Brevet FR2196900A1 — publié le 19740322

La présente invention concerne un dispositif pour l'immobilisation en position précise de presses, en particulier de machines à poinçonner les rainures utilisées pour la fabrication de tôles rainurées pour des empilages de tôles de machines électriques, presses dont le plateau de fixation pour les flans à poinçonner effectue, à la cadence de la course du coulisseau, des pas de rotation d'un angle correspondant au pas des encoches et où il est prévu, pour produire le mouvement de rotation pas à pas du plateau de fixation, un mécanisme de division entraîné par le vilebrequin de la machine à poinçonner les rainures, accouplé à un moteur d'entraînement. Dans de semblables machines à poinçonner les rainures, l'entraînement du coulisseau de la presse ainsi que celui du plateau de fixation pour les flans s'effectue par le vilebrequin qui est monté le plus souvent dans la partie inférieure de la machine à poinçonner les rainures. Dans ces conditions, pour l'entraînement du plateau de fixation, le mouvement de rotation continue du vilebrequin est converti par un mécanisme de division interposé en un mouvement de rotation pas à pas du plateau de fixation. Chaque tour de vilebrequin provoque un pas de rotation du plateau de fixation d'un angle de rotation qui correspond au pas des encoches dans les flans à poinçonner. La grandeur de l'angle de rotation peut être modifiée au moyen d' un engrenage à changement de vitesse monté à la suite du mécanisme de division. Le pas de rotation du plateau de fixation, produit par le mécanisme de division, débute peu après que l'outil de poin çonnage fixé au coulisseau est sorti du flan poinçonné pendant la course de retour. La fin du pas de rotation résulte d'une part de la nécessité d'immobiliser le coulisseau à une distance suffisante du flan qui se trouve sur le plateau de fixation pour éviter les difficultés à la mise en place et à l'extraction des flans et, d'autre part, de la nécessité que le pas de rotation du plateau de rotation soit déjà achevé au moment où le coulisseau est arrêté afin que les écarts importants qui apparaissent par rapport au point d'arrêt requis du vilebrequin n'exercent, par suite d'inégalités du freinage, aucune influence sur la position du toc d'entraînement du plateau de fixation qui s'engage dans un repère du flan. Cette dernière exigence doit être satisfaite, car les flans non rainurés doivent être amenés sur le plateau de fixation dans une position exactement déter:ninée, de sorte que le toc d'entraînement puisse s'engager impeccablement dans le repère correspondant du flan. Dès que le pas de rotation est achevé, le plateau de fixation est arrêté dans le sens de rotation par le dispositif de division, et cela jusqu'ce que l'outil sorte du flan et qu' un nouveau pas de rotation du plateau de fixation commence. Par rapport à la position du vilebrequin, cela signifie que le mouvement de rotation du plateau de fixation débute à 600 environ après le point mort bas et se termine à 600 environ après le point mort haut. Le mouvement rotatif d'avance du plateau de fixation avec le flan s'effectue donc sur une distance angulaire de 1800 par rapport au vilebrequin. L'immobilisation du vilebrequin se produit dans la plage de 600 à 800 après le point mort haut. Dans ces conditions, on était assuré que l'ar rêt de la machine à poinçonner les rainures ne se produisait qu'à un instant auquel l'avance du flan était effectuée. Après chaque finition d'un flan, le vilebrequin et, par suite, le coulisseau de la presse et le plateau de fixation sont immobilisés pour rendre possibles l'extraction du flan rainuré et l'introduction d'un flan non rainuré. L'inconvénient de ce mode de réalisation consiste en ce qu'on ne dispose, pour un pas de rotation du plateau de fixation, que d'un angle de rotation du vilebrequin de 1800 et qu'en conséquence, des efforts d'accélération énormes se produisent dans le mécanisme de division lorsque le nombre de courses par unité de temps est élevé. En outre, il peut arriver qu'en cas d'usure du frein, le coulisseau ne s'arrête que tardivement, empêchant une introduction et une extraction impeccables des flans. Pour éliminer ces inconvénients, on a déjà proposé des dispositifs pour l'immobilisation du vilebrequin d'une machine à poinçonner les rainures (brevets allemands n0 1 552 595 et 1 627 269). Ces deux modèles ont en commun que les arbres diviseurs des plateaux de fixation pour les flans, immobilisés dans une position qui s'écarte'de la position d'arrêt requise, subissent une rotation qui annule 11 écart au moyen de butées qui correspondent à des contre-surfaces de forme appropriée de la broche à diviser. Toutefois, ces deux formes de réalisation ont pour inconvénient qu'elles entraînent des frais de fabrication re nativement élevés et que leurs pièces sont soumises à une usure importante. En outre, dans le cas du Brevet n0 1 627 269, il peut toujours arriver que la production doive être interrompue en raison d'un frein qui exige un rattrapage de jeu.Dans la forme de réalisation d'après le brevet n0 1 552 595, une rotation du vilebrequin est même impossible lorsque l'écart entre le point d'arrêt et la position requise dépasse une certaine mesure Dans une autre forme de réalisation connue (brevet de l'Âllemagne de l'Est n0 42 644), l'immobilisation du vilebrequin s'effectue, après l'achèvement des courses de travail nécessaires, au moyen de deux émetteurs d'impulsions qui tournent en synchronisme avec le vilebrequin.Lais linconvénient est que les disques doivent être réglés à chaque modification du nombre de courses pour tenir compte du trajet modifié de rotation par inertie du vilebrequin.En outre, il n'y aucune possibilité de corriger ultérieurement les faibles écarts, dus à des inégalités des processus de freinage, entre la position d'arrêt du vilebrequin et la position d'arrêt requise, ce qui est une condition préalable rigoureuse pour la mise en place impeccable des flans à poinçonner sur le plateau de fixation. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif pour l'immobilisation en position précise du plateau de fixation pour les flans dans des machines à poinçonner les encoches, dispositif avec lequel il soit possible d'annuler de la manière la ~lus simple et sans utilisation d'éléments soumis à l'usure des écarts de n'importe quelle grandeur entre la position d'arrêt du plateau de fixation et une position requise. Ce but est atteint par le fait qu'il est prévu, en tant que moteur d'entraînement pour la machine à poinçonner les rainures, un moteur à rotor en disque à courant continu en soi connu et par le fait qu'à l'arrêt du vilebrequin, le moteur à rotor en disque peut être actionné dans un sens de rotation qui annule un éventuel écart angulaire, en fonction de la position du vilebrequin par rapport à une position angulaire prédéterminée. Une forme de réalisation de l'invention est caractérisée par deux émetteurs d'impulsions sans ccntact, disposés à distance l'un de l'autre à portée d'action de latrajectoire d'une cane qui tourne en synchronisme avec le vilebrequin et par un autre émetteur sans contact qui est disposé à portée d' action de la trajectoire d'une came qui tourne en synchronisme avec le plateau de fixation. Dans ces conditions, il est avantageux selon l'invention que l'angle délimité par les émetteurs soit au moins égal par rapport à l'axe de rotation du disque à came, à l'angle duquel le point d'arrêt au vilebrequin peut s'écarter de la position requise lors de l'immobilisation au point mort haut. Par ailleurs, il est proposé par l'invention que la plage de commande formée par la came s'étende suffisamment, dans la direction circonférentielle du disque à came, pour que les deux émetteurs ne soit affaiblis qu'en cas de position correcte du vilebrequin immobilisé, et que les émetteurs soient combinés l'un à l'autre au moyen d'un circuit logique qui comporte trois contacteurs électromagnétiques parmi lesquels l'un commande la poursuite du déroulement des opérations de la machine à poinçonner les rainures et chacun des deux autres donne lieu à un sens de rotation du moteur à rotor en disque. Àfin que le point d'arrêt du vilebrequin puisse être maintenu aussi précisément que possible, même en cas de modification du nombre de courses, il est proposé, selon une autre caractéristique de l'invention, de prévoir pour le réglage du nombre de courses du coulisseau, un potentiomètre qui est accouplé mecaniquement à un autre potentiomètre qui est raccordé au relais de temporisation. Un autre avantage important de l'invention consiste en ce que le moteur à rotor en disque est accouplé directement au vilebrequin Les avantages que permet d'atteindre l'invention consistent en ce que l'étendue d'avance pour un pas de rotation du plateau de fixation peut couvrir une plus grande partie du tour du vilebrequin. Par l'augmentation du temps disponible pour un pas de rotation, les forces importantes d'accélération en cas de nombre élevé de courses de la machine à poinçonner les rainures peuvent être considérablement réduites.En outre, le nombre de courses du coulisseau peut être réglé rapidement et précisément de façon continue entre une valeur minimale et une valeur maximale, au moyen du moteur à rotor en disque à courant continu, l'accouplement mécanique du potentiomètre servant au réglage du nombre de courses avec un autre potentiomètre assurant le maintien aussi précis que possible du point d'arrêt du vilebrequin. Ce moteur possède une masse en rotation aussi petite que possible et il présente un comportem#tconstant au démarrage et à l'arrêt, si bien qu'il ne peut guère se produire de grands écarts du vilebrequin par rapport à la position d'arrêt requise et, en conséquence, on peut se passer du frein particulier utilisé jusqu'ici et de l'embrayage. De plus, il est désormais possible de placer le point d'arrêt du vilebrequin au point mort haut du mouvement du coulisseau, d'où il résulte que la place nécessaire pour le transport des flans entre coulisseau et plateau de fixation est augmentée additionnellement. Par ailleurs, il est possible d'effectuer le positionnement de la machine à poinçonner les rainures en marche d'approche. L'invention est ci-après expliquée de façon plus détaillée en référence aux dessins annexés qui représentent un quelconque exemple de réalisation La figure 1 représente une machine automatique à poin çonner les rainures. La figure 2 est une vue en élévation latérale avec coupe partielle de la machine à poinçonner les rainures La figure 3 illustre le déroulement des périodes de poinçonnage et de pas de rotation par rapport à un tour du vilebrequin. Lafigure 4 montre la position du disque à came en cas d'immobilisation correcte du vilebrequin. La figure 5 montre la position du disque à came en cas de freinage insuffisant du vilebrequin. La figure 6 montre la position du disque à came en cas de freinage excessif du vilebrequin. La figure 7 représente différentes fonctions sur la machine à poinçonner les rainures équipée selon l'invention, au cours de la finition d'un flan. La figure 8 est le schéma de montage électrique du dispositif selon l'invention. Dans la machine à poinçonner les encoches représentée sur les figures 1 et 2, I designe un dispositif transporteur qui comporte des bras de support la pour les flans 2. Le numéro 3 désigne le plateau de fixation sur lequel les flans 2 sont posés par le dispositif transporteur 1. La broche 4 du plateau de fixation 3 est en rapport avec le vilebrequin 7 par l'intermédiaire d'un harnais d'engrenage à changement de vitesse 5 et d'un mécanisme diviseur 6. la roue de changement de vitesse Sa qui tourne en synchronisme avec la broche 4, porte sur sa face inférieure une came 5b à portée d'action de laquelle est disposé un émetteur sans contact 8.Un autre disque à came 11, qui tourne en synchronisme avec le vilebrequin 7, porte une came lia qui s'étend- sur 900 environ dans cet exemple de réalisation et à portée d'action de laquelle sont disposés deux émetteurs 9 et 10, également décalés de 900. La longueur de la came lia dans la direction circonférentielle du disque à came Il est choisie de sorte qu'en cas de position correcte du disque à came 11, les deux émetteurs 9 et 10 soient affaiblis. L'éten- due de la came lia dans la direction circonférentielle du disque à came 11 est une question de choix. il est simplement nécessaire de régler en conséquence la distance angulaire entre les émetteurs 9 et 10. L'entraînement du coulisseau 12 de la machine à poin çonner les rainures s'effectue, par l'intermédiaire d'une tringlerie 14 avec levier oscillant 15 sur la biellel6, à partir du vilebrequin 7 qui est accouplé directement à un moteur à rotor en disque à courant continu 13. Le mode de fonctionnement du dispositif de l'invention sera décrit ci-après au cours de l'opération de formation des rainures. Au début de la suite des opérations, le coulisseau 12 est immobilisé à son point mort haut. Dans ces conditions, le plateau de fixation 3 avec le toc d'entraînement (non représenté) pour le flan 2 se trouve dans une position prédéterminée avec précision, de sorte que le flan 2 qui vient d'être rainuré puisse être saisi par les bras de support la du dispositif transporteur 1, entraîné vers le poste suivant (non représenté pour simplifier) pour y être déposé. En même temps, un autre bras de support du dispositif#transporteur 1 entraîne un flan 2 non encore rainuré à partir d'un poste d'alignement (non repré senté non plus) au-dessus du plateau de fixation 3 et il le dépose sur celui-ci.Dans le poste d'alignement, le flan 2 a été orienté, au moyen d'un repère -par exemple un trou qui y est poinçonné - de sorte que le repère prenne toujours la même position par rapport au plateau de fixation 3 au moment où le flan 2 est posé. Dans ces conditions, la position d'arrêt du plateau de fixation 3 est choisie de sorte que son toc d'entraînement coïncide exactement avec le repère dans le flan 2 et puisse s'engager dans celui-ci. après que le flan a été fixé sur le plateau 3, le moteur à rotor en disque à courant continu 13 reçoit un signal de démarrage. Le processus de démarrage qui s'effectue alors ainsi que le processus de freinage sont soumis à l'influence d'une limitation du courant du moteur. Etant donné que le plateau de fixation 3 et le coulisseau 12 de la machine à poinçonner les rainures sont en rapport mécanique avec le vilebrequin 7, chaque tour du vilebrequin 7 provoque une course du coulisseau 12 et un pas de rotation du plateau de fixation 3 d'un angle qui correspond au pas des encoches du flan 2 à rainurer. La grandeur du pas de rotation a été préalablement réglée au moyen du harnais d'engrenage à changement de vitesse 5. Comme on peut le voir sur la figure 3, un pas de rotation débute peu après que l'outil fixé au coulisseau 12 est sorti de la rainure poinçonnée' dans le flan 2. Lais grâce à l'im mobilisation en position précise du plateau de fixation 3, rendue possible par le dispositif de l'invention, la durée d'un pas de rotation du plateau de fixation 3 peut être désormais prolongée jusqu a un instant qui se situe peu avant que l'ou- til arrive sur le flan 2. La grandeur du pas de rotation qui en résulte atteint 2700 environ. Le début du pas de rotation est déterminé par la position A du vilebrequin 7 et la fin du pas de rotation par la position B.La plage angulaire B - Â du vilebrequin 7, dans laquelle le plateau de fixation 3 est immobilisé, s'élève donc encore à 900 et suffit pour rendre possible un poinçonnage impeccable des rainures dans le flan 2. Dans l'exemple de réalisation qui sera décrit ici, le moteur à rotor en disque 13 est mis en marche au moment où le coulisseau 12 se trouve au point mort haut et où le pas de ro station à effectuer précisément est à moitié achevé. Il en réte que l'immobilisation du vilebrequin 7 à la suite de la fixa tion d'un flan 2 doit s'effectuer à proximité aussi immédiate que possible du point d'arrêt requis, sinon le toc d'entraînement du plateau de fixation 5 ne coïncide pas avec le repère dans le flan 2, d'où il résulte qu'un rainurage impeccable du flan 2 n'est pas possible. Après que toutes les rainures ont été poinçonnées dans le flan 2 qui se trouve sur le plateau de fixation 5 en rotation pas à pas, le plateau de fixation j a tourné de 5000, abstraction faite du dernier demi-pas de rotation. L'outil sort de la dernière rainure poinçonnée et le vilebrequin 7.doit alors être immobilisé de nouveau pour permettre l'extraction du flan 2 fini et l'introduction d'un nouveau flan 2. C'est l'émetteur sans contact 8 qui délivre le signal d'arrêt nécessaire pour le moteur à rotor en disque 13, et cela au moment où il est affaibli par la came Sb qui est prévue sur la roue de changement de vitesse Sa et qui tourne en synchronisme avec le plateau de fixation 3. Etant donné que l'angle de freinage du moteur à rotor en disque 13 dépend du nombre de courses réglé, mais que le vilebrequin 7 doit être immobilisé aussi précisément que possible dans la position d'arrêt requise quel que soit le nombre de courses par unité de temps, la came 5b est disposée de manière à délivrer le signal d'arrêt assez précocement pour qu'une immobilisation du vilebrequin 7 soit possible dans la position requise, même au nombre de courses maximal.Afin qu'en cas de nombre de courses plus faibles, le vilebrequin ne soit pas immobilisé à un moment trop précoce, ce qui se traduirait de toute façon par une certaine perte de temps lors de la correction ci-après décrite de sa position d'arrêt, il est accouplé, au potentiomètre 18 servant au réglage du nombre de courses de la machine à poinçonner les rainures, un autre potentiomètre 19 qui provoque à l'instant correct la transmission, au contacteur électromagnétique 21, du signal présent au niveau du relais de temporisation 20. malgré la présence du signal de coupure délivré par l'émetteur 8 pour le moteur à rotor en disque Ij, celui-ci n'estmis hors circuit que lorsque son couple de freinage suffit pour immobiliser le vilebrequin 7 dans la position d'arrêt requise. Aussitôt après que le vilebrequin 7 a été immobilisé, un contrôle est effectué par les émetteurs sans contact 9 et 10 pour vérifier si la position d'arrêt requise du vilebrequin 7 a été exactement respectée. il en est ainsi quand, comme le montre la figure 4, les deux émetteurs 9 et 10 sont affaiblis par la came lia. Le flan 2 est alors saisi par les bras de support la du dispositif transporteur 1 et transféré en dehors de la machine, selon ce qui a déjà été indiqué. Par contre, lorsque la position d'arrêt du vilebrequin 7 s'écarte pour une raison quelconque de la position d'arrêt requise, il se produit immédiatement après l'immobilisation du vilebrequin 7, une opération de correction dans laquelle le moteur à rotor en disque 13 est mis en marche d'approche à un nombre de tours réduit et le sens de rotation est alors fixé de façon à annuler l'écart. Le réglage de la vitesse de rotation du moteur à rotor en disque 1n mis en marche d'approche est effectué au moyen des potentiomètres 24 et 25. Etant donné qu'un écart de la position d'arrêt du vilebrequin 7 résulte dans le cas particulier soit d'un freinage insuffisant, soit d'un freinage excessif des parties mobilesde la machine, il faut donc déterminer tout d'abord le sens de l'écart pour pouvoir commander le moteur à rotor en disque 13 dans le sens de rotation nécessaire pour obtenir l'effet voulu. Ce sont les émetteurs sans contact 9 et 10 qui remplissent cette fonction. Sur la figure 5 est représentée la position de la came lia et, par suite, du vilebrequin 7 par rapport à ces deux émetteurs sans contact 9 et 10 en cas de freinage insuffisant. Comme on peut le voir, en supposant que le vilebrequin 7 tourne dans le sens de la flèche 17, l'émetteur 9 n'est pas affaibli. Par contre, la figure 6 représente la position de la came lia en cas de freinage excessif du vilebrequin 7. Dans ce cas, la came 11a ne se trouve pas encore en position d'influence sur l'émetteur 10. Par conséquent, celui-ci n'est pas encore affaibli. On peut voir d'après les figures 5 et 6 que les émetteurs 9 et 10 présentent un état de commutation déterminé selon le sens de l'écart du vilebrequin 7 par rapport à la position d'arrêt requise. Cet état de commutation est traité dans le dispositif de commande de la figure 8, se composant dans cet exemple de réalisation de portes ET combinées logiquement, et il provoque, en cas de freinage excessif et au moyen du contacteur électromagnétique 2k, une correction dans le sens de rotation normal du moteur à rotor en disque 13 (correction positive) et, en cas de freinage insuffisant et au moyen du contacteur électromagnétique Sv, une correction dans le sens opposé (correction négative). Pour la commande du moteur à rotor en disque 13, des contacts 21a, 22a et 23a des contacteurs électromagnétiques 21, 22 et 23 sont montés à des endroits appropriés du circuit. Au moment où l'écart est supprimé, les deux émetteurs 9 et 10 sont affaiblis l'un et l'autre, ce qui provoque un arrêt de la marche d'approche du moteur à rotor en disque 13. L'erreur maximale résiduelle du point d'arrêt, qu'il est possible d'atteindre dans cette opération de freinage par rapport à la position d'arrêt requise, s'élève à + 0,50. Au cas où l'écart qui apparaît avant la correction est assez grand pour qu'aucun des deux émetteurs 9 et 10 ne soit affaibli par la came lita, la correction s'effectue, immédiatement après l'arrêt du moteur à rotor en disque 13, dans le sens de rotation normal de celui-ci, indiqué par la flèche 17, jusqu a ce que les deux émetteurs 9 et 10 soient affaiblis. On a porté sur la figure 7 les fonctions les plus importantes sur la machine à poinçonner les rainures selon l'invention pendant la fabrication d'un flan 2. Par le circuit représenté sur la figure 8 on est assuré en outre que la machine à poinçonner les rainures ne peut pas être mise en marche et que le dispositif transporteur ne peut déposer aucun nouveau flan 2 sur le plateau de fixation 3 tant que les deux émetteurs 9 et 10 ne sont pas affaiblis. -: - RWEI#ICliTION# - . - 1 - Dispositif pour l'immobilisation en position précise de presses, en particulier de machines à poinçonner les rainures et servant à la confection de tôles rainurées pour des empilages de tôles de machines électriques, presses dont le plateau de fixation pour les flans à poinçonner effectue, à la cadence de la course du coulisseau, des pas de rotation d'un angle correspondant au pas des encoches et où il est prévu, pour produire le mouvement de rotation pas à pas du plateau de fixation, un mécanisme de division entraîné par le vilebrequin de la machine à poinçonner les rainures, accouplé à un moteur d'entraînement, caractérisé en ce qu'il est prévu, en tant que moteur d'entraînement pour la machine à poinçonner les rainures, un moteur à rotor en disque à courant continu (13) en soi connu, et en ce qu'à l'arrêt du vilebrequin (7), le moteur à rotor en disque (13) peut être actionné dans un sens de rotation qui annule un éventuel écart angulaire, en fonction de la position du vilebrequin par rapport à une position angulaire prédéterminée. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par deux émetteurs d'impulsions (9, 10) sans contact, disposés à distance l'un de l'autre à portée d'action d'une came (lIa qui tourne en synchronisme avec le vilebrequin (7) et par un autre émetteur sans contact (8) qui est disposé à portée d'action d'une came (Sa) qui tourne en synchronisme avec le plateau de fixation (3). 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle délimité par les émetteurs (9,10) est au moins égal, par rapporta l'axe de rotation du disque à came (lia), à l'angle duquel le point d'arrêt du vilebrequin (7) peut s'écarter de la position requise lors de son immobilisation au point mort haut. 4 - dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plage de commande formée par la came (lia) s'étend suffisamment, dans la direction circonférentielle du disque à came (lia) pour que les deux émetteurs (9, 10) ne soient affaiblis l'un et l'autre qu'en cas de position correcte du vilebrequin (7) immobilisé. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les émetteurs (8, 9, 10) sont combinés entre eux au moyen d'un circuit logique. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit logique comporte trois contacteurs électromagnétiques (21, 22, 23) parmi lesquels l'un (21) comman- de la poursuite du déroulement des opérations de la machine à poinçonner les rainures et chacun des deux autres (22, 23) donne lieu à un sens de rotation du moteur à rotor en disque (13). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu, pour le réglage du nombre de courses du coulisseau (12) un potentiomètre (18) qui est accouplé mécaniquement à un autre potentiomètre (19) qui est raccoraé au relais de temporisation (0). 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à rotor en disque (13) est accouplé directement au vilebrequin (7).