Brevet FR2185561A1 — publié le 19740104

La présente invention concerne un appareil de manutention perfectionné à courses amplifiées, destiné à la manipulation de pièces et d'équipements de production. Un exemple d'application de l'invention est un appareil de manutention qui présente des pièces sur lesquelles est exécuté un poinçonnage ou une opération analogue et qui les enlève à la suite de cette opération. Cette manipulation implique un serrage d'une plaque de métal en feuille ou autre, et son avance rapide dans une presse à poinçonner, puis le retrait de la feuille poinçonnée, son dégagement et son dépôt sur une pile, au cours d'un seul cycle de fonctionnement.Cependant, il apparattra dans la description qui va suivre que les principes de la présente invention ne se limitent en aucune façon à une telle application spéciale, L'appareil de manutention selon l'invention est en principe un dispositif qui exécute des courses de sens contraires de n'importe quelle longueur voulue et dont le fonctionnement est rapide, précis, régulier et ne subit pratiquement aucun choc. On connaît des appareils de manutention qui effectuent des courses de -sens contraires et dont l'un, en particulier, comporte un mécanisme d'entraînement par chaînes et pignons, des jeux de chaînes menantes et menées passent autour de pignons de diamètres, différents. Ce mécanisme connu dtentrainement est relativement compliqué et nécessite un carter de support de grandes dimensions. Les pignons des chaînes de ce mécanisme nécessitent de nombreux dispositifs d'amortissement et de support flottant afin de réduire les efforts dus aux chocs, en particulier au moment du changement de sens de marche du mécanisse. Cet ensemble nécessite également des dispositifs d'amortissement nombreux du mécanisme d'entraînement par pignons et chaînes, pour la même raison. La complication et le prix élevé de production d'un tel mécanisme d'entraînement à chaînes et pignons a empêché qu'il soit appliqué universellement. La présente invention concerne un mécanisme d'entraîne- ment perfectionné, considérablement simplifié, dont les courses de sens contraires sont amplifiées et qui commande le chariot d'un appareil de manipulation d'un objet. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels les figures I et 1A sont une vue en plan de l'appareil de manutention perfectionné selon l'invention les figures 2 et 2A sont une élévation de l'appareil de la figure 1 la figure 3 est une vue de l'extrémité de droite de l'appareil de la figure 1 la figure 4 est une coupe partielle, à grande échelle, du mécanisme d'entraînement à pignons et crémaillères et du support coulissant du chariot, suivant la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 représente schématiquement le mode de fonctionnement de l'appareil selon l'invention, ne comportant qu'une seule paire de pignons la figure 6 représente schématiquement le mode de fonctionnement d'un appareil à double paire de pignons ; et la figure 7 représente schématiquement le mode de fonctionnement d'un appareil à triple paire de pignons. Comme on le voit sur les dessins, l'appareil de manutention 10 selon l'invention comprend un ensemble à chariot mobile longitudinalement, indiqué en 12, qui est supporté pendant son mouvement par un châssis suspendu en l'air, indiqué en 14. Le châssis 14 est fixe dans le sens longitudinal du chariot 12 et il est supporté par un collier de serrage 16 sur un rail transversal 18, ou un élément analogue, qui lui permet un déplacement transversal le long du rail, en vue de son alignement. Un élément de montage 20 suspendu au chariot 12 est destiné à supporter une tête de manutention appropriée (non représentée) d'un type classique qui, par exemple, peut être destinée à saisir un objet à manipuler, à le présenter à une presse de poinçonnage ou à une machine analogue et à le retirer après l'opération effectuée par la machine, au cours de cycles de travail répétés. Cependant, la présente invention ne concerne pas particulièrement une telle opération et il convient, en conséquence, de considérer que le chariot 12 représente n'importe quelle sorte d'ensemble de travail qui doit etre déplacé d'un mouvement alternatif pendant un cycle de fonctionnement synchronisé dtune façon appropriée, à une vitesse relativement élevée, mais régulièrement et sans choc exagéré lorsque son sens de mouvement est inversé. le châssis longitudinal fixe 14 comprend une plaque de dessus 22 sur les deux côtés longitudinaux de laquelle sont suspendues des plaques latérales 24 et 26. Des plaques d'extrémité 28 et 30 disposées aux deux extrémités du châssis 14 délimitent un caisson sensiblement rectangulaire. les glissières longitudinales 32 et 34, opposées, sqnt fixées aux extrémités inférieures des plaques latérales 24 et 26 du ch#ssis#l4. Elles sont orientées vers l'extérieur de celles-ci et chacune d'elles comporte une surface de support inclinée 35. les dispositifs de support anti-friction 36, inclinés de la même manière que les surfaces de portée 35 des glissières longitudinales opposées 32 et 34 du châssis, sont destinés à être appliqués contre celles-ci. Les supports antifriction 36 sont rotatifs dans des consoles 38 fixées le long des côtés opposés de la plaque inférieure 40 du chariot 12. Un autre groupe de dispositifs de support anti-friction, tels que des galets 42, est rotatif de la même manière, à l'intérieur de la console opposée 38 du chariot 12 et roule sur les surfaces inférieures des glissières opposées 32 et 34 du ch s- sis 14, de manière que le chariot 12 soit en contact avec les glissières 32 et 34 et soit supporté par celle-ci, à l'aide d'un dispositif équilibré absorbant les chocs. La plaque inférieure 40 du chariot 12 est disposée endessous du châssis 14, dans le sens longitudinal de ce dernier. Ells porte deux crémaillères 44 et 46 orientées vers l'exté- rieur et disposées sur toute la longueur de la plaque 40. De même, le châssis fixe 14 porte deux crémaillères longitudinales 48 et 50, disposées de manière à être tournées en sens inverse, directement au-dessus des crémaillères 44 et 46 du chariot 12. Les crémaillères 48 et 50 du châssis fixe 14 sont fixées sur le dessous de la plaque de dessus 22 de ce dernier. Il convient de noter, sur les dessins, que les crémaillères de dessus 48 et 50 du châssis 14 sont beaucoup plus longues que les crémaillères 44 et 46 du chariot 12 et sont disposées à peu près au centre, entre les extrémités du châssis 14. Les crémaillères opposées 44 et 48 sont destinées à être reliées et à être entraînées par deux pignons 52 et 54 espacés longitudinalement. De mêmesles crémaillères opposées 46 et 50 sont reliées et entraînées par deux pignons 56 et 58 espacés longitudinalement, disposés sur des axes alignés axialement par rapport aux pignons opposés 52 et 54. Comme on le voit particulièrement sur la figure 4, les pignons 52, 54 et 56, 58 de chaque paire sont rotatifs dans des ensembles de support opposés 60 et 62. Le support 62 comprend essentiellement des plaques latérales longitudinales 64 et 66 qui supportent les deux pignons 52 et 54 et l'ensemble 60 comprend des plaques latérales parallèles et opposées 68 et 70 qui supportent les deux pignons opposés 56 et 58. Chaque pignon 52, 54 et 56, 58 est rotatif sur un palier à rouleaux anti-friction, 72, monté sur un arbre fixe 74 fixé aux plaques latérales de support correspondantes 64, 66 ou 68, 70. Les ensembles de support opposés 60 et 62 sont maintenus parallèles, opposés et alignés sur les cotés opposés de l'axe X de l'appareil, selon l'invention, par une tête ou traverse 76 disposée transversalement par rapport à l'axe X et qui est reliée aux extrémités avant des plaques latérales 64 à 70 des supports de pignons. La tête 76 qui relie les deux ensembles de support opposés 60 et 62 est reliée le long de l'axe X de l'ensemble à une tige de piston 78 qui se déplace d'un mouvement de va-etvient dans un cylindre 80 commandé par un fluide. Le cylindre 80 est disposé longitudinalement entre les ensembles 60 et 62, à l'intérieur du châssis de support 14,et il est fixe d'une fa çon appropriée à sa plaque de dessus 22. Un orifice d'entrée avant 82 et un orifice d'entrée arrière 84 du fluide dans le cylindre 80 sont reliés d'une façon appropriée par des conduits (non représentés) à une source de fluide comprimé (non représentée) de n'importe quel modèle classique. Le cylindre 80 est de ce fait un cylindre à double effet qui peut imprimer un mouvement de va-et-vient à la tige de piston 78, vers l'avant et vers l'arrière, le long de l'axe X. Comme on le voit sur les figures 1A et 2A#un amortisseur élastique 86 est fixé à l'extrémité droite de l'appareil 10, le long de l'axe "X" de l'ensemble. Suivant les nécessités de l'installation, l'amortisseur peut être un amortisseur à fluide ou un pare-choc mécanique à ressort de modèle classique. De même, un amortisseur à fluide 88 est disposé le long de l'axe X à l'extrémité gauche ou extrémité arrière de l'appareil 10 et fait partie intégrante de l'extrémité arrière 81 du cylindre 80. Lorsque l'appareil 10 fonctionne et que le chariot 12 est disposé à son extrémité gauche, dans la position représentée en trait plein , un fluide comprimé est introduit à ltex- trémité piston ou extrémité tête du cylindre par 11 orifice d'admission 84 de manière à mettre le cylindre sous pression et à déplacer sa tige de piston 78 vers l'avant,c'est-à-dire vers la droite sur le dessin. En conséquencesles deux ensembles 60 et 62 de support des pignons qui sont reliés par la tête 76 à la tige de piston 78 sont déplacés vers la droite, en observant les dessins. Dans la position initiale qu'on voit sur la figure 2, seul le jeu de gauche ou arrière de pignons 52 et 56 est en prise à la fois avec les crémaillères fixes supérieures 48 et 50 et avec les crémaillères inférieures 44-46 du chariot 12.Ce dernier est disposé à l'extrémité arrière du chassis de support fixe 14. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, dans cette position, les pignons opposés et alignés 52 et 56 sont disposés entre 11 extrémité arrière des crémaillères supérieures 48 et 50 et l'extrémité avant des crémaillères 40 et 46 du chariot, tandis que les pignons 54 et 58 du jeu qui est espacé longitudinalement vers l'avant, ne sont en prise qu'avec les crémaillères supérieures 48 et 50. A mesure que le-fluide comprimé est introduit par l1ori- fice d'admission arrière 84 dans le cylindre 80, la tige de piston 78 déplace les supports 60 et 62 vers la droite en observant les dessins, du fait de sa jonction avec la traverse 76 qui relie les deux supports de pignons, le long de l'axe X et qui équilibre la force exercée. Tous les pignons 52 à 58 doivent, de ce fait, tourner simultanément le long des crémaillères fixes supérieures 48 et 50 du châssis de support 14. Le mouvement de rotation des jeux de pignons opposés 52 et 56 qui sont en prise avec les crémaillères 44 et 46 du chariot, provoque un déplacement longitudinal de ce dernier le long des glissières 32 et 34-du châssis de support 14. Du fait que les crémaillères supérieures 48-50 sont maintenues immobiles, le chariot 12 est déplacé à une vitesse qui est le double de celle des supports de pignons 60 et 62, produite par le mouvement de la tige de piston 78. Le mouvement du chariot 12 est deux fois plus rapide lorsw que le piston déplacé par le cylindre 80 déplace le chariot 12 vers l'avant, en avant du jeu opposé de pignons 52 et 56, dans la direction du jeu opposé espacé longitudinalement vers l'avant de pignons 54 et 58, jusqu'à ce que tous les pignons 52 à 58 soient en prise à la fois avec les crémaillères supérieures 48 et 50 et avec les crémaillères 44 et 46, en un point intermédiaire de la course du chariot. A mesure que la tige de piston 78 poursuit sa course, le chariot 12 se déplace encore plus loin en avant des pignons 52-58 jusqu'à un point de sa course où le jeu opposé de pignons 52-56 est dégagé des crémaillères 44 et 46 du chariot de sorte qu'ensuite, seul le jeu de pignons opposés 54 et 58 est en prise à la fois avec les crémaillères supérieures 48 et 50 du châssis et avec les crémaillères inférieures 44 et 46 du chariot 12. Si le piston continue sa course, le chariot 12 se déplace encore plus loin en avant du jeu de pignons opposés 54 et 58, jusqu'à ce qu'à la fin de sa course, il soit disposé à l'extrémité avant du châssis 14 et prenne la position représentée en traits mixtes sur la figure 2A, dans laquelle les pignons 54 et 58 sont alors disposés entre les extrémités avant des crémaillères supérieures 48-50 et l'extrémité arrière des crémaillères 44-46 du chariot.On voit que, pendant la course de commande du mécanisme, le chariot 12 est déplacé de l'extrémité arrière du châssis 14 depuis la position représentée sur la figure 2, jus qu'à l'extrémité avant du châssis,comme on le voit sur la figure 2A. Le chariot 12 a cessé alors d'être en prise avec le jeu de pignons arrière opposés 52-56 et il est venu en prise avec le jeu de pignons avant opposés 54 et 58. On voit sur les dessins que, bien que le chariot 12 se soit déplacé sur une distance double de celle qui est parcourue par les supports de pignons, 60 et 62, et qui est déterminée par la course de la tige de piston 78, il ne dépasse au cune extrémité du châssis de support 14. Cette caractéristique est avantageuse car elle permet de répondre aux nécessités d'encombrement des installations réelles. Bien entendu, il est possible de faire varier la longueur des crémaillères, le pas et le nombre de leurs dents ou ceux des pignons, afin de donner h la course du chariot n'importe quelle longueur voulue et n'importe quelle vitesse quelconque souhaitée, suivant les besoins de l'installation et la distance sur laquelle on souhaite que le chariot 12 se déplace. De plus, comme on le décrira ci-après en liaison avec les figures 5 à 7, il est possible de faire varier le nombre de pignons qui relient le chariot 12 au châssis 14, afin de les adapter à n'importe quelle longueur de course du chariot, suivant les besoins particuliers de l'installation. A la fin de la course vers l'avant, décrite ci-dessus, la tête 76 qui relie les supports de pignons opposés et parallèles 60 et 62 et qui est reliée à la tige de piston 78, vient buter contre l'amortisseur avant 86 de manière à amortir la fin de la course qui est relativement rapide et éviter la transmission de charges de choc exagérées au chariot 12 qui supporte l'instrument de manipulation de la charge. Au moment de l'inversion du sens de marche du chariot 12, effectuée suivant un cycle de travail minuté, le fluide comprimé est introduit dans l'orifice d'admiss ion avant 82 et il est évacué par l'orifice d'admission arrière 84, de façon à inverser le sens du mouvement de va-et-vient de la tige de piston 78 qui est alors escamotée dans le cylindre 80.Le chariot 12 est alors déplacé de la façon expliquée plus haut mais en sens inverse, depuis la position d'extrémité avant qu'on voit sur la figure 2A jusqu'à la position d'extrémité arrière représentée en trait plein sur la figure 2. La fin de la course en sens inverse est amortie par l'amortisseur à fluide 88 qui fait partie intégrante du cylindre 80, de manière à permettre un arrêt amorti du chariot 12 à la fin de sa course de sens inverse. On notera, pour le fonctionnement des modes de réalisation schématique des figures 5, 6 et 7, que le dispositif à double paire de pignons décrit ci-dessus et représenté sur les figures 1 à 4 correspond au mode de réalisation schématique de la figure 6. La figure 5 représente schématiquement un dispositif à paire unique de pignons gui ne donne au chariot qu'une cours se de faible longueur et la figure 7 représente schématiquement un dispositif à triple paire de pignons destiné à des installations dans lesquelles le chariot doit effectuer une course de plus grande longueur. Il convient de noter que, #pendant le fonctionnemen#t de tous les modes de réalisation sché matiques des figures 5, 6 et 7, la distance parcourue par l'ensemble des supports de pignons (indiquée par la référence 1) est égale à la moitié de celle qui est parcourue par le chariot 12 ou en d'autres termes que le chariot 12 parcourt une distance double de celle qui est parcourue par le support 62. De ce fait, la course effective du cylindre d'un mode de réalisation particulier comportant des paires de pignons simple, double, triple ou encore plus nombreuses peut être maintenue à une longueur minimale ; elle peut donner cependant au chariot la longueur de course maximale voulue de façon à réduire considérablement l'énergie nécessaire pour le fonctionnement du mécanisme de manutention perfectionné à courses amplifiées selon l'invention. On vont d'après la description ci-dessus que la présente invention est un appareil de manutention à courses amplifiées, perfectionné, simplifié, permettant des économies d'espace, qui est robuste et de fonctionnement sûr et qui se prête de lui-même facilement à de nombreuses installations et aux nombreuses longueurs de course nécessaires. On se rend compte, de plus, que la force de commande ainsi que la force de réaction et d'amortissement stexercent le long de l'axe du mécanisme, de manière à permettre un fonctionnement équilibré à l'aide d'ensembles de doubles pignons et de crémaillères, situés sur les côtés opposés de l'axe du mécanisme, qui empêchent ou réduisent ainsi les efforts et l'usure des éléments de travail du mécanisme. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVICBFIONS 1.- Mécanisme d'appareil de manutention d'un objet destiné à subir un mouvement alternatif le long d'un support fixe, caractérisé en ce que ledit support fixe comprend un carter allongé comportant un axe longitudinal sur lequel est monté un support de pignons mobile longitudinalement par rapport au carter, un chariot disposé parallèlement au support des pignons étant monté et guidé sur le carter auquel il est suspendu, deux premières crémaillères parallèles fixées à l'intérieur du carter étant disposées sur les cotés opposés de l'axe, parallèlement à celui-ci, le chariot pouvant coulisser sur le carter de manière à se déplacer entre des première et seconde positions d'extrémité, une seconde paire de crémaillères parallèles, fixée au chariot, étant juxtaposée à ladite première paire, le support de pignons étant disposé entre les première et seconde paires de crémaillères, deux pignons rotatifs alignés axialement et disposés face à face tourillonnant sur le support et étant en prise avec les première et seconde paires de crémaillères, de façon à entrainer-le chariot sur le support, un moteur monté sur ce dernier comportant un cylindre et une tige de piston à mouvement alternatif reliée au support afin de lui imprimer un mouvement de va-et-vient de manière que,lorsque le cylindre fonctionne, le support soit déplacé longitudinalement et provoque la rotation des pignons en prise avec les première et seconde crémaillères, de sorte que le chariot est déplacé longitudinalement dans le même sens que le support, mais à une vitesse différente, la tige de piston étant disposée de manière à exécuter un mouvement alternatif le long dudit axe. 2.- Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde paire de pignons alignés axialement, espacés longitudinalement le long du support et tourillonnant sur ce dernier, de sorte qu'à la première -position d'extrémité de la course du chariot, la première paire de pignons est en prise à la fois avec les première et la seconde paires. de crémaillères, la seconde paire de pignons n'étant en prise qu'avec la première paire de crémaillères, à une- position intermédiaire du chariot, les première et seconde paires de pignons étant toutes les deux en prise avec les première et seconde paires de crémaillères et, à une seconde position d'extrémité de la course du chariot, ladite seconde paire de pignons étant en prise avec les première et seconde paires de crémaillères, tandis que la première paire de pignons n'est en prise qui avec la première paire de crémaillères. 3 e~ Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des seconde et troisième paires de pignons alignés axialement, tourillonnant sur le support et placés à des distances longitudinales égales sur ce dernier, de sorte qu'à une première position d'extrémité de la course du cha- riot, la première paire de pignons est en prise à la fois avec les première et seconde paires de crémaillères, tandis que les seconde et troisième paires de pignons ne sont en prise qu'avec la première paire de crémaillères, à une position intermédiaire du chariot, lesdites première, seconde et troisième paires de pignons sont en prise à la fois avec les première et seconde paires de crémaillères et, à une seconde position d'extrémité de la course du chariot, la troisième paire de pignons est en prise à la fois avec les première et seconde paires de crémaillères, tandis que les première et seconde paires de pignons ne sont en prise qu'avec ladite première paire de crémaillère. 4.- Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support porte alternativement contre des amortisseurs disposés aux extrémités opposées du carter afin d'éviter que des charges de choc lui soient transmises lorsqu'il atteint les extrémités correspondantes de sa course. 5.- Appareil de manutention à courses alternatives amplifiées, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot mobile qui glisse le long d'un châssis fixe sur lequel il est monté, au moins une crémaillère supérieure étant montée rigidement sur le châssis fixe, au moins une crémaillère inférieure étant disposée sur le chariot et se déplaçant avec lui, un dispositif entraînant et reliant les crémaillères supérieure et in férieure et comprenant un support longitudinal disposé entre lesdites crémaillères, au moins un pignon rotatif monté sur le support étant destiné à être en prise avec lesdites crémaillères supérieure et inférieure, un cylindre moteur, dont la tige de piston est reliée au support afin de lui communiquer un mouvement de va-et-vient, provoquant la rotation du pignon de manière à déplacer longitudinalement le chariot par rapport au châssis fixe, du fait que ledit pignon est en prise avec la crémaillère inférieure, et lorsque le mécanisme occupe la pre mière position, ledit pignon est disposé entre l'extrémité ar rière de la crémaillère supérieure et l'extrémité avant de la crémaillère inférieure,et lorsque le mécanisme a été commandé par le moteur et occupe sa seconde position, le pignon est disposé entre l'extrémité avant de la crémaillère supérieure et l'extrémité arrière de la crémaillère inférieure, cette dernière et son chariot associé ayant alors été déplacés sur une distance approximativement égale au double de la distance parcourue longitudinalement par le pignon le long de ladite crémaillère supérieure.