Brevet FR2398228A1 — publié le 19790216

La présente invention est relative à un procédé d'entraînement d'un mobile suivant des courses aller et retour, avec arrêts effectifs aux fins de courses, ainsi qu' un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. La plupart des problèmes posés par le chargement ou le transfert automatique de pièces sur des machines de production, nécessitent la mise en place d'elements assurant des courses rectilignes ou curvilignes, sous forme d'aller et retour avec, en bout des courses aller et retour, des arrêts effectifs permettant la réalisation d'opérations secondaires synchronisées telles que, par exemple, la pose ou le prélèvement d'une pièce. Un moyen particulièrement répandu et économique pour ce genre de solution consiste en l'utilisation d'organes de motorisation linéaire, tels que des vérins pneumatiques ou hydrauliques, avec arrêts aux fins de courses mécaniques #des moteurs, ou sur des butées positives. Ces solutions particulièrement simples deviennent rapidement inutilisables quand les cadences ou les vitesses linéaires augmentent On est alors amené envisager l'utilisation de cames et de dispositifs mécaniques associés, avec synchronisation mécanique des entraînements de la machine de production avec les organes d'asservissement supplémentaires. Cette solution donne d'excellents résultats sur le plan cinématique mais, a de hautes cadences, elle présente malheureusement 11 inconvénient d'aboutir a un prix de réalisation très élevé. L'invention a pour but surtout de permettre la réalisation, a l'aide de moyens simples et économiques, d'un dispositif mécanique donnant pour de nombreuses applications pratiques les mêmes avantages que la commande a base de cames. On sait que la transformation d'un mouvement circulaire uniforme en un mouvement alternatif à loi de vitesse sinusoldale ou semi-sinusoldale, est facilement réalisable par l'association d'une manivelle et d'une -glissière, ou d'une manivelle et d'une bielle. Mais dans ce cas, l'arrêt obtenu en fin de course aller et retour n'est pas suffisamment marqué pour permettre la réalisation de mouvements auxiliaires. Suivant l'invention, un procédé d'entraînement d'un mobile suivant des courses aller et retour, avec arrêts effectifs aux fins de courses, consiste à transformer un mouvement rotatif en un mouvement alternatif linéaire au moyen d'une manivelle et d'une bielle ou d'une glissière, puis à transformer ce mouvement alternatif linéaire en un mouvement alternatif tournant suivant une amplitude voisine de 1800, puis à transformer enfin ce mouvement alternatif tournant en un mouvement alternatif final désiré au moyen d'une seconde manivelle et d'une seconde bielle ou glissière. Ledit mouvement alternatif final peut être un moulent linéaire, ou un mouvement d'oscillation, réalisé, soit par l'association d'une crémaillère et d'un pignon, soit par des leviers articulés. Suivant un aspect particulier de l'invention, ledit mouvement alternatif linéaire intermédiaire est transformé en un mouvement alternatif rotatif suivant une amplitude voisine de 1800, puis ce mouvement alternatif rotatif est transformé en un second mouvement alternatif linéaire intermédiaire au moyen d'une nouvelle manivelle et d'une nouvelle bielle ou glissière, ce dernier mouvement alternatif linéaire intermédiaire étant ensuite transformé en un nouveau mouvement alternatif tournant, lui-même transformé en le mouvement alternatif final désiré. Suivant un autre aspect particulier de l'invention, on peut ajuster le rapport entre les temps d'arrêts effectifs aux fins de courses et de déplacements en réglant l'amplitude de rotation d'au moins l'un des mouvements alternatifs tournants intermédiaires, et on peut modifier ce rapport en réglant les rapports des longueurs des bielles et des manivelles ou des glissières. Suivant une application particulière de l'invention, lesdits temps d'arrêts effectifs aux fins de course peuvent être utilisés pour des opérations auxiliaires devise en charge etlou de dépose, pour servir une machine dont la commande principale est synchronisée mécaniquement avec ledit mouvement rotatif primaire auquel est appliqué le procédé, ledit mouvement rotatif primaire pouvant être obtenu par une motorisation auxiliaire synchronisée, notamment par tout ou rien, avec ladite commande principale de ladite machine à servir. L'invention consiste également en un dispositif d'entraînement d'un mobile suivant des courses aller et retour, avec arrêts effectifs aux fins de courses, caractérisé en ce qu'il comporte un organe rotatif primaire, au moins deux ensembles manivelle-bielle ou glissière, au moins un organe alternatif tournant intermédiaire et un organe alternatif de sortie, le mouvement rotatif dudit organe rotatif primaire étant transformé en le mouvement alternatif -final dudit organe alternatif de sortie par un procédé suivant l'invention. Suivant une application particulière de l'invention, ledit mobile peut être un organe mobile d'une machine. Ladite machine peut être un avance-bande dont les mouvements de serrage et de déserrage de la barde sont commandés pendant les temps d'arrêts effectifs aux fins de courses, par des éléments de distribution du fluide sous pression utilisé pour le serrage et le déserrage, commandés par des cames entraînées mécaniquement par ledit organe rotatif primaire. Ladite machine peut être une presse dont ledit dispositif constitue l'alimentateur, le#s temps d'arrêts effectifs aux fins de courses étant utilisés pour réaliser des mouvements auxiliaires perpendiculaires au mouvement principal de la machine, pour permettre la prise en charge ou la dépose de pièces préalablement transformées par la machine dans divers postes de travail, de centrage, de graissage, de-contrôle, etc. Lesdits mouvements auxiliaires peuvent être obtenus, soit au moyen d'une motorisaiton complémentaire telle que celle d'un vérin hydraulique ou pneumatique, les éléments de distribution du fluide sous pression dudit vérin étant commandés par des cames entraînées mécaniquement par ledit organe rotatif primaire, soit par une commande mécanique par came et leviers, synchronisée mécaniquement avec ledit organe rotatif primaire. L'invention consiste encore en un dispositif comportant un certain nombre d'alimentateurs- ainsi que des tapis transporteurs de liaison entre plusieurs machines liées auxdits alimentateurs. Suivant un aspect particulier de l'invention, ledit dispositif peut être un dispositif de transfert à barres et pinces, les temps d'arrêts effectifs aux fins de course étant utilisés pour réaliser des mouvements auxiliaires d'ouverture et de fermeture desdites pinces, ces mouvements auxiliaires d'ouverture et de fermeture desdites pinces pouvant être obtenus, soit au moyen d'une motorisation complémentaire, telle que celle d'un vérin hydraulique ou pneumatique, les éléments de distribution du fluide sous pression dudit vérin étant commandés par des cames entraînées mécaniquement par ledit organe rotatif primaire, soit au moyen d'une commande mécanique par came et leviers, synchronisée mécaniquement avec ledit organe rotatif primaire. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Aux dessins annexés - la Figure 1 est une vue schématique montrant le fonctionnement du procédé suivant l'invention - la Figure 2 est un graphique espace-temps du procédé de la Figure 1 - la Figure 3 est une vue schématique d'une variante du procédé de la Figure 1 ; - la Figure 4 est une vue schématique d'une autre variante du procédé de la Figure 1 ; - la Figure 5 est une vue en coupe verticale suivant V-V de la Figure 6 d'un premier mode d'application de l'invention à un avance-bande ; - la Figure 6 est une vue en coupe horizontale suivant VI-VI de la Figure 5 - la Figure 7 est une vue suivant Vil-Vil de la Figure 8 d'un deuxième mode d'application de l'invention à un dispositif d'alimentation d'une presse ;; - la Figure 8 est une vue suivant Vili-Vili de la -Figure 7 - la Figure 9 est une vue suivant IX-IX de la Figure 10 d'un troisième mode d'application de l'invention à un dispositif de transfert à barres et pinces ; - et la Figure 10 est une vue suivant X-X de la Figure 9. Comme on le voit à la Figure I, la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention consiste à transformer le mouvement rotatif d'un arbre moteur I tournant à vitesse angulaire constante suivant une rotation de 3600 de manière à obtenir un mouvement complet d'aller et retour d'un mobile récepteur 3 coulissant dans un palier quelconque 5. Pour ce faire, on prévoit une manivelle 7 solidaire de l'arbre moteur I et articulée en 9 à une bielle 11, elle-même articulée en 13 à une crémaillère 15 mobile en translation par rapport à un support 17. La partie dentée 19 de la crémaillère 15 engrène avec un pignon denté 21 dont l'axe 23 est solidaire d'une seconde manivelle 25 articulée en 27 à une seconde bielle 29, cette dernière étant enfin articulée en 31 au mobile 3. On voit qu par un choix judicieux des dimensions des diverses pièces décrites, on peut faire en sorte que la manivelle 25 soit animée d'un mouvement alternatif tournant d'une amplitude 33 d'environ 1800. Ainsi pour toute rotation de 3600 de l'arbre moteur le le mobile récepteur 3 effectuera un cycle complet d'aller et retour suivant un mouvement alternatif linéaire avec des temps d'arrêt aux fins de courses qui correspondront chacun à une rotation d'environ 300 de l'arbre moteur 1. En outre, les mouvements du mobile 3 s'effectueront avec un contrôle rigoureux des -vitesses et des accélérations. La durée relative des arrêts effectifs du mobile 3 aux fins de courses pourra être ajustée par un choix judicieux des rapports des longueurs des bielles 11 et 29 aux longueurs des manivelles 7 et 25. Ceci apparaît plus clairement en référence à la Figure 2 où l'on a représenté les courses C du mobile 3 en fonction de la rotation R de l'arbre moteur 1 en degrés. La courbe A montre les courses C obtenues avec des rapports bielles/manivelles de 4 et la courbe B montre les courses obtenues avec des rapports de 2. On voit clairement que l'arrêt effectif Aa obtenu pour la courbe A est inférieur à l'arrêt effectif Ab obtenu pour la courbe B. On peut également corriger la durée des temps d'arrêt en augmentant l'angle de rotation de la course 33 de la manivelle 25 pour lui donner une valeur légèrement supérieure à 1800 Comme on le voit ssla Figure 3, on peut concevoir une variante de la réalisation de la Figure 1 dans laquelle la crémaillère 15, au lieu d'être articulée à la bielle 11, est solidaire de celle-ci et guidée dans un boitier oscillant 17, susceptible de tourner autour de l'axe du pignon 21 qui porte la manivelle 25 dont l'extrémité est articulée en 35 sur un coulisseau 37 se déplaçant sur une glissière 39 solidaire du mobile 3, lui-même coulissant dans son palier 5. Comme on le voit à la Figure 4, une autre variante consiste à donner aux divers éléments des dimensions telles que l'axe 23 du pig#non 21 tourne alternativement d'un angle tel qu'un taquet d'entraînement 41 monté sur une chaîne 43, entraînée par un pignon 45 solidaire de l'axe 23, décrive une trajectoire constituée par un quart de cercle 47, une ligne droite 49 et un autre quart de cercle 51,ce dernier étant déterminé par le passage de la chaîne 43 sur un pignon libre 53 Bien entendu, l'axe 23 est supporté en rotation dans un palier fixe 55. Cette variante permet, avec un encombrement réduit, de communiquer au mobile 3, rendu solidaire du taquet d'entraînement 41, une course importante. Il est possible d'envisager d'autres variantes dans lesquelles le mobile 3 est associé à un secteur denté et à une crémaillère qui transforment son mouvement linéaire alternatif en un mouvement circulaire alternatif. Le même résultat peut être également obtenu au moyen de leviers articulés et de bielles de liaison. On peut également envisager de rendre lemobile 3 solidaire d'un b ti fixe et l'axe moteur 1 solidaire d'une partie mobile. On va décrire ci-après trois modes d'application pratique, à titre d'exemples non limit#atifs, qui entrent dans le cadre de l'invention car ils utilisent son principe de base. Dans le premier de ces modes d'application représenté aux Figures 5 et 6, il s'agit d'un dispositif d'avance-bande pour une presse. L'arbre d'entrée 1 peut être entraîné, soit par-la presse elle-même, soit par une motorisation auxiliaire constituée par exemple par an moteur embrayage-frein synchronisé électriquement avec la presse. Cet arbre 1 porte une manivelle 7 de rayon fixe reliée par une bielle 11 à une crémaillère 15 engrenant sur un pignon 21 solidaire d'un arbre principal 23. La longueur de la manivelle 7 et les dimensions du couple pignon 21-crémaillère 15 sont telles que l'arbre 23 tourne alternativement de 1800. L'arbre 23 porte une glissière 57 dans laquelle coulisse et stimmobilise une manivelle 25 de rayon réglable.Le réglage de ce rayon permet d'obtenir l'avance désirée d'une pince 59 reliée à l'extrémité de la manivelle 25 par une bielle 29, l'avance de la pince 59 étant le double de la valeur du rayon de la manivelle 25. Le pinçage et le dépinçage de la bande sont réalisés pendant les temps d'arrêt effectifs aux extrémités des courses aller et retour. Ils peuvent par exemple être obtenus au moyen d'un vérin hydraulique ou pneumatique dont le distributeur de commande peut être mécaniquement commandé par des cames solidaires de l'arbre d'entrée 1. Ce dispositif permet, par application du procédé de l'invention, de réaliser un aménage de bande performant précis et économique. Dans le deuxième de ces modes d'application représenté aux Figures 7 et 8, il s'agit d'un dispositif d'alimentation de pièces dans une presse ou une machine équivalente. L'arbre d'entrée 1 peut être entraîné, soit par la presse elle-même, soit par une motorisation auxiliaire constituée par exemple par un moteur embrayage-frein synchronisé électriquement avec la machine. Cet arbre 1 porte une manivelle de rayon-fixe 7 reliez une crémaillère 15 par une bielle 11 et engrenant sur un pignon 21 solidaire d'un arbre 23. L'arbre 23 porte à son tour une manivelle 25 dont la longueur est égale à la moitié de la course à transmettre au chariot mobile 3 qui porte une glissière 39 sur laquelle se déplace un coulisseau 37 lié à l'extrémité de la manivelle 25.L'ensemble qui vient d'être décrit fonctionne donc suivant le principe de la Figure 3 et le chariot 3 effectue donc des allers et retours avec arrêts effectifs aux fins de courses, qui peuvent être mis à profit pour effectuer un mouvement auxiliaire perpendiculaire au mouvement du chariot 3, par exemple pour prélever ou déposer des pièces sur des postes de travail, de recentrage, de graissage, de contrôle, etc. Ces mouvements auxiliaires peuvent être commandés soit par un vérin hydraulique ou pneumatique, soit par une commande mécanique à came, solidaire de l'arbre 1 et agissant grâce à des-leviers 61 synchronisés par un arbre 63 aux deux extrémités de la course principale.Deux galets différents 65 et 67 qui redoivent les mouvements des leviers 61, permettent, par le réglage des bras de leviers, d'obtenir des courses auxiliaires différentes à l'aller et au retour. En associant le dispositif precedent, dispose avec son mouvement principal horizontal et son mouvement auxiliaire vertical, à un dispositif auxiliaire de prélevement de feuilles sur une pile, ou à une plate-forme à niveau constant, on peut réaliser un chargeur automatique de presse à hautes performances. En reliant ensemble plusieurs dues chargeurs précédents par des tapis transporteurs de liaison, on peut réaliser des transferts automatiques entre plusieurs machines. Dans le troisième de ces modes d'application représente aux Figures 9 et 10, il s'agit d'unwdispositif de transfert à barres et pinces. L'arbre d'entrée 1 peut être entraîné, soit par la presse, soit par une motorisation auxiliaire constituée par exemple par un moteur embrayage-frein synchronisé électriquement avec la presse. L'arbre 1 porte une manivelle 7 reliée à une crémaillère 15 par une bielle 11 et engrenant sur un pignon 21 solidaire d'un arbre 23. L'arbre 23 porte à son tour une manivelle 25 dont la longueur est égale à la moitié de la course à transmettre à la glissiere 37 qui entraîne des barres 69.Sur les barres 69, des glissières 71 portent des éléments de préhension 73 dont les mouvements d'ouverture et de fermeture sont synchronisés par des crémaillères de liaison 75 engrenant sur des pignons 77. Une came 79 solidaire de arbre d'entrée 1 provoque, par le jeu de leviers 81*la translation d'une glissière 83 dans laquelle l'un des éléments de préhension 73 vient prendre la commande d'ouverture et de fermeture. Une tringlerie 85 commande la synchronisation des-mouvements de fermeture et d'ouverture des éléments de préhension 73 des deux barres 69. On voit qu'on a ainsi réalisé très simplement l'entraînement mécanique d'un transfert à barres et pinces au moyen du procédé de l'invention. I1 va-de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour celà du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'entraînement d'un mobile suivant des courses aller et retour, avec arrêts effectifs aux fins de courses, caractérisé en ce qu'il consiste à transformer un mouvement rotatif en un mouvement alternatif linéaire au moyen d'une manivelle et d'une bielle ou d'une glissière, puis à transformer ce mouvement alternatif linéaire en un mouvement alternatif tournant suivant une amplitude voisine de 1800, puis à transformer enfin ce mouvement alternatif tournant en un mouvement alternatif final désiré au moyen d'une seconde manivelle et d'une seconde bielle ou glissière. 2.- Procédé suivant la revendication li caractérisé en ce que ledit mouvement alternatif final est un mouvement linéaire. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mouvement alternatif final est un mouvement d'oscillation réalisé par l'association d'une crémaillère et d'un pignon. 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mouvement alternatif final est un mouvement d'oscillation réalisé par des leviers articulés. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit mouvement alternatif linéaire intermédiaire est transformé en un mouvement alternatif rotatif suivant une amplitude voisine de 1800, puis ce mouvement alternatif rotatif est transformé en un second mouvement alternatif linéaire intermédiaire au moyen d'une nouvelle manivelle et d'une-nouvelle bielle ou glissière, ce dernier mouvement alternatif linéaire intermédiaire étant ensuite transformé en un nouveau mouvement alternatif tournant, lui-même transformé en le mouvement alternatif final désiré. 6.- procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on ajuste le rapport entre les temps d'arrêts effectifs aux fins de courses et de déplacements en réglant l'amplitude de rotation d'au moins l'un des mouvements alternatifs tournants intermédiaires. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on modifie le rapport entre les temps des arrêts effectifs aux fins de courses et de déplacements en réglant les rapports des longueurs des bielles et des manivelles. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits temps d'arrêts effectifs aux fins de course sont utilisés pour des opérations auxiliaires de prise en charge et/ou de dépose. 9.- procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à-8, caractérisé en ce qu'il est destiné à servir une machine dont la commande principale est synchronisée mécaniquement avec ledit mouvement rotatif primaire auquel est appliqué le procédé. 10.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit mouvement rotatif primaire est obtenu par une motorisation auxiliaire synchronisée, notamment par tout ou rien, avec ladite commande principale de ladite machine à servir. 11.- Dispositif d'entraînement d'un mobile suivant des courses aller et retour, avec arrêts effectifs aux fins de courses, caractérisé en ce qu'il comporte un organe rotatif primaire, au moins deux ensembles manivelle-bielle ou glissière, au moins un organe alternatif tournant intermédiaire et un organe alternatif de sortie, le mouvement rotatif dudit organe rotatif primaire étant transformé en le mouvement alternatif final dudit organe alternatif de sortie par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ledit mobile est un organe mobile d'une machine. 13.- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ladite machine-est un avance-bande dont les mouvements de serrage et de déserrage de la bande sont commandés pendant les temps d'arrêts effectifs aux fins de courses, par des éléments de distribution du fluide sous pression utilisé pour le serrage et le déserrage, commandés par des cames entraînées mécaniquement par ledit organe rotatif primaire. 14.- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ladite machine est une presse dont ledit dispositif constitue l'alimentateur, les temps d'arrêts effectifs aux fins de courses étant utilisés pour réaliser des mouvements auxiliaires perpendiculaires au mouvement principal de la machine, pour permettre la prise en charge ou la dépose de pièces préalablement transformées par la machine dans divers postes de travail, de centrage, de graissage, et de contrôle. - 15.- Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits mouvements auxiliaires sont obtenus au moyen d'une motorisation complémentaire telle que celle d'un vérin hydraulique ou pneumatique, les éléments de distribution du fluide sous pression dudit vérin étant commandés par des cames entraînées mécaniquement par ledit organe rotatif primaire. 16.- Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits mouvements auxiliaires sont obtenus par une commande mécanique par came et leviers, synchronisée mécaniquement avec ledit organe rotatif primaire. 17.- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un certain nombre d'alimentateurs suivant l'une des revendications 15 et 16, ainsi que des tapis transporteurs de liaison entre plusieurs machines liées auxdits alimentateurs. 18.- Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu il consiste en un dispositif de transfert à barres et pinces, les temps d'arrêts effectifs aux fins de course étant utilisés pour réaliser des mouvements auxiliaires d'ouverture et de fermeture desdites pinces. 19.- Dispositif suivant la revendication 18, caractérisé en ce que lesdits mouvements auxiliaires d'ouverture et de fermeture desdites pinces sont obtenus au moyen d'une motorisation complémentaire, telle que celle d'un vérin hydraulique ou pneumatique#, les éléments de distribution du fluide sous pression dudit vérin étant commandés par des cames entraînées mécaniquement par ledit organe rotatif primaire. 20.- Dispositif suivant la revendication 18, caractérisé en ce que lesdits mouvements auxiliaires d'ouverture et de fermeture desdites pinces sont obtenus au moyen d'une commande mécanique par came et leviers, synchronisée mécaniquement avec ledit organe rotatif primaire.