Brevet FR2453093A1 — publié le 19801031

La présente invention se rapporte à un transporteur à vibration comprenant un mécanisme d'entratnement vibratoire éleotromagnétique qui agit sur un bac transporteur, un capteur de vibration qui capte les vibrations mécaniques du bac transporteur et un dispositif régulateur servant à régler l'amplitude de la vibration sur une valeur de consigne. Les transporteurs à vibration sont principalement utilisés pour acheminer des pièces, présentées sans ordre dans une installation de fabrication, à un poste de fabrication avec une orientation déterminée. A cet effet, on utilise en général des bacs transporteurs cylindriques le long de la périphérie circulaire desquels les pièces sont transportées en mouvement ascendant à partir du fond du bac, le long d'un chemin qui s'élève en hélice, les pièces étant placées dans une orientation voulue pendant leur transport au moyen de chicanes appropriées. Dans les transporteurs à vibration relativement grands, l'amplitude de vibration et, par conséquent, le débit de transport di- pencteattrès fortement du poids du remplissage, de sorte que l'amplitude de la vibration dépend fortement du degré de remplissage du bac transporteur. Dans le cas d'une puissance vibratoire constante, l'amplitude de la vibration croit avec le vidage progressif du bac. Il en résulte que le produit transporté saute verticalement et ne peut plus avancer. On peut surmonter cette difficulté en donnant au bac transporteur un poids propre suffisamment grand pour que le poids du produit contenu dans ce bac, qui décroît avec le vidage progressif du bac, n'agisse pratiquement pas sur l'amplitude de la vibration.Ces bacs lourds ne sont pas seule ment coûteux en soi, mais en outre, ils exigent une puissance 'L'entraînement considérable et, de ce fait, des mécanismes d'entrainement en vibration à la fois encombrants et coûteux. C'est pourquoi, en pratique, on emprunte dans la plupart des cas deux autre voies. Soit on maintient le bac transporteur dans un état de remplissage à peu près constant en le regarnissant à intervalles relativement courts, soit on munit le transporteur à vibration d'un dispositif de réglage commandé manuelle ment, au moyen duquel on règle la puissance vibratoire sur une valeur relativement élevée après le remplissage du bao transporteur et, ensuite, avec le vidage progressif du produit transporté, on règle cette puissance sur des valeurs de plus en plus bas- ses, à à intervalles de temps déterminés. Malheureusement, ces deux méthodes nécessitent l'attention et l'intervention d'une personne affectée au travail et impliquent par conséquent des frais permanents relativement élevés. On connaît par le brevet suisse 540 175, une solution visant à perfectionner les appareils en utilisant un dispositif régulateur électronique à l'aide duquel l'amplitude de la vibration et, de ce fait, le rendement de transport du transporteur à vibration peuvent store maintenus à une valeur très indépendante du degré de remplissage du bac transporteur. Toutefois, le capteur de vibration qui capte l'amplitude de la vibration et à l'aide duquel on obtient le signal de valeur réelle utilisé pour le processus de régulation se revole très problèmatique.Cette solution comporte une plaque de base à laquelle sont fixés lee ressorts vibrant s qui portent le bac transporteur en lui permettant de vibrer, et sur laquelle est fixée une tige qui fait saillie vers le haut au-dessous du bac transporteur et est munie à son extrémité supérieure d'une tête sur laquelle est fixé un transducteur piézo- électrique servant de capteur de vibration.La surface du tran- ducteur piézo-électrique qui est la plus éloignez de la tette de la tige est reliée à la face inférieure du fond du bac transporteur par l'intermcdiaire d'un élément de liaison. Etant donné qu'il est reconnu qu'un tel capteur de vibrations doit naturellement être trèa protégé, on réalise l'élément de liaison en une matibre élastique. Toutefois, ceci signifie que la transmission des vibrations entre le bac transporteur et le capteur de vibrations piézo-électrique est relativement mauvaise, ce qui est pré judiciable à la régulation des très petites amplitudes de vibrations.En raison des propriétés élastiques de l'élément de liai son et en raison du fait que la tige support du transducteur piézo-électrique s'élève en porte-à-faux, il peut se produire des phénomènes de résonance sous l'effet desquels les vibrations mécaniques qui sont effectivement transmises au transducteur piézo lectrique sont différentes des vibrations réellement décrites par le bac transporteur.Pour tenir compte de ce point de vue, on doit chercher à rendre l'élément de liaison entre le bac transporteur et le transducteur pitzo-électrique aussi souple que po- sible, ce qui est mrlheureusement contradictoire avec une trancmission au moins à peu près satisfaisante des vibrations entre le bac transporteur et le transducteur piézo-électrique. Pour obtenir un bon transport de la matière 9 transporter sur un chemin hélicosdal, on met habituellement le bac transporteur en vibration tangentielle le long de sa périphérie et on obtient ce résultat en utilisant des ressorts vibrants qui sont inclinés par rapport à la verticale.C'est en partioulier dans le cas de l'utilisation de ces ressorts vibrants inclinés que la vibration mécanique comprend, en dehors de composantes tangentielles, également des composantes verticales relativement fortes. D'une part, le capteur de vibration du transporteur à vibration dEjA connu ne permet de capter qu'une seule de ces deux composantes et, d'autre part, la présence de l'autre composante pose des problO- mes mécaniques. Le but de l'invention consiste à perfectionner un transporteur à vibration du genre décrit au début du présent mémoire de manière à permettre de réaliser un captage de la vibration dépourvu d'aléas, précis, de nature à permettre de régler même de très petites amplitudes de vibration et pour lequel la présence de vibrations qui comportent plus d'une seule composante de direction ne pose aucun problème. Suivant l'invention, ce problème est résolu dans un transporteur à vibration du genre défini au début du présent mémoire par le fait qu'on utilise comme capteur de vibration une sonde à magnétorésistance coopérant avec une palette ferreuse magnétiquement douce qui ne la touche pas,de manière que, lors de la vibration du bac transporteur, il se produise entre ces deux éléments un mouvement relatif sous l'effet duquel le compo tement de résistance de la sonde à magnétorésistance varie périodiquement et par le fait que le signal de valeur réelle est déduit de la variation de résistance de la sonde à magnétorésistance. Les magnétorésistances sont des résistances à semiconducteur commandées magnétiquement dont la valeur ohmique varie en fonction du champ magnétique qui agit sur elles. La valeur ohmique depend par ailleurs de l'angle d'incidence du champ magnd- tique par rapport à la surface de la magnétorésistance. Les sondes à magnétorésistance comprennent au minimum une magnétorésistance qui est pré-magnétisee par un aimant permanent logé dans la sonde. Si l'on déplace une pièce ferreuse devant la surface de la magnétorésistance ou les surfaces des magnétorésistance, il se produit une déviation du champ de pré-magnétisation qui dépend de la position instantanée de la pièce ferreuse par rapport aux magnétorésistances. Les sondes différentielles à magnétorésistance qui comprennent deux magnétorésistances juxtaposées dont les variations de résistance peuvent être détectées, par exemple à l'aide d'un circuit en pont, permettent une bonne compensation de la sensibilité à la température. fl est connu d'utiliser des sondes à magnétorésistance dans le domaine des processus de commutation électrique sans contacts et sans actionnement mécanique, en particulier pour les compte-tours, les capteurs de position et les générateurs de fonction. L'utilisation suivant l'invention d'une sonde à magnétorésistance dont le champ magnétique est influencé par une palette ferreuse qui ne la touche pas et qui décrit un mouvement relatif par rapport à la sonde au rythme de la vibration du bac transporteur apporte des avantages considérables. Grâce au captage des vibrations sans contact mécanique, on supprime toutes les difficultes mécaniques résultant de la transmission des vibrations. Les éléments amortisseurs de la transmission des vibrations tels que ceux qui sont nécessaires dans le cas de l'utilisation des transducteurs piézo-lectriques pour protéger ces transducteurs sont inutiles dans l'appareil suivant l'invention. Il devient ainsi possible de régler même de très petites amplitudes de vibrations. Grâce à la transmission des vibrations sans contact mécanique, il est également possible de régler le point zéro du capteur de vibration d'une façon très simple et sans aléas.Les mouvements d'abaissement vertical d'un bac transporteur animé d'une vibration tangentielle, qu'ils résultent de la présence d'une composante de vibration orientée verticalement, ou d'une variation du poids de la matière transportée, ne posent pas de problèmes dans le cas oonsidéré. Suivant les positions relatives de la sonde à magnétorésistance et de la palette ferreuse, on peut, soit capter les deux composantes d'une vibration bi-dimensionnelle, soit assurer l'insensibilité du captage à l'une des composantes. Suivant d'autres caractéristiqnes, on peut utiliser comme capteur de vibration une sonde différentielle à magnétoré sistance à l'aide de laquelle on peut obtenir une compensation particulièrement bonne de la sensibilité à la température du signal réel mesuré.Le réglage fin du point zéro du capteur de vibration peut s'effectuer d'une façon très précise et avec des moyens techniques simples si l'on donne à la palette ferreuse la forme d'une bande et si l'on fixe l'une de ses extrémités, à une distance fixe du bac transporteur, par exemple en utilisant une douille entretoise, tandis que l'autre extrémité, qui se trouve au milieu de la face frontale de la sonde à magnétorésistance lorsque le bac transporteur est au repos et que le point zéro est correctement réglé, est maintenue à une distance réglable du bac transporteur, en surmontant la force d'un ressort qui tend à l'éloigner du bac transporteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma bloc d'une forme de réalisa- tion du nouveau transporteur à vibration équipe d'un dispositif régulateur t la figure 2 repreente un dispositif de réglage fin du dispositif capteur de vibration du transporteur à vibration re présenté sur la figure 1 ;; la figure 3 représente un autre dispositif de réglage fin du dispositif capteur de vibration du transporteur à vibration représente sur la figure 1 la figure 4 est une vue en élévation de c8té d'un dispositif de fixation d'une palette ferreuse du genre représenté sur la figure 3 ; la figure 5 représente un dispositif de fixation tel que celui de la figure 4 mais prévu en vue du montage consécutif sur le plateau vibrant d'un bac transporteur ; et la figure 6 est une vue partielle en élévation de c8té du dispositif capteur de vibration représenté sur la figure 22 sans le bloc de fixation 37. Sur la figure 1, on a représenté schematiquement une partie d'un bac transporteur 11 qui est muni sur sa périphérie d'au moins une patte 13 en matière magnétique rigidement solidaire du bac transporteur 11. La patte 13 peut être constituée, par exemple par l'un de plusieurs ressorts vibrants présentant la forme de lames et au moyen desquels le bac transporteur 11 est relié à une plaque de base fixe d'une façon qui lui permet de vibrer. Pour faciliter la vibration tangentielle du bac transporteur 11, ces ressorts vibrants peuvent être inclinés sur la verticale. La patte 13 en matière magnétique subit l'action d'un électro-aimant excitateur 12 à l'aide duquel le bac transporteur 11 est mis en vibration. Sur la patte 13 est fixée une palette ferreuse, faite de préférence d'une matière magnètiquement douce et qui possède une rigidité suffisante pour accompagner les mouvements de la patte 13 pratiquement sans oscillation propre. La palette ferreuse 15 présente, par exemple la forme d'une bande. Devant l'extrémité libre de la palette ferreuse 15 est agencé, à faible distance, un capteur de vibration 17 présenté sous la forme d'une sonde à magnétorésistance, de préférence une sonde différentielle à magnétorésistance, cette sonde étant disposée de manière que, lorsque le bac transporteur 11 est mis en vibration, ltextrOmité libre de la palette ferreuse 15 se déplace devant la face frontale du capteur de vibration 17 qui comprend la magnétorésistance ou les magnétorésistances. La variation de la valeur ohmique de la magnétorésistance ou des magnétorésistan- ces sous l'effet des mouvements vibratoires que la palette ferreuse 15 décrit devant la sonde 17 est transformée en un signal d'intensité ou de tension qui est amplifié à l'aide d'un amplificateur 19 et transformé en une tension continue à l'aide d'un redresseur de valeur de crête. Cette tension représente la va- leur réelle de l'amplitude de vibration du bac transporteur 11. La valeur de consigne de l'amplitude de vibration du bac transporteur peut être réglée au niveau voulu au moyen d'un géné- rateur de valeur de consigne 23. Un comparateur 25 sffectue la comparaison entre la valeur de consigne et la valeur réelle, Le signal de sortie du comparateur 25 qui résulte de cette compta~ raison influence un organe de réglage 27 à l'aide duquel la puio- sance d'excitation transmise à l'électro-aimant 12 est modifiée jusqu'à ce que l'amplitude de vibration du bac transporteur 11 qui est captée par le capteur 17 corresponde-à l'amplitude de vibration désirée qu'on a réglée sur le générateur de valeur de consigne 23. La figure 2 montre une forme préférée de r8alisoton de la palette ferreuse 15 ainsi su'un dispositif au noyen duquel on peut régler avec précision La position de repos de la palette ferreuse 15 par rapport à la sonde à magnétorésistance 17, La palette ferreuse 15 présente la forme d'une bande dont les extrémités 15a et 15b sont coudées à angle obtus dans deux directions différentes par rapport à sa partie centrale 15c, de préférence de telle manière que les deux extrémités 15a et 15b soient contenues dans deux plans parallèles distinct. L'extré- mité 15a de la palette 15 qui se trouve en position nupérieure sur la figure 2 cst fixée à une distance fixe du bac transport teur 11 à l'aide d'une vie 25 et avec interposition d'une bague entretoise 31.L'extrémité 15b de la palette 15 qui se trouve en position inférieure sur la figure 2 est reliée au bac transport teur 11, à l'aide d'une vis 33, au-dessous du coude infVrieur de cette palette. L'extrmité infrieure 15b est maintenue éloignée du bac transporteur 11 par un fort ressort hélicoïdal 35. L'extrémité inférieure l5b de la palette ferrouse 15 se trouve au-dessus de la surface frontale de la sonde 17 adjacente à la magnétorésistance ou aux magnétorésistances. La sonde 17 est fixée å une plaque de base 39 par un bloc de montage 37 d'une manière qui maintient un petit entrefer, par exemple de 0,4 mm,entre la surface frontale de la sonde 17 et le bord de la palette ferreuse 15 qui est le plus proche de cette surface frontale. Pour le réglage fin de la palette ferreuse 15, on des- serre un contre-écrou 15 visé sur le filetage de la vis 33 et on tourne la vis 33 dans un sens ou dans l'autre jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 15b de la palette ferreuse 15 se trouve face au milieu de la surface frontale de la sonde 17. La figure 3 montre une autre forme préférée de réalisation de l'invention dans laquelle une palette ferreuse 15' en forme de bande rectiligne est fixée au plateau vibrant 45 d'un bac transporteur 11 à l'aide d'un dispositif de fixation 43. A son extrémité la plus éloignée de la sonde 17, la palette ferreuse 15' est fixée au moyen d'une vis 29'. Comme dans le cas de la forme de réalisation de la figure 2, la palette ferreuse 15' est fixée au dispositif de fixation 43 en un point situé entre ses deux extrémités, au moyen d'une vis de réglage 33' munie d'un contre-écrou et en surmontant la force d'un fort ressort 35' qui tend à- éloigner la palette du dispositif de fixation 43.En agissant sur la vis de réglage 33' on peut régler la position de l'extrémité libre de la palette ferreuse 15' par rapport à la sonde 17. Egalement dans cette forme de réalisation, la sonde 17 est fixée à une plaque de base 39 au moyen d'un bloc de montage 37. Le dispositif de fixation 43 peut être venu d'une seule pièce avec le plateau vibrant 45, comme le montrent la figure 3 et la figure 4 qui représentent le dispositif de fixation 43 dans une vue de profil. Le dispositif de fixation 43 peut toutefois également être rapporté sur le plateau vibrant 45, comme on l'a représenté sur la figure 5 ce qui peut s'effectuer dans le cas où un transporteur à vibration doit être équipé ultérieurement d'un dispositif régulateur suivant l'invention.Dans les deux cas, le dispositif de fixation 43 présente de préférence la forme d'une équerre, une branche de équerre étant appuyée contre le plateau vibrant 45 et portant à son extrémité libre l'extrémité de la palatte ferreuse 151 qui est la plus éloignée de la sonde à nagnétorésistance 17, tandis que, dans l'autre branche de l'équerre, qui s'éloigne du plateau vibrant 45, est vissée une vis de rigla- ge 35' qui maintient la zone de la palette ferreuse 15' située entre son extrémité de fixation et son extrémité libre à une distance réglable de la branche du dispositif de fixation 43 qui s'éloigne du plateau vibrant 45, en surmontant la force d'un ressort 35'. Sur la figure 6, on a représenté par une vue partielle et de profil un exemple de la position relative de la palette ferreuse 15 ou 15' par rapport à la sonde à magnétorésistance 17. La distance séparant la palette ferreuse 15 ou 15' de la surface frontale de la sonde 17 est de préférence de 0,4 mm. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par lthomme de l'art au dispositif qui vient d'étire décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Transporteur à vibration comprenant un mécanisme d'entraînement en vibration a aotion électromagnétique qui agit sur un bac transporteur, un capteur de vibration qui capte les vibrations mdoaniques du bac transporteur et un dispositif régula- teur servant à régler l'amplitude de vibration sur une valeur de consigne, oe transporteur étant caractérisé en ce qu'il comporte, comme capteur de vibration (17), une sonde à magnétorésistance coopérant avec une palette ferreuse (15) magnétiquement douce qui ne la touche pas de manière que, lors de la vibration du bac transporteur (11), il se produise entre ces deux éléments un mouvement relatif sous l'effet duquel le comportement de résistance de la sonde à magnétorésistance varie périodiquement et en ce que le signal de valeur réelle est déduit de la variation de résistance de la sonde à magnétorésistance. 2 - Transporteur ê vibration suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, comme capteur de vibration, une sonde différentielle à magnétorésistance dont les deux magnétore- sistances subissent des variations de résistance en réponse au mouvement relatif produit entre la sonde à magnétorésistance (17) et la palette ferreuse (15). 3 - Transporteur à vibration suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la palette ferreuse (15) présente la forme d'une bande et en ce que, lorsque le bac transporteur (11) est au repos, cette palette est maintenue dans une position telle que l'un de ses petits côtés soit à très petite distance au-dessus du milieu de la sonde à magnétorésistan- ce (17). 4 - Transporteur à vibration suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde a magné- torésistance (17) est montée en une position fixe tandis que la palette ferreuse (15) est fixée au bac transporteur vibrant (11). 5 - Transporteur à vibration suivent l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracterisé en ce qu'à son extremité la plus éloignée de la sonde à magnétorésistance (17), la palette ferreuse (15) est fixée au bac transporteur (11) en un point fixe de ce bac tandis que dans la région de son extrémité (15b) qui est proche de 1 sonde à magnétorésistance (17), elle est fixee à ce même bac à une distance réglable de ce bac, l'extrtmité (15b) qui se trouve au-dessuss de la sonde à magnétorésistance (17) étant montée en porte-à-faux. 6 - Transporteur à vibration suivant la revendication 5, caractéris; en ce que les deux extrémités (15a, 15b) de la palette ferreuse (15) sont disposées dans des plans distincts parallèles entre eux et sont tenues chacune par un élément de fixation distinct (29, 33), en ce qutà son extrémité (15a) la plus 'éloignée de la sonde à magnétorésistance (17) la palette ferreuse (15) est fixée à une distance invariable du bac transporteur (11) au moyen d'un élément entretoise (31) tandis qu'à proximité de l'extrémité (15b) qui est la plus rapprochée de la sonde à magnétorésistance (17), cette palette est fixée en position réglable, en surmontant la force d'un ressort (35) qui tend à éloigner la palette du bac transporteur (11). 7 - Transporteur à vibration suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le plateau vibrant (45) du bac tranapor- teur (11) porte un dispositif de fixation (43) présentant la forme d'une équerre qui est venu d'une seule pièce avec le plateau ou est boulonné sur ce plateau, une branche de cette équerre étant appliquée contre le plateau vibrant (45) et portant b son extrémité libre l'extrémité de la palette ferreuse (15') qui est la plus éloignée de la sonde à magnétorésistance (17), tandis que, dans l'autre branche, qui s'éloigne du plateau vibrant (45), est vissée une vis de réglage (35'j qui maintient la palette ferreuse (15') dans la zone comprise entre son extrémité fixe et son extrémité en porte-à-faux, à une distance réglable de la branche du dispositif de fixation (43) qui fait saillie sur le plateau vibrant (45), en surmontant la force d'un ressort (35f).