 une commande 22 qui comporte également un bouton 23 ou un autre-agencement destiné à prérégler un signal déterminé de position. En réponse à la coïncidence entre le signal déterminé de position reçu par l'intermédiaire du bouton 23, et le signal de position instantanée sur le câble 21, le circuit de commande 22 fournit un 20 signal de sortie sur le conducteur 24 afin d'exciter le relais 24 et d'interrompre l'alimentation du moteur 11. D'autres agencements du dispositif seront suggérés aux hommes du métier. La présente invention consiste principalement à construire un ensemble commutateur 10 pouvant recevoir -un signal mécanique d'entrée représen-25 tatif du mouvement angulaire sur l'arbre 18 et fournissant des signaux de sortie de commande sur les conducteurs 20 afin de fournir une indication précise du déplacement de l'arbre d'entrée. Comme on le voit sur la figure 2, l'ensemble commutateur 10 comporte un boîtier 25, en forme de cuvette et une plaque de 30 couvercle 26 fixée au boîtier 25 par deux vis de fixation 27. Seule une vis de fixation est visible sur la figure 2. Une vis menante 28 comporte une première partie 18 traversant un alésage de la plaque de couvercle 26, afin de recevoir le mouvement de rotation qui est fonction du mouvement angulaire de l'arbre du moteur 15. 35 La vis menante 28 comporte également une partie filetée 30 et au moins une rainure 31 d'entraînement de la came, qui s'étend le long du corps de la vis menante et qui interrompt les filets de vis. Dans un exemple préféré de réalisation, il est prévu quatre rainures à 900 tout autour de la vis menante. La partie d'extrémité droi-40 te de l'ensemble 28 de vis menante comporte une extrémité 50 de 72 15943 4. 2135298 diamètre réduit, logée dans un palier 51 qui, à son tour, est a-justé serré dans l'alésage percé à l'extrémité de l'enveloppe 25. Une rondelle 52 et un écrou 53 sont prévus pour fixer en position l'extrémité droite de l'ensemble de vis menante. L'autre extrémité 5 de l'ensemble de vis menante, à l'endroit où il pénètre dans la plaque de fermeture 26, est logée dans un autre palier 54. Un écrou diviseur 32 a sa partie d'alésage filetée pour venir se visser sur le filetage correspondant 30 de la vis menante, de telle sorte que normalement cet écrou diviseur tournerait 10 librement sur la vis menante. Cependant, un ergot diviseur 33 a line de ses extrémités fixée sur 1'écrou diviseur 32 comme représenté, et son autre extrémité qui vient se loger dans une fente de guidage 34 usinée dans la surface intérieure du boîtier 25. En conséquence, l'ergot 33 et la fente 34 coopèrent afin d'éviter la 15 rotation de 1'écrou diviseur ; lors de la rotation de l'ensemble de vis menante 28, 1'écrou diviseur 32 se déplace longitudinalement. Un corps de came 35 est prévu avec au moins un lobe extérieur 36. Le corps de came est généralement en forme de C (en coupe) comme représenté, et comporte au moins une clavette ou can-20 nelure 37 de dimension telle qu'elle vient s'ajuster dans la fente ou rainure longitudinale 31 de l'ensemble de vis menante 28. Dans un exemple préféré de réalisation, quatre cannelures ont été prévues, chaque cannelure s'ajustant dans chacune des quatre rainures 31. De manière correspondante, le corps de came 35 tourne du fait 25 du mouvement angulaire de l'ensemble de vis menante. Un palier 38 est disposé entre le corps de came 35 et l'écrou diviseur 32. La surface intérieure du palier 38 prend appui contre une partie d'épaulement de 1'écrou 32, et est maintenue en place par un circlips 40. La bague extérieure du palier 38 30 prend, de la même manière, appui contre une partie de contre-alésage du corps de came 35* et est maintenue par un circlips 4l. Dans cet agencement, le palier 38 coopère avec les circlips 40, 4l, a-fin de provoquer le déplacement du corps de came 35 en fonction du déplacement longitudinal de l'écrou diviseur 32. 35 Dans la description précédente, il apparaît que, lorsque la première partie 18 de la vis menante 28 tourne, le corps de came 35 à. la fois tourne et se déplace longitudinalement. Le lobe de la came 35 décrit ainsi une trajectoire en spirale afin de venir successivement en contact avec les parties de commande 42 de cha-40 que bloc de commutateur 43 lorsque le lobe passe à son voisinage. 72 15943 5. 2135298 Le signal de commande qui indique la position de l'arbre est fourni par le déplacement de l'organe de commande du commutateur. Si on le désire, ce signal mécanique peut être utilisé par exemple comme signal de commande pour une soupape à fluide. Dans l'exemple 5 représenté de réalisation, le commutateur 43 est du type qui produit un signal électrique entre deux contacts 44 et 45 auxquels peuvent être connectés les conducteurs généralement représentés par les conducteurs 20 de la figure 1. Il est prévu deux plaques de montage 46, dont une est visible sur la figure 2. Chaque plaque 10 46de montage de commutateur est fixée par des vis (non représentées) à l'intérieur du boîtier 25. Une vis de montage 47 et un ressort 48 sont prévus de sorte que la position de chaque commutateur peut être ajustée de manière simple et rapide. Ainsi, par la rotation de la vis menante, les organes de commande 42 des commutateurs 15 4^ sont déplacés successivement afin de fournir l'indication précise de la rotation de l'arbre du moteur. En fournissant l'association d'une vis menante, d'un é-crou diviseur non rotatif et d'un corps de came qui se déplace à la fois longitudinalement et en rotation, l'ensemble commutateur 20 signale la position du chariot avec une très grande précision. Lorsque l'on a employé les commutateurs rotatifs à un seul tour en association avec les entraînements classiques des agencements de la technique antérieure, on a pu obtenir une précision de l'ordre de 4 $ du signal représentant la position du chariot. Avec l'agen-A5 cernent de commutateur de la présente invention, on a pu obtenir des précisions de l'ordre de 0,1 L'ensemble commutateur de la présente invention ne possède que peu de pièces et est facilement assemblé et installé. La came de division peut fournir un signal à la fois dans 30 les deux sens de rotation. La came doit avoir des angles de pente égaux d'attaque et de fuite, avec un angle de approximativement 3,6° de rotation de la came pour actionner le commutateur, ceci pour obtenir une précision de 0,1 % sur 3.600° de rotation totale de l'arbre d'entrée. 35 L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indi quées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire 40 susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 72 15943 6. 2135298 REVENDICATIONS 1 - Ensemble commutateur destiné à fournir des signaux de commande fonction d'un mouvement angulaire, caractérisé en ce qu'il comporte : 5 une vis menante possédant une première partie placée de manière à recevoir un entraînement en rotation, et une seconde partie qui est à la fois filetée et qui possède plusieurs rainures longitudinales ; un écrou diviseur possédant une partie d'alésage fileté, 10 dimensionné de manière à venir se visser sur le filetage extérieur de la vis menante ; un moyen destiné à empêcher la rotation de l'écrou diviseur lorsque celui-ci se déplace longitudinalement sous l'effet de la rotation de la vis menante ; 15 un corps de came comportant plusieurs clavettes ou canne lures intérieures, venant se loger à l'intérieur des rainures longitudinales respectives de la vis menante, et possédant au moins ion lobe extérieur-; un moyen destiné à effectuer le mouvement longitudinal 20 du corps de came en fonction du déplacement longitudinal de l'écrou diviseur simultanément au déplacement angulaire du corps de came, lorsque la vis menante tourne ; et plusieurs commutateurs placés au voisinage de la trajectoire du lobe du corps de came, destinés à être actionnés sélecti-25 veinent par le lobe, et à fournir des signaux de commande lorsque la vis menante tourne. 2 - Ensemble commutateur selon la revendication 1, caractérisé de. plus en ce que le moyen d'empêcher la rotation de l'écrou diviseur comporte line fente de guidage dans l'ensemble commuta- 30 teur et un ergot diviseur ayant une extrémité logée dans 1'écrou diviseur et l'autre extrémité traversant la fente de guidage, évitant ainsi la rotation de cet écrou diviseur lorsque celui-ci est entraîné par la rotation de la vis menante. 3 - Ensemble commutateur selon l'une quelconque des re-35 vendications 1 ou 2, caractérisé de plus en ce que le moyen destiné à effectuer le déplacement longitudinal du corps de came possède un palier placé entre le corps de came et l'écrou diviseur, et deux circlips afin de contribuer à transmettre le mouvement longitudinal de 1'écrou diviseur au corps de came.