Brevet FR2247005A1 — publié le 19750502

L'invention concerne un moteur pas à pas à commande élestronique pour l'entraînement d'élémente de mo@hines à mouvoir par pes saccessifs, notamment c'eppaüeils div@@@@s, de disposi tifs d'avence, etc., se compesant d'ane parti@ @@ectrique (mcte@r pas à pes à commande électroni@de) et d'un @@@@@@ hydraulique (amplificateur hydrau@que de couple de @otati. @@@ieur hydrauli que et soupape commandée.). Dans la construction des macnin@@-@@@@@s actamment, il est fréqumment nécessaire de déplacer du de falre tourner par intermittence, d'une distance ou d'un angle determiné, des éléments de machine et des pièces à usiner (bandes de matière, flans, etc). Cette exigence a été d'abord satisfaite par des uni tés méaniques dites d'avancement pas à pas à commande de mise en marche. Du fait du freinage et de l'accélération continuels de la commande de maise en marche, il se produit au bout d'un temps de fonctionnement relativement bref, en particulier en cas de nombres élevés de pas par unité de temps, une usure qui aboutit forcément à des imprecésions. Pour parvenir à une amélioration à ce sujet, on en est venu plus récemment a utiliser des moteurspas à pas électriques qui se présentent comme un élément d'entraînement idéal. En conséquence, les moteurs pas à pars sent déjà utilisés avec succès depais quelque temps dans les machines-ousils pour le positionne ment de pièces de pièces à usiner, mais ils ont également fait leurs preuves en tant que moyens d'entraînement, par exemple pous des appareils diviseurs en des dispositifs d'avancement. Un avantage notable de motque pas à pas en tant que dispositif d'entraînement pour des opératsons de positionnement teint au fait que le moteur ps à pas est en mesure d'e@écuter avec exactitude un nombre prédéterminé de pas, d'où il résulte qu'on peut se passer d'un dispositif de mesure de distance ou d'augle pour le contrôle de la valeur effective. Un moteur pas à pas se différencie essentiellement d'un mécanisme d'avance pas à pas qui comporte un encliquetage mécanique et est entraîné mécaniquement en rotation par des impulsions électriques appliquées à un aimant, par le fait qu'il présente un "encliquetage" électromagnétiçue qui le maintient dans s position instantanée du fait qu'un enroulement déterminé ou un groupe d'enroulement est excité. Par exemple, un modèle de réalisation contient cinq systèmes magnétiques juxtaposés en direction axiale, avec chacun un enroulement en anneau dans le stator. Si les enroulements sont commutés successivement tans un ordre déterminé, le moteur tourne d'un ps à chaque commutation. Par ltexcitation simultanée de deux ou trois enroulements, le couple de rotation est accru et le nombre de pas est doublé ou l'angle d rotation par pas est divisé par deux.La succession des enroulements excités détermine le sens de rotation du moteur pas à pas, tandis que la séquence tom- porelle avec laquelle les diffrents enroulements sont successivement mis en circuits (fréquence de pas) agit sur la vitesse de rotation du ---oteur. Etant donné que le moteur pas à pas électrique ne peut pas traiter directement des impulsions électriques, il comporte encore un dispositif de commande électronique qui convertit les impulsions d'arrivée en combinaison de signaux pour les enroulements de commande du moteur pas à pas. Mais le couple de rotation qu'il est possible d'atteindre avec le moteur pas à pas purement électrique n-'est pas suffissent dans de nombreuses applicaticns de la technique. Pour cette raison, on en est venu à monter à la suite du moteur pas à pas électrique un amplificateur de couple de rotation, par exemple un moteur hydraulique et à obtenir de ia serte une amplification notable. Cette combinaison est connue sous la désignation techni- que "moteur pas à pas électro-hydraulique". Dans le cas de ces moteurs pas à pas électro-hyfrau- liques, le moteur pas à pas électrique reçoit du circuit électronique le nombre d'impulsions réglé sur un commutateur à décades. Sur la base de ce nombre d'impulsions, le moteur pas à pas électrique effectue un angle de rotations détermine, un servo-pal:o-eur del'amplificateur hydraulique de couple de rotation tournant exactement du même angle et dégageant dans ces conditions des trous par lesquels l'huile peut parvenir aux pistons moteurs et mettre en rotation l'arbre de sortie par l'intermédiaire de disques en nutation, ce mouvement de rotation étant exécuté jusqu'à ce que il arbre de sortie ait parcouru le même angle que le servo-palpeur. Après quoi, la circulation au niveau de la commande est de nouveau interrompue. On trouvera une description de la construction d'ensemble et du mode de fonctionnement des moteurs pas à pas purement électriques et électro-hydrauliques dans le tirage à part "Elek- trische und elektrohydraulisene Schrittmotoren" de la revue "Steue- rungstechnik", $1ère année, n 1, 1968, pp. 13-18. Mais il existe deux èxigences importantes à satisfaire dans le cas de machines-outils bien déterminées, comme par exemple dans le cas de dispositifs diviseurs pour le poinçonnage de rainures ainsi que dans celui de dispositifs diviseurs linéaires tels que dispositifs d'avancement par rouleaux dans des presses automatioues à estamper ou similaires. Ce sont: a) une vitesse élevée de division et b) un grand pouvoir de résolution, c'est-à-dire un petit angle de rotation au niveau de l'arbre de sortie du moteur pas à pas hydraulique pour chaque impulsion. Or, dans le cas des moteurs pas à pas électriques, une limite est imposée en ce qui concerne la fréquence maximale, c'est-à-dire qu'il eNt certes possible, avec ces moteurs pas à pas de parvenir à une vitesse élevée si le pouvoir de résolution est réduite, c'est-àdire que le trajet de division pour chaque impulsion du Moteur est grand, ou si le trajet de divison par pas du moteur est très petit; mais de ce fait la vitesse de division limitée par la fréquence maximale des pas, est également petite. C'est ici qu'intervient la présente invention qui a pour but de satisfaire dans les meilleures conditions les exigences mentionnées ci-dessus en a) et b). tout en évitant les inconvénients précités. Pour-atteindre ce but, il est proposé,dans le cas d'un moteur pas à pas électro-hydraulique du type défini dans le préambule, que la partie électrique se compose d'au moins deux moteurs pas à pzs qui coopèrent avec le servo-palpeur de la soupape au moyen d'un mécanisme spécial commun, tel qu'un engrenage différentiel ou similaire, Une autre caractéristique consiste en ce que les moteurs pas à pas présentent un pouvoir de résolution différent. Une forme de construction préférée selon l'invention est caractérisée par le fait que la roue dentée de sortie de l'un des moteurs pas à pas est--en prise avec un pignon qui coopère simultanément avec la roue dentée d'entraînement du servo-palpeur de la soupape, et par le fait que les deux roues dentees présentent, avec le même module et le même diamètre du cercle primitif, une difference du nombre de dents. Dans ces conditions, il est par ailleurs avantageux que le pignon soit ponté dans un carter qui est monté de son c8té à rotation dans le carter fixe moteur pes à pas et présente une couronne dentée extérieure qui coopère avec la roue dentée de sortie de l'autre moteur pas à pas. Grâce à la forme de réalisation selon l'invention, une rotation très fine du servo-palpeur peut s'effectuer si par exemple l'un des moteurs pas à pas présente une vitesse de division élevée, tendis qu'un réglage fin ou positionnement exact s'effectue au moyen de l'utre moteur pas à pas. Pans ces conditions, les moteurs pas à pas peuvent être commandés simulta- nément, ou dans n'importe quelle succession, car les mouvements de rotation exécutés par les moteurs pas à pas sont superposables. Avec le mEme pouvoir de résolution des deux moteurs pas à pas, l'angle de rotation du moteur pas à pes qui agit sur le servo-palpeur par l'intermédiaire du mécanisme spéci21 est transmis au servo-palpeur, réduit de façon correspondante au rapport de démultiplication, par le mécanisme spécial monté à la suite, en fonction de la différence de nombre de dents choisie entre roue dentée de sortie et roue dentée d'entraînement.Par cet effet on neut obterir de tr" > s netnts angles de rotetion au niveau de l'arbre de sortie du moteur hydraul que. sans qU il se produise une perte de vitesse par la limitation de la fréquence maximale pozaible des pas. Tes grands angles de rotation pour l'obtention d'une vitesse élevée au niveau de l'arbre de sortie du moteur pas à pas hydraulique-sont obtenues par le moteur pas à pas électrique qui entraîne le servo-palpeur par l'intermédiaire de la roue de sortie, de la roue d'entraînement et du pignon. L'invention est ci-après décrite de façon plus détaillée en référence au dessin annexé qui représente une coupe lon gitudinele d'un moteur pas à pas électro-hydraulique. Le moteur pas à pas électro-hydraulique se compose essentiellement de la partie hydraulique 1 et de la partie électrique 2. Entre ces deux parties est interposé en position fixe un carter d'engrenage 3. Dans la forme de réalisation représentée du moteur, la partie électrique est fonsée de deux moteurs pas à pas 4 et 5 à co mande électrique qui sont tous deux fixés au carter d'engrenage 3. Sur l'arbre de sortie 6 du moteur pas à pas 4 est calée une roue dentée de sortie 7 qui engrène avec un pignon 8, lequel est monté à rotation dans un carter 9 qui présente une couronne dentée extérieure 10. Dans ces conlitions, le carter 9 est mont à rotation dans le carter d'engrenage 3.Le pignon 8 coopère en même temps avec la roue dentée d'entraînement 11 qui est montée sur le servo-palpeur 12 de la soupape désignée dans l'ensemble par 13, la servo-soupape ne doit pas être montée à rotation, mais elle peut être également réalisée de manière dépla çable longitudinalement. Sur l'arbre desortie 14 du second moteur pas à pas 5 est calée une roue dentée 15 qui coopère avec la couronne dentée 10 du carter 9. De plus, une caractéristique importante consiste en ce que les deux roues dentées 7 et 11 présentent une différence de nombre de dents pour le mme diamètre du cercle primitif. Te mode de fonctionnement du moteur vst le suivant. Le moteur pas à pas 4 entraîne la roue dentée de sortie 7. De ce fait, il se produit une rotation du pignon 8 qui entraîne a son tour la roue dentée d'entraînement Il du servo-palpeur 12. Comme oti l'a déjà mentionné. 12 rçue dentée d'entrat- nement 11 présente une différence de nombre de dents par rapport à la roue dentée de sortie 7, mais elle a le même cercle prini- tif. Lorsque le moteur pas à pas 4 est actionne au royen du dispositif de commande électrique, non représenté pour des raisons de simplicité, une force est transmise à partir de la roue dentée de sortie 7 à la roue dentée d'entraînement 11 par le pignon 8 et, de ce fait, entraîne le servo-palpeur 12. Lors de l'actionne du moteur pas à pas 5, la roue dentée 15 entraîne la couronne dentée 10 du carter 9. Si alors le moteur pas à pas 4 s'arrête, le pignon 8 est mis en an mouve- ment giratoire par l'intermédiaire de la couronne dentée 10 et il tourne en même temps autour de son propre ase. Mais, étant donné que la roue dentée de sortie 7 et la roue dentée d'entraînement il présentent une différence de nombre de dents, il se produit une rotation très fine de la roue dentée d'entraînement 11 et, par suite, une rotation fine du servo-palpeur 12 qui assure la commande de la soupape 6. Cela provient du fait que la roue dentée 15 du moteur pas à pas 5 en trame la couronne dentée 10. Par la disposition du mécanisme d'engrenage réalisé de façon particulière, on peut obtenir une vitesse élevée de division avec le moterrpas à pas 4, tandis que loutre moteur pas à pas est responsable du réglage fin ou positionnement. REVENDICATIONS 1. Moteur pas à pas électro-hydraulique à commande électronique pour l'entraînement d'éléments de machine à mouvoir par pas successifs, notamment d'appareils diviseurs, de dispositifs d'avance, etc., se compesant d'une partie électrique (moteur pas à pas à commande électronique) et l'une partie hydraulique (amplificateur hydraulique de couple de rotation/moteur nydraulique et soupape commandée), caractérisé en ce que la partie électrique 2 se compose d'au moins deux moteurs p-s à pas 4, 5 qui coopèrent avec le servo-palpeur 12 de la soupape 13 par l'intermédiaire d'un mécanise spécial commun, tel qu'un engrenage différentiel, etc. 2. Moteur pas à pas selon la revendication 1, caractérisé en ce que les oteurs pas à pas 4, 5 présentent un pouvoir de resolution différent. 3. Moteur pas à pas selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la roue dentée de sortie 7 de l'un des moteur.s pas à pas 4 est en prise avec un pignon 8 qui coopère en même temps avec la roue dentée d'entraînement 11 du servo-palpeur 12 de la soupape 13, et en ce que les deux roues dentées 7, 11 pré- sentent, avec le même module et le mme diamètre du cercle primitif, une différence du nombre de dents. 4. Moteur pas à pas selon la revendication 3, caractérise en ce que le pignon 8 est monté dans un carter 9 qui est monté de son coté à rotation dans le carter fixe 3 de l'engrenage et présente une couronne dentée extérieure 10 qui coopère-avec la roue dentée de sortie 15 de l'autre moteur pas à pas.