Brevet FR2176615A1 — publié le 19731102

L'invention a pour objet un générateur de mouvement alternatif à fréquence élevée. Bon nombre de machines, dans des domaines d'application très variés, ont pour but de provoquer un mouvement alternatif d'un organe de travail pour réaliser une opération déterminée. Ces opérations sont généralement effectuées sur une surface en déplacement relatif intermittent par rapport à il organe de la mac.kine mobile alternativement. Ainsi, dans certaines machines, l'organe de travail occupe une position déterminée constante alors que la surface à travailler est mobile de manière intermittente en translation ou en rotation par exemple sous l'organe. Âpres une ps- riode complète de l'organe de travail, la surface se déplace à nouveau pour présenter sous l'organe une zone vierge.Dans d'autres applications l'organe de travail se déplace en translation ou en rotation devant la surface fixe avant de s'arrêter et d'être mue alternativement vers la surface. Parmi les dispositifs connus pour réaliser ce mouvement alternatif, on peut citer ceux mettant en oeuvre des cames ou des bielles manivelles. 'lorsque l'on tente d'appliquer des cadences très élevées à ces dispositifs mécaniques cela provoque inévitablement des rebondissaneits ou nécessite la mise en oeuvre de masses d'inertie très importantes pour obtenir un travail correct. Tous les dispositifs connus présentent actuellement l'inconvénient important d'être limités en fréquence. Ils nécessitent tous de travailler une surface en déplacement relatif intermittent par rapport à l'organe. Ce déplacement intermittent ralentit considérablement les cadences de production et limite la vitesse d'exécution de toutes les machines. Le générateur de mouvement alternatif selon l'invention vise à remédier à ces inconvénients, et à cet effet un de ses premiers buts est de pallier à la défaillance des systèmes connus lorsque l'on désire augmenter la fréquence de l'organe de travail mobile alternativement, et la production d'une installation. Un autre but du générateur de mouvement alternatif à fréquence élevée, selon l'invention, est de pouvoir travailler sur une surface en déplacement relatif continu. La surface n'a plus à s'arrêter sous les organes pour être travailler mais se déplace continuellement à moins que ce ne soit les organes qui se déplacent de façon continue par rapport à la surface fixe. Un troisième but du générateur selon l'invention est d'être d'une grande souplesse d'utilisation notamment en ce qui concerne la valeur de l'amplitude du mouvement ou le maintien des organes on position basse plus ou moins longtemps. U autre but de ce générateur, dont les organes ne seront pas limités en longueur, est de permettre la rêalisftion de plusieurs travaux d-ffér?nts et variés mais simultanément sur la surface. Le générateur de mouvement alternatif à fréquence élevée selon invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un support auquel sont liés des organes de travail, des moyens en déplacement relatif par rapport au support destinés à sortir un à un et successivement les organes en leur imprimant un déplacement linaire correspondant à une demie période de leur mouvement, des moyens liés au support sus- ceptibles de rentrer l'organe venant d'être sorti, pendant l'autre demie période, et des moyens solidaires du support pour maintenir tous les organes non opérant en position de rentrée. D'autres buts et avantages de ce générateur ressortiront de la description qui va suivre, effectuée à titre d'exemple, à partir d'un mode d'exécution non limitatif illustré par les dessins annexés dans lesquels La figure 1 est à sa partie supérieure une vue externe du générateur et à sa partie inférieure une vue en coupe longitudinale. La figure 2 est une vue en coupe transversale du générateur. La figure 3 est une vue montrant deux organes de travail consécutifs. La figure 4 est une vue en coupe d'une couronne porte piston. La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 est une vue en plan du perçage de la couronne porte piston de la figure 4. La figure 7 est une vue de la culasse porte piston. La figure 8 est une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 7. La figure 9 est une vue en plan du perçage de la culasse porte piston. La figure 10 est une vue de détail d'une partie de la figure 2 montrant mieux le fonctionnement du générateur. En se reportant aux figures 1 et 2 on voit que le générateur représenté est monté sur un arbre fixe 15 autour duquel tourne un ensemble dés gué généralement par 16 que l'on appellera par la suite support d'organe de travail. L'ensemble 16 peut par exemple être entraîné en bout d'arbre au moyen de pignons actionnés par un moteur non représenté. Suivant la longueur du fond de travail le support s'organe 16 peut être constitué à partir de plusieurs pièces assemblées telles que 17,18,19, et 20. L'assemblage est réalisé au moyen de goupille 21 tandis au'une ou plusieurs pièces 17 à 20 palt être prolongée par un bras 22 portant un coussinet 23 permettant la rotation du sup port 16 autour de l'arbre 15. A chaque extrémité du support est montée sur l'arbre 15 une culasse 24 tournant avec le support. Cette culasse est engagée dans une pièce annulaire 25 fixe par rapport au support 16 et par exemple solidaire du bâtis du générateur. Les organes de travail 26, représentés plus en détail à la figure 3, sont disposés sur toute la périphérie du support 16 tel qu'on peut le voir à la partie supérieure de la figure 1. La longueur de ces organes peut être de l'ordre de quelques dizaines de centimètres plusieurs mètres. Ils sont dars le cas particulier constitués par des am/pe%%5t une découpe qui permettra le guidage des organes par rapport au support 16 lorsqu'ils seront actionnés alternativement vers le haut ou vers le bas dans le plan de la figure 1. Ces découpes seront naturellement t ] 'is ou moins nombreuses selon la longueur de la lame et l'on pourra envisager d'autres formes, l'essentiel étant de permettre le guidage.Dans la forme d'exécution repr - sentée on s'est servi des pièces 18,19 et 20 du support comme pièces de guidage en prévoyant sur la lame 26 des décrochements tels que 27,28, 29. Les pie ces 18 à 20 en forme de couronne circulaire sont fendues sur leur flan par des fentes radiales dans lesquelles les lames sont guidées alternativement.Ce guidage sur la partie médi- ane des lames est comploté aux extrémités par des couronnes 30 fixées aux culasses 24 et représentant des fentes de guidage 31. Chaque lame 26, qui présente un front de travail 32 tourné vers l'extérieur est ainsi liée en rotation au support 16 puis- que ses extrémités 33 sont guidées dans les culasse es tournantes 24. La suite de la description sera faite pour un g--nérat ur à nombre de lames 26 déterminé que l'on a fixé pour la bonne compréhension à 360 rais qui pourra bien entendu être modifié selon lez applications. Les figures 4 et 6 montrent 'lus en détail la pièce 20 du support 16. On pourra en prévoir une ou plusieurs identiques à celle qui va être décrite le long du frontde travail 32 au-dessus des lames 26. Cette pièce 2C est destinée à supporter autant de tiges de pistons 34 qu'il y a--de lames 26. Chaque lame pourra être ir se longueur par un ou plusieurs pistons et elle le sera une fois à o@@@que tiur iu support 16 et cela toujours par le ou les mêmes pistons lorsque le genéreteur teurne continuellement. Les pistons 74, qui sont constitués par de simples cylindres, sont intrruits en 360 alaisages réalisés dans la pièce 20 par exemple suivant 6 lignes 35 à 40.Les alaisages sont réalisés sur les lignes de telle marière que les axes de deux ou plusieurs pistons ne soient jamais alignés traasversalerent par rapport aux lignes. Ainsi, lorsque le support 16 tourne, les pistons 34 disposées dans les alalsages tels que 1 à 14 défilent sensiblement un à un snivant une ligne e transversale telle que 41. Les alaisages présentent à leur partie supérieure un ré trécissement 42. A l'intérieur de chaque couronne 20 est monté un patin 43 pour l'alimen- tation en air comprimés des pistons 34. ne patin 43, solidaire de l'arbre la, est fixe par rapport au support tournant 16. Ur compreaseur alimente en -ir comprimé le patin 43 par l'intermédiaure au conduit 44 prolongé à l'intérieur en 45. L'embase de ce patin présente une fente longitudinale 46 d'une longueur au moins égale à la distance entre les lignes 35 et 40. Le patin appliqué contre la fcce interne de la @ou- ronre porte piston 20 par l'intermédiaire du ressort 47, sert de joint de fuite, à la @anière d'un ovecraft, lorsque l'on met en pression. La chambre 48 permet l'é chappement de l'air résiduel des charores des pistons lorsque ceux-ci ne sont plus en pression. La fente longitudinale 46 de faible largeur se délace donc transversale- ment, à la manière de la ligne 41 devant chaque piston 34. Lors de ce déplacement un seul piston présentent la surface la plus grande nu regard de la fente est ac- tisonné à la fois. Un seul piston par couronne nctìor = à la fois fait donc ieF^en- re une seule lame 26 F la fois en lui imprimant un dtlacer t linéaire correspon- dant a une demie période de son mouvement. L'action des pistons sur le organes ou lames 26 est schématisée à le fiare 3. On a choisi les dispositions relatives des lames représentées à cette figure pour autoriser un diamètre de piston 34 suffisant sans pour autant qu'il attaque deux lames simultanément. Les deux lames consécutives 49 et 50 sont identiques et ont été disposées l'une par rapport à l'autre de manière à ce que piston 34 puisse avoir un diamètre supérieur à l'écartement entre 135 deux lames. Les lames présentent chacune dans leur portion disposée sous la couronne 20 trois encoches 51 dont une seule constituera le siège du piston 34 lors de sa poussée. Cette disposition permet de réaliser des lames 26 toutes identiques et d'avoir six lignes d'encoche 51 correspondant aux lignes 35 à 40.Lorsque la fente 46 vient en correspondance avec le rétrécissement 42 de l'alaisage d'un piston 34 celui-ci est déplacé vers le bas de la figure 1 jusque dans son siège 51 d'une lame 26 provoquant ainsi la descente de cette dernière. Les figures 7 à 9 montrent plus en détail la culasse tournante 24. Cette culasse présente sur sa périphérie des alaisages 52 disposés en trois lignes 53, 54 et 55. Les alaisages, au nombre de 120 par ligne, sont destinés à recevoir des pistons 56 (figure t) et vont provoquer la rentrée de l'organe 26 venant d'être sorti par un piston 34. Les alaisages sont pratiqués sur la périphérie de la culasse de telle manière qu'un seul piston 52 défile à la fois devant une ligne transversale 57 perpendiculaire aux lignes 53 à 55. Un seul piston 56 est attribué à chaque extrémité 33 de chaque lame 26. Les pistons sont actionnés par l'air comprimé admis dans une chambre longitudinale 58 aménagée dans la couronne 25 fixe par rapport à la culasse tournante.La chambre 58 est prolongée vers le haut par trois conduits 59 en correspondance avec les lignes de piston 53 à 55. Lorsque la culasse tourne par rapport à la couronne fixe la chambre 58 joue le rôle de la ligne 57 et un seul piston 56 est actionné à la fois pour rentrer une par une les lames 26 venant d'être sorties par le piston 34.Pour parvenir à ce résultat, il:est naturellement nécessai re de procéder avant le démarrage au générateur au réglage relatif de la fente 46 du 15- patin de la chambre 58. @@arore/étart bloqué en bout d'arbre dans des palliers fixes, il est facile par axer le de le débloquer momentanément pour que la fente 46 du patin 47 solidaire de l'arbre ait une avance d'une à deux lames sur la chambre dans le sens de rotation du générateur. Les lames,'an eu deuxieme demie période lors de la remontée par les pistons 56 il est ensuite nécessaire de les maintenir dans cette position puisque elles ne seront utilisées à nouveau qu'après un tour du support 16. Cette opération de maintien est obtenue par l'intermédiaire de plusieurs couronnes aimantées 60 solidaires des pièces 17 du support. Entre ces aimants sont intercalées des couronnes de fenite 61. Les extremités 33 ferromagnétiques des lames inopérantes sont donc maintenues en position haute lorsque la pression d'air est coupée sous le piston 56 qui l'a monté. Le fonctionnement du générateur qui ve nt d'être décrit est alors le suivant La surface à travailler 62 par un mouvement alternatif à fréquence élevée défile en continu sous les organes 26 animés du mouvement alternatif et auxqu--ls on peut adjoindre des outils particuliers pour réaliser un travail déterminé. Le règla- ge en position relative de la fente et de la chambre ayant été réalisé à l'arrêt du générateur, celui-ci est mis en marche. Lorsque la fente 46 du patin vient en correspondance avec un rétrécissement 43 d'un alaisage dans la couronne 20 ceci provoque l'abaissement du piston 34 qui entraîne une lame 26 en travail contre la surface 62. La couronne 20 qui tourne en continu par rapport au patin dégage rapidement la fente 46 d'admission d'air de la chambre 63 du piston 34 (figure 10). Aucune force ne FOp- pose alors à la remontée du piston 34 qui est produite par la poussée du piston 56 sous pression qui remonte la lame alors qu'une nouvelle est en train d'etre descendue par le pis on 34 de 1' ligne suivante. L'air résiduel de la chambre 63 s'échap- pe par l'orifice 48. On peut considérer de cette façon que sensiblement deux organes de travail 26 sont oujours en action un an demie descente et l'autre en train de monter. Ce générateur permet d'atteindre des cadences vraiment levées par rapport aux cadences alternatives classiques. A titre d'exemple on peut citer que pour réaliser un pliage en accordéon uue surface 62 en matière souple les cadences de production sont passées de 0,3tVmm à plus de 1 i mm. Les applications de ce générateur sont extrêmement variées car aux organes de travail 26 on peut adjoinre de nombreux outils à fonction déterminée. Il est utilisable à chaque fois que le mouvement alterna- tif classique par l'intermédiaire de bielles, manivelles ou cames est suffisant en vitesse d'exécution. Le générateur a été décrit à propos d'un mode d'éxécution précis mais il est certain qu'il peut subir de nombreuses variantes suivant les applications que l'on désire en faire. Parmi ces variantes on peut citer les suivantes Le support 16 de/rganes de travail a été décrit en forme de tambour mais ce pourrait être naturellement un t-pis sans fin ou une surface plane suivant le trajet que lton désire dormeur à la surface à travailler. Le grand avantage de ce générateur -ui permet d'augmenter les cadences est d'avoir une surface à travailler en déplacement relatif continu par rapport à ltensen- ble du générateur. Ainsi le générateur peut Store mobile par rapport à une surface à travailler fixe. Cette surface peut être plane, ou disposée sur un tambour sous les organes, ou être enroulée autour de la majorité des organes du support 16. Dans ce dernier cas on pourra prévoir un support 16 fixe avec un pantin 43 mobile en rotation à l'intérieur de la couronne 20. Les moyens destinés à sortir les organes de travail pendant la première demie période sont actionnés pneumatiquement dans le dispositif décrit. Ceci est interessant lorsque l'on travaille une surface à ne pas souiller mais il est évident que ces moyens pneumatiques peuvent être remplacés par d'autres dispositifs connus électro-magnétiques ou par fluide compressible. En ce qui concerne les moyens de rentrée des organes, l'homme de l'art pourrait également prévoir, par exemple en aménageant deux chambres distinctes dans la couronne annulaire 25 que les pistons 56 restent sous pression ce qui permettrait alors éventuellement d'éliminer les moyens de retenus qui,ont été décrits en tant que aimants, les moyens de rentrée et de maintien seraient alors confondus. On pourrait également prévoir à l'intérieur de la couronne 20 plusieurs patins 43 effectuant des travaux différents sur des fronts distincts. En façonnant dif f,'rasment une lame sur son front de travail, ou en y plaçant des outils à fonctions différentes, on peut effectuer plusieurs opérations simultanément. LI@@ATIONS 1) Générateur de mouvement alternatif à fréquence élevée, plus particulièrement destiné à réaliser une opération alternative rapide sur une surface en dépla- cement relatif continu par rapport à l'ensemble du générateur, caractérisé p - le fait qu'il comprend un support auquel sont liés d^s organes de travail, et des mo- yens en déplacem?nt relatif par rapport au support destinés à sortir un à un et successivement les organes ew leur imprimant un déplacemant linéaire correspon@ent à une demie période de leur movemant, des moyens liés au support susceptibles de rentrer l'organe versant titre sorti dans l'autre d vie période, et des moyens so- lîdrires du support pour maintenir tous les organes non opérant an position de rentrée. 2) Générateur de mouvement alternatif à fréquence levée suivait la revendication 1 caractérisé par le fait que le support des orgasmes de travail ost un bour ou une surface plane, lesdits moyens pour provquer le déplacement pendant chaque demie période étant en nombre égal audits organes. 3) Générateur de mouvement alternatif à fréquence élevée selon la revendication 1 caractrnrisé par le fait que 1 sdits moyens de sortie des organes sont constitués par des pistons montés sur le support, les pistons défilant sensiblement un à un devant une fente aménagée dans un patin fixe per rapport au support, ladite en fente alsmentée constamment en air comprimé. ') Générateur de mouvement alt--rnatif à fréquence levée selon la reveni- cation 1 caractérisé par le fait que lesdits moyens de rentrée des organes sont constitués par des pistons portés par une culasse solidaire du mouvement du support, lesdits pistons défilant devant une chambre étroite sous pression aménagée dans une couronne fixe autour de la culasse, ladite chambre étant alimentée constamment en fluide compressible. 5) Générateur de mouvement alternatif à fr quence élevée selon la revendi- cation 1 carsctérisé par le fait que les moyens pour maintenir tous les orgenes non opérant une position de rentrée sont constitués par des aimants ou électro-aiments solidaires du support et agissant sur les extrémités ferro-magnétiques des organes de travail. 6) Générateur le mouvement alternatif a fréquence élevée selon l'ure quelconque des re-ve-dications 3 e 4 caractérisé par le fait rue la chambre portée par la couronne fixe est décrnlée dans 1 sens de rotation -u @@@ort pour rapport à la fente portée par la patin fixe. 7) Générsteur de mouvement alternatif à fréquence élevée selon la revendication : caractérisé par le fait que les organes de travail sont guidés par des élé- ments du support pendant les deux demie périodes de leur mouvement alternatif. 8) Générateur de mouvement alternatif à fréque@ce élevée selon la revendi cation 3 caractérisé par le fait que les plstons sont disposés en plusieurs lianes sur le support, un seul piston étant actionné par @'air admis d n s la fente du patin lorsque l'ensemble des lignes de piston défile devant cette fente. 9) Générateur de mouvement alternetif à fréquence élevée s?lor1 la reve-di- cation 4 caractérisé par le fait que les pistons sont amonagés dans la culasse selon plusieurs ligues, un seul piston étant actionné à la fois lorsque ces lignes défilent devant la chambre