Brevet FR2275275A1 — publié le 19760116

La présente invention est relative à un dispositif pour orienter un objet dans l'espace. Le secteur technique de l'invention est celui de la mécanique et plus particulièrement celui des machines-outils. L'objectif à atteindre est un dispositif pour présenter des objets devant un outil ou un ensemblede plusieurs outils afin de soumettre lesdits objets à leur action en vue de leur surfaçage, polissage ou toutes autres opérations susceptibles d'être effectuées mécaniquement. Cet objectif est atteint grâce au dispositif pour orienter un objet dans l'espace selon l'invention, lequel comporte un bâti auquel est articulé un bras portant un support sur lequel est monté à rotation une broche porteobjet, caractérisé en ce que ledit bras est mû par des moyens reliés à au moins un balancier articulé audit bâti, lequel balancier porte un palpeur pour coopérer avec une came solidaire d'un plateau circulaire entraîné en rotation et porté par le bâti, et en ce que des moyens sont prévus pour modifier la vitesse de rotation dudit plateau afin d'accélérer ou de retarder les mouvements dudit objet. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que les points d'articulation des organes co uniquant les mouvements à la broche porte-objet sont ramenés sur une ligne passant par le centre de ladite broche et le centre d'un pivot auquel est articulé ledit bras. Une trie caractéristique de l'invention consiste en ce que les moyens pour entraîner ledit plateau porte-cames en rotation, et pour modifier sa vitesse se composent d'une came indépendante, laquelle coopère avec un galet monté à rotation libre à l'une des extrémités d'un levier pivotant, lequel commande un variateur de vitesse. Selon une forme de réalisation, ledit variateur de vitesse est compose par un ensemble de deux roues à friction, dont une est calée sur l'arbre d'un moteur,lequel est fixé à un support articulé audit levier pivotant et dont l'autre est caléesur l'arbre d'entrée d'un réducteur, les deux roues tant dans des plans sensiblement perpendiculaire. Un des avantages de l'invention est de permettre de réaliser mécaniquement des opérations qui sont habituellement effectuées manuellement et cela principalement dans les domaines du surfaçage, du polissage et de la peinture pour des objets de toutes formes, chaque opération devant être pratiquée au cours d'un cycle déterminé. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le dispositif comporte des moyens pour modifier la vitesse du plateau porte-cames communiquant les mouvements à la broche porte-objet. L'attention est attirée sur le fait que ledit dispositif est réalisé pour fonctionner dans des conditions difficiles, dans des ambiances chargées en poussières de toutes provenances. On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description suivante uniquement donnée à titre d'exemple non limitatif ainsi qu'au dessin annexé sur lequel - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale et schématique d'un dispositif selon l'invention. - La figure 2 est une vue partielle suivant Il-Il du mécanisme transformant le mouvement linéaire d'un des balanciersfen mouvement de rotation de la broche porte-objet. - La figure 3 est une vue schématique partielle suivant III-III du mécanisme sur lequel est articulé le bras porte-objet. - La figure 4 est une vue en élévation partielle et schématique d'un dispositif selon l'invention illustrant le mécanisme d'entraînement du plateau porte-cames et le dispositif de correction de la vitesse dudit plateau. - La figure 5 est une vue suivant V-V d'une des roues à friction composant ledit dispositif de correction illustré à la figure 4. La figure I représente selon un exemple d'exécution,un dispositif selon l'invention pour orienter un objet et le mettre au contact de divers outillages, et qui se compose d'un bâti I sur lequel est monté à rotation autour d'un arbre horizontal 2, un plateau circulaire 3. Ce dernier est disposé dans un carter la. A l'intérieur du bâti I et devant ledit plateau 3, est disposé un bras 4 s'étendant suivant une ligne oblique divergeant à l'opposez du plateau 3,de la partie basse à la partie haute dudit bâti 1.Ce bras 4 est supporté par un pivot 5 par l'intermédiaire de quatre biellettes 6 formant un paral lélogramme déformable, articulé d'une part à la partie basse du bras 4, autour d'axes 4a et, audit pivot 5, sur son axe diamétral, autour d'axes Sa. Le pivot 5 repose sur le bâti I par l'intermédiaire d'une cage à rouleaux 5b ou de tout autre dispositif similaire en soi connu. En partie haute, il comporte un chariot-support 7 monté à coulissement sur une glissière horizontale 4b, solidaire de la partie haute du bras 4. Ledit support 7 porte une broche porte-objet 8 montée à rotation et qui s'étend vers le haut dans une position verticale. L'objectif est donc de communiquer à ladite broche porte-objet les mouvements latéraux ; à droite et à gauche de l'axe longitudinal du dispositif ; haut et bas ; avant - arrière, et de rotation autour de son axe. Il convient toutefois de noter que compte tenu de son principe de fonctionnement, d'autres mouvements pourraient etre communiqués à ladite broche 7, bien que la présente description soit limitée à quatre. Tous ces mouvements sont obtenus au moyen de balanciers qui coopèrent chacun avec une came solidaire du plateau 3. On précisera que ce dernier comporte autant de cames qu'il y a de positions à donner à la broche porte-objet. Dans le cas précis dont il est question, le plateau 3 comporte quatre cames à raison de deux cames par face. Ces cames sont des fers plats 3a, 3b, 3c, 3d s étendant perpendiculairement aux faces du plateau 3 et solidarisés par sou dure â ce dernier. Les cames 3a/3h sont situees sur une desdites faces du pla teau, les cames 3c/3c sont situées sur l'autre. Ces cames soit de .if' > -rtntHs longueurs et sont réalisées à partir 4 iliats composant des fourbures et dùrt les extrémités se rejoignent de sorte à former des rampes sans fin, chaque si nuosité se présentant au même point pendant la rotation du plateau 3 et à cha que rouir complet de ce dernier. La came 3a commande ainsi le mouvement avant/arrière du chariot 7 porte-objet.ce mouvement longitudinal est obtenu par un ensemble d'organes comprenant : un balancier 9, monté à pivotement sur le bâti I autour d'un axe 9a,Ce balancier se déplace parallèlement au plateau 3, comporte un palpeur 10 disposé dans une cage 9b et qui coopère avec la came 3a. A son extrémité 9c, opposée à l'axe 9a, est articulée une bielle 11, elle-même articulée en lia à un levier 12, monté pivotant autour d'un axe 4c s'étendant perpendiculairement au bras 4. Ce levier 12 comporte à son extrémité opposée à l'axe 4c une fourchette 12a qui coopère avec un doigt 7a parallèle a ] 'axe 4c.Cette disposition en soi connue permet de communiquer un mouvement linéaire à partir d'un organe pivotant et également d'accroître le parcours linéaire de l'organe ainsi en traîné à partir d'un mouvement initial de faible amplitude. La came 3b commande le mouvement vertical du bras 4. Ce mouvement est obtenu au moyen d'un balancier 13 monté à pivotement sur le châssis 1 autour d'un axe 13a. Ce balancier 13 se déplace parallèlement au plateau 3 et porte dans une cage 13b un palpeur 10 qui coopère avec ladite came 3b. A son extrémité 13c opposée à l'axe 13a est articulée une bielle 14, elle-meme articulée autour d'un axe 6a s'étendant perpendiculairement à un levier 6b. Ledit levier 6b (figure 3) s'étend vers le haut de la machine et est solidaire d'une des deux biellettes inférieures 6 du parallélogramme déformable qui relie le bras 4 au pivot 5. Une plaque 6d solidarise ces deux biellettes inférieures. Le point d'articulation de la bielle 14 sur l'axe 6a se situe sen siblement dans l'axe autour duquel pivote le pivot 5. Deux ressorts de compen sation 15 sont attachés d'une part un levier Se par l'intermédiaire d'une ti ge Se s 'étendant perpendiculairement à ce dernier, et d'autre part à un doigt 6c fixé une des biellettes supérieure 6 par l'intermédiaire d'une patte so lidaire de cette dernière. Ces ressorts ont pour rôle de soulager l'action du balancier 13, compte tenu du poids mort du bras 4, notamment lorsque le chariot porte-objet 7 est dans sa position avant extrême. La came 3c commande le mouvement de rotation de la broche 8. Celui-ci est obtenu au moyen du balancier 16 qui est monté pivotement sur le bâti 1 autour d'un axe 16a. Ledit balancier 16 se déplace parallèlement au plateau 3 et est coudé au droit d'une cage 16b dans laquelle est monté un palpeur 10 qui coopère avec ladite came 3c. Il comporte à une de ses extrémités un levier 16c auquel est accroché un ressort de compensation 17, lequel est attaché audit bâti 1. Son extrémité opposée au point d'articulation 16a est articulée en 16d à une chaîne mécanique du genre Brampton ou similaire 18. Cette dernière coopère avec trois pignons dentés disposés dans un plan perpendiculaire à celui dans lequel se déplace le balancier 16.Deux desdits pignons 19 sont d'un même diamètre et sont alignés sur un même axe vertical parallèle audit plan dans lequel se déplace le balancier 16. Le troisième pignon 20 est décalé sur le côté et entraîne un joint d'articulation brisé 21, du genre joint de cardan ou similaire, par exemple un roulement à cage sphérique. Ce dernier est solidaire d'un arbre téléscopique 22, lequel relie le mécanisme d'entraînement de la broche 8 par l'intermédiaire d'un autre joint brisé 23. Ledit mécanisme d'entraînement de la broche 8 se compose d'un arbre 8a monté à rotation sur le chariot 7 et d'un couple conique 8b à un des pignons desquels est fixée la broche 8. La broche 8 comporte des moyens pour la fixation de l'objet, disposition en soi connue. La tige télescopique de l'arbre 22 est guidée par un jeu de deux galets à roulement à billes afin de réduire au maximum tout jeu indésirable dans la transmission. Cet arbre télescopique 22 est nécessaire pour assurer la rotation de la broche 8 quelle que soit la position du bras 4. La came 3d commande les mouvements du bras 4 dans le sens horizontal et de part et d'autre de l'axe longitudinal de la machine, lesquels mouvements sont obtenus au moyen d'un balancier 14 monté pivotant autour d'un axe 24a fixé au bâti 1 et comportant une cage 24b dans laquelle est disposé un palpeur 10 pour coopérer avec la came 3d. Une bielle 25, articulée à ses extrémités en 24c et 25a, communique le mouvement du balancier 24 à un relais pivotant 26, en agissant sur un levier 26a solidaire dudit relais 26. Ce dernier commande le pivotement du bras 4 en agissant sur ledit pivot 5, par l'intermédiaire dudit levier 5c et d'une biellette 27 articulée d'une part au levier 5c en 5d, et d'autre part à un manneton 26b en 26c dudit relais 26.Les points d'articulation des différents organes commandant les mouvements de la broche porteobjet sont ramenés sur une ligne XXI passant par le centre de ladite broche 8 et du pivot 5. Les articulations et notamment celles repérées, 9c/11a/13c/6a/ 21/23/24c/25a/16d, comportent des roulements à billes à cage sphérique de manière à permettre les changements de direction des différents organes commandés par les cames. Les palpeurs 10 sont d'une forme cylindrique pour venir s'ajuster dans les cages 9b/13b/16b/24b. Ils sont montés amovibles et sont maintenus en position au moyen d'une vis qui coopère avec un taraudage pratiqué dans lesdites cages, laquelle vis s'engage dans un logement réservé dans le corps cylindrique du palpeur. Celui-ci comporte deux galets 10a qui sont montés à rotation autour de deux axes paralleles,pour rouler sur chacune des faces paralleles desdites cames. Tous ces mouvements sont exécutés au cours d'un cycle pendant que le plateau 3 effectue un tour complet. L'arrêt dudit plateau est commandé par un contact actionné par une proéminence 3c du plateau 3. Le remise en marche du dispositif est effectuée manuellement. Le dispositif pourrait cependant être équipé d'un boîtier électronique ou autre afin de le rendre entierementauto- matique. On notera qu'en fonction de l'orientation qui doit être commmiquée à l'objet en vue de son façonnage, le profil des cames est différent, compte tenu de la forme de l'objet. Le plateau 3 est, de ce fait, démontable afin de permettre de disposer sur la machine un autre plateau similaire comportant un jeu de cames appropriées. Le remplacement du plateau 3 nécessite le démontage des palpeurs 10. On notera également que le profil des cames est tracé sur le plateau en utilisant I'ensereble cinématiquede l'appareillage, en donnant à l'objet les différentes positions imposées en vue de. son façonnage. Chacune des cames est tracée séparément en utilisant un organe repère disposé au lieu et place du palpeur. Les cames sont ensuite formées en suivant les contours du tracé porte sur le plateau. Compte tenu des imperfections locales de l'objet à façonner, nota sent lorsque le dispositif selon l'invention doit être utilisé dans le cadre du polissage de l'objet, par exemple en cas de soufflures résultant du coulage en fonderie, il est nécessaire d'augmenter le temps de contact de l'outil sur l'objet. Par ailleurs, une partie de l'objet peut ne présenter aucun défaut et le temps de passage initialement prévu peut s'avérer trop long pour un certain nombre d'objets à facohner. Dans ce cas et inversement à celui précédernient cité, il peut être avantageux d'accélérer le temps de contact de l'outil sur l'objet. Notons également que le profil des cames peut présenter un défaut local qu'il est nécessaire de corriger pour obtenir le résultat escompté. Pour pallier à tous ces impondérables, un dispositif de correction du temps de contact et du temps de passage d'une position de l'objet à une autre est prévue. On a donc pensé à effectuer cette correction en réduisant ou en augmentant la vitesse du plateau porte-cames 3 en utilisant un mécanisme agissant sur le moteur d'entraînement dudit plateau. On a ainsi adjoint au dispositif qui vient d'être décrit un disque came 28, lequel est calé d'une manière amovible sur l'arbre 2 sur lequel est monté le plateau 3. Le disque 28 tourne ainsi à la même vitesse que le plateau 3. Le moteur d'entraînement 29 dudit plateau est fixé à un support 30 articulé en 30a à un levier 31, lequel est monté à pivotement sur le châssis 1 autour d'un axe 32. Le levier 31 comporte deux bras 31a/31b disposés à quatrevingt-dix degrés l'un de l'autre. A l'extrémité de l'un de ces bras 31b est articulé le support 30, à l'extrémité de l'autre 31a est montée à rotation en 30b un galet 33, lequel coopère avec le contour périphérique de la came 28. Le moteur 29 comporte, montée en porte à faux à l'extrémité de son arbre 29a, une roue à friction enrobée d'un élastomère 29b. Cette dernière s'appuie sur une des faces d'une autre roue 34 constituée par un plateau circulaire.Ce plateau est calé sur l'arbre d'entrée d'un réducteur de vitesse 35 qui commande le plateau 3 par l'intermediaire d'une transmission par chaîne 36 et roues dentées. Une de ces roues 37 est solidaire de l'arbre 2 sur lequel est monté le plateau ; l'autre 38 est calée sur l'arbre de sortie dudit réducteur 35. Les roues à friction 29b et 34 sont dans des plans sensiblement perpendiculaires. Le bras 31b comporte une butée 31c. Un ressort de compression 37 prenant appui d'une part sur ladite butée 31c et d'autre part sur le support articulé 30, pousse ce dernier de telle sorte que la roue 29b soit en permanence en pression sur le plateau 34 pour assurer son entraînement. Le plateau 34 comporte deux poignées 34a disposées diamétralement et à égale distance du centre dudit plateau afin que les masses s 'équilibrent pendant la rotation. Ces poignées permettent de manoeuvrer manuellement ledit dispositif. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'âtre décrits uniquement à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour orienter un objet dans l'espace, comprenant un bâti auquel est articulé un bras portant un support sur lequel est montée à rotation une broche porte-objet, caractérisé en ce que ledit bras est mû par des moyens reliés à au moins un balancier articulé audit bâti, lequel balancier porte un palpeur pour coopérer avec une came solidaire d'un plateau circu laire entraîné en rotation et porté par le bâti, et en ce que des moyens sont prévus pour modifier la vitesse de rotation dudit plateau afin d'ac célérer ou de retarder les mouvements dudit objet 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras est articulé à un pivot par l'intermédiaire d'un ensemble de biellettes formant un parallélogramme déformable. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le pivotement du bras dans le sens horizontal est obtenu par un balancier auquel est articulé à une de ses extrémités une bielle, laquelle entraîne ledit bras par l'intermédiaire d'un relais pivotant, lequel est relié audit-bras par l'intermédiaire d'une biellette articulée d'une part audit relais et d'autre part à un levier solidaire dudit pivot. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que le mouvement du bras dans le sens vertical est obtenu par un balancier auquel est articulée à une de ses extrémités, une bielle, la quelle actionne ledit bras par l'intermédiaire d'up levier auquel elle est articulée, lequel levier est fixé à au moins une desdites biellettes for mant le parallelogramme déformable dudit bras, l'action dudit balancier étant soulagée par au moins un moyen élastique de compensation accroché d'une part à un point fixe solidaire dudit pivot et d'autre part à un le vier solidaire d'une des biellettes dudit parallélogramme. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit support d'objet est monté coulissant sur ledit bras, et en ce que son déplacement dans le sens longitudinal est obtenu par un ba lancier auquel est articulée une bielle, laquelle est elle-même articulée à un levier monté à pivotement sur ledit bras et comportant à une de ses extrémités une fourchette qui coopère avec un doigt fixé audit support d'objet. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caracté risé en ce que la broche sur laquelle est fixé l'objet est entraînée en rotation au moyen d'un balancier dont une de ses extrémités est attachée à une chaîne et l'autre à au moins un moyen élastique de compensation accro ché audit bâti, laquelle chaîne s' enroule autour d'au moins deux pignons dentés, dont l'un communique le mouvement de rotation à ladite broche par l'intermédiaire d'un arbre de transmission télescopique comportant à cha cune de ses extrémités un joint d'articulation brisé, dont l'un est soli daire d'un desdits pignons et l'autre est fixé à un axe monté à rotation sur ledit support, lequel axe entraîne la broche par l'intermédiaire d'un couple conique. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les points d'articulation des organes sont ramenés sur une ligne passant par le centre de la broche porte-objet et le centre dudit pivot au quel est articulé ledit bras. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens pour entraîner ledit plateau porte-cames en rotation et pour modifier sa vitesse se composent d'une came indépendante, laquelle coopère avec un galet monté à rotation libre à l'une des extrémités d'un levier pivotant, lequel commande un variateur de vitesse. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit variateur de vitesse est composé par un ensemble de deux roues à friction dont une est calee sur l'arbre & n moteur, lequel est fixe à ua suppart articulé audit levier pivotant et dont l'autre est calée sur l'arbre d'entrée d'un réducteur, les deux roues étant dans des plans sensiblement perpendiculai res. 10- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ledit support articulé est soumis à l'action d'un moyen élasti que pour appliquer avec force la roue entraînée par ledit moteur sur une des faces de l'autre roue, la rotation du plateau porte-cames étant obte nue par une transmission par chaîne et roues dentées dont une roue est so lidaire dudit plateau et l'autre est calée sur l'arbre de sortie dudit réducteur.