Brevet FR2468527A1 — publié le 19810508

1. L'invention concerne d'une manière générale les dispositifs de commande de distributeurs vibrants, et plus particulièrement de tels dispositifs de commande présentant une possibilité de coupure sur de faibles courants. Les distributeurs vibrants destinés à de petites pièces telles que des vis, des écrous, des pièces de matière plastique et autres sont en général alimentés en courant alternatif et accordés électromécaniquement sur une fréquence de 60 ou 120 Hz. Dans le cas de distributeurs du type à bol, un bol destiné à contenir les pièces comporte une piste intérieure qui s'élève en hélice le long de sa circon- férence et qui est montée sur une partie intermédiaire repo- sant sur une embase. La partie intermédiaire est reliée à une source de courant alternatif au moyen d'un dispositif de régulation de puissance et elle est accordée électromagnéti- quement de manière à faire vibrer le bol. La vibration du bol provoque une ascension des pièces le long de la piste héli- coldale. La partie intermédiaire accordée du distributeur vibrant présente une charge inductive amortie relativement grande pour la source d'alimentation en énergie. Divers dispositifs de commande ont été utilisés pour faire varier la puissance. fournie par une source d'alimentation en courant alternatif à un distributeur vibrant. Ces dispositifs de régulation de puissance fonctionnent suivant le mode mono- alternance ou suivant le mode deux alternances selon que le distributeur vibrant est accordé sur 60 Hz ou 120 Hz, respec- tivement. En cours de fonctionnement, le dispositif de régu- lation de puissance transmet une partie de chaque période de la source d'alimentation (ou chaque demi-période dans le fonctionnement à 120 Hz) au distributeur vibrant. Un mode de réglage de la puissance fournie au distributeur consiste à diviser la tension de la source d'alimentation au moyen d'un circuit diviseur à résistances. Un autre procédé commun consiste à appliquer la tension de la source d'alimentation en courant alternatif au distributeur pendant une partie de chaque période ou pendant une demi- période de l'onde de courant alternatif. Des circuits à 2. thyristors à semi-conducteur à commande par gâchette peuvent être utilisés dans de tels dispositifs de régulation o, dans le cas d'un système à deux alternances, le thyristor est déclenché en un point de chaque demi- période de la tension sinusoïdale de la source de courant alternatif afin de relier le distributeur à la source d'alimentation pendant la partie restante de la demi-période. Dans tous ces ensembles à dispositif de régula- tion et distributeur vibrant, il est nécessaire de couper l'alimentation en énergie du distributeur pendant des pério- des momentanées en cours de fonctionnement, par exemple lorsque des pièces se bloquent le long de la piste conduisant du distributeur au poste d'utilisation des pièces. Jusqu'à présent, des capteurs ont été placés le long des pistes des distributeurs afin de déterminer s'il existe un blocage des pièces le long de la piste, et des interrupteurs pour courants élevés ont été placés dans la ligne d'alimentation et ont été commandés afin de couper le courant transmis au distributeur vibrant par l'intermédiaire du circuit de régu- lation. Ces interrupteurs sont placés directement sur la connexion partant de la ligne d'alimentation en courant alternatif et parcourue par le courant total de charge du distributeur dont l'ordre de grandeur est de plusieurs ampères. Des courants de commande de cette amplitude exigent des relais et d'autres organes largement dimensionnés, et les contacts de ces interrupteurs pour courants élevés se dété- riorent souvent sous l'effet de l'usure, ce qui nécessite le remplacement de l'interrupteur. L'invention concerne donc un dispositif de régu- lation pour ensemble à distributeur vibrant, présentant des possibilités de coupure sur des courants de faible intensité. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspec- tive d'un ensemble à distributeur vibrant et dispositif de régulation de puissance selon l'invention; 3. - la figure 2 est un schéma du circuit du dispo- sitif de régulation de la figure 1; et - les figures 3A à 3E sont des courbes montrant les ondes de tension en divers points du circuit de la figu- re 2. La figure 1 représente un distributeur vibrant 11 qui comporte un bol 12 destiné à contenir des pièces, une partie intermédiaire 15 destinée à faire vibrer le bol et une embase 13. Les vibrations du bol 12 ont pour effet de dépla- cer les pièces 14 le long d'une piste circonférentielle inté- rieure 16 et de les faire sortir du bol 12 sur une piste droite 17 d'alimentation. Les pièces parcourent la piste 17 vers un poste suivant, par exemple pour être soumises-à une opération effectuée dans une machine (non représentée). La figure 1 représente également un dispositif 18 de régulation de puissance relié par une connexion 19 à une source classique d'alimentation en courant alternatif à Hz. L'énergie de la source de courant alternatif est transmise par l'intermédiaire du dispositif 18 de régulation et par une connexion 21 au distributeur vibrant 11 afin de le faire vibrer. Le dispositif 18 de régulation comporte un interrupteur principal 22 et un bouton 23 de réglage de puissance permettant de déterminer la quantité d'énergie transmise au distributeur 11. Un interrupteur 26 est connecté par des lignes 24 au dispositif 18 de régulation et il peut être actionné afin de couper l'alimentation en énergie du distributeur 11 par l'intermédiaire de la connexion 21, comme décrit plus en détail ci-après. Cet interrupteur 26 est commandé par un capteur 27 qui détecte l'apparition d'un ralentissement des pièces 14 à l'emplacement d'un transducteur tel qu'indiqué en 28. Ce ralentissement des pièces peut être dû à des diffi- cultés rencontrées dans la machine placée en aval et utili- sant les pièces, ou bien il peut résulter d'un blocage des pièces en aval, sur la piste 17. Lorsqu'un ralentissement des pièces est détecté par le capteur 27, l'interrupteur 26 est actionné de manière à fournir au distributeur 11 un faible courant de coupure, comme décrit plus en détail ci-après. 4. La figure 2 représente une forme préférée de réalisation du circuit du dispositif 18 de régulation de puissance de la figure 1 et de ses connexions avec le distri- buteur vibrant 11, l'interrupteur 26 et les lignes 19 reliées à une source d'alimentation en courant alternatif. Le distri- buteur 11 présente une impédance de charge sensiblement inductive et importante et il est monté en parallèle avec une résistance 31 qui constitue une charge résistive minimale. Cette charge combinée est montée en série avec un redresseur bidirectionnel commandé 32, du type "Triac", et le circuit série formé par le "Triac" et la charge est connecté -aux lignes 19 provenant de la source d'alimentation en courant alternatif. L'interrupteur général 22 est monté en série avec l'une des lignes 19 de la source de courant alternatif afin de commander l'application du courant alternatif au circuit de régulation. - Lorsque le "Triac" 32 n'est pas conducteur, un courant minimal est fourni au distributeur 11 et ce dernier est donc sensiblement arrêté. Lorsque le "Triac" 32 est conducteur, le distributeur est connecté aux bornes de la source de courant alternatif et il est soumis à une excita- tion maximale pendant la période de conduction du "Triac". Le "Triac" 32 est déclenché, en cours de fonctionnement normal, afin d'être conducteur pendant une partie de chaque période ou pendant une demi-période de la tension de la source d'alimentation en courant alternatif, la durée de conduction du "Triac" déterminant la quantité d'énergie fournie au distributeur 11. Pour que le "Triac" 32 soit déclenché suivant un minutage permettant de fournir au distributeur ll la puissan- ce souhaitée, un condensateur 33 est chargé par l'intermé- diaire de deux circuits de charge, et la tension de ce condensateur est utilisée pour appliquer des impulsions à la gâchette du "Triac" 32. Lorsque la tension du condensateur 33 atteint la tension de rupture d'une diode bidirectionnelle ou "Diac" 34, une impulsion de déclenchement est appliquée à la gâchette du "Triac" 32 et ce dernier devient conducteur. Dans le cas d'un fonctionnement à deux alternances, 120 Hz, un 5. cavalier 36 est branché en parallèle avec une diode 37 afin que les deux polarités de la tension du condensateur 33 soient appliquées au "Diac" 34. On obtient ainsi deux impul- sions de déclenchement, à savoir une impulsion positive et une impulsion négative, pour le "Triac" 32 lors de chaque période complète de l'onde de tension de la source d'alimen- tation. La tension appliquée à la gâchette du "Triac" 32 est indiquée en Ve sur la figure 3E. Si le cavalier 36 n'est pas branché en parallèle avec la diode 37, seule la tension positive (par rapport à un noeud commun 40) du condensateur 33 est transmise par la diode 37 au "Diac" 34. Dans ce cas, seule l'impulsion positive de déclenchement de la forme d'onde Ve de la figure 3E est produite. Pour l'obtention des tensions positive et néga- tive du condensateur 33, ce. dernier est relié par deux circuits de charge à la source de courant alternatif. Un premier circuit de charge part d'un noeud 50 et passe par un cavalier 38 ou l'interrupteur 26, un potentiomètre 39 et une résistance 41. Le noeud 50 est séparé de l'une des lignes 19 d'arrivée de la source de courant alternatif par la résis- tance de charge minimale 31, relativement faible, et la charge inductive amortie du distributeur, placée en parallèle avec la résistance 31. Le noeud 50 est également connecté à l'une des bornes principales du "Triac" 32 et il est donc relié au noeud commun 40 lorsque le "Triac" conduit. Lorsque le "Triac" 32 n'est pas conducteur, le noeud 50 est sensible- ment à la tension de la ligne de la source de courant alter- natif et le condensateur 33 se charge à travers le potentio- mètre 39 et la résistance 41. La plage de temps permettant l'allumage du "Triac" 32 pendant une période de l'onde de tension est élar- gie par la présence d'un second circuit de charge qui part du noeud 45 relié, par l'interrupteur général 22, à l'une des lignes 19 de la source d'alimentation en courant alternatif. La tension présente au noeud 45 n'est pratiquement pas affec- tée par l'état du "Triac" 32 et elle charge un condensateur 42 sous la tension de la source d'alimentation en courant alternatif et à travers une résistance 43. La tension du 6. condensateur 42 provoque la charge du condensateur 33 à travers un potentiomètre 44. Le fonctionnement du circuit, à partir d'une demi-période positive (en prenant la tension du noeud 45 par rapport à celle du noeud 40), sera à présent décrit. La tension de ligne est initialement appliquée au distributeur 11 alors que le "Triac" 32 conduit, la tension Va du distri- buteur étant représentée sur la figure 3A. La tension aux bornes du "Triac" 32 est indiquée en Vb sur la figure 3B, et la somme des tensions Va et Vb est évidemment égale à la tension de la source d'alimentation entre le noeud 45 et le noeud 40. Du début de l'alternance positive jusqu'au temps t3, la tension d'entrée est appliquée au distributeur 11. Le "Triac" 32 reste conducteur pendant cette partie initiale de l'alternance positive de la tension d'entrée en raison du passage du courant inverse persistant dans le "Triac" et dans le distributeur, du fait de la -forte inductance de ce dernier. Lorsque le "Triac" 32 se bloque au temps t3, le dis- tributeur 11 n'est plus excité et la tension de la source apparaît aux bornes du "Triac" 32. Dans un fonctionnement à deux alternances, le temps t4 de l'alternance négative correspond au temps t3 de l'alternance positive. Au début de l'alternance positive de l'onde de tension de la source, la tension Vc du condensateur 42 devient positive, de sorte que ce condensateur se charge à partir du noeud 45 et à travers la résistance 43 et qu'il sert à charger, par l'intermédiaire du potentiomètre 44, le condensateur 33 déterminant le temps de déclenchement du "Triac". Une fois que le "Triac" 32 est bloqué, le condensa- teur 33 est également chargé par l'intermédiaire du circuit partant du noeud 50 et passant par le potentiomètre 39 et la résistance 41. Lorsque la tension aux bornes du condensateur 33 atteint la tension de rupture du "Diac" 34, le "Triac" 32 est déclenché et il devient de nouveau conducteur au temps t1 indiqué sur la figure 3A. A ce moment, la tension Vb du "Triac" revient à zéro et la tension de la source est de nouveau appliquée au distributeur 11. De plus, au temps tl, il se produit une 7. légère chute dans la tension V du condensateur 42 et une chute plus importante de la tension Vd du condensateur 33. Comme indiqué précédemment, l'impulsion Ve de déclenchement détermine le temps t1. La durée de charge du condensateur 33, c'est-à-dire le temps mis pour atteindre la tension de rupture du "Diac" 34 et pour produire une impulsion de déclenchement, est déterminée par les réglages des potentio- mètres 39 et 44. Plus la résistance de chaque potentiomètre est faible, plus le condensateur 33 se charge rapidement lors de chaque alternance et plus vite le "Triac" est rendu conducteur. Il convient de noter que l'application d'une plus faible puissance au distributeur a non seulement pour effet de déplacer vers la droite l'instant t1 de déclenchement du "Triac" 32, c'est-à-dire vers l'axe des ordonnées sur la figure 3A, mais également de déplacer vers la gauche, c'est- à-dire vers le début de l'alternance positive de l'onde de tension de la source d'alimentation, le temps t3 de coupure ou d'extinction du "Triac". Ce rapprochement du temps de coupure du "Triac" est dû au fait que le courant résiduel passant dans le distributeur diminue lorsque le temps de déclenchement, à la fin de l'alternance précédente, diminue. Par conséquent, le circuit 18 de régulation permet de régler sensiblement en continu et totalement la puissance fournie au distributeur. La puissance fournie au distributeur est d'autant plus grande que le "Triac" est déclenché et rendu conducteur plus tôt. Le potentiomètre 44 est de préférence réglé à une valeur initiale au cours d'une opération d'éta- lonnage, et le potentiomètre 39 est réglé au moyen d'un bouton 23 qui permet de régler le niveau de puissance appli- qué au distributeur 11. Lors de l'étalonnage du dispositif 18 de régulation, le potentiomètre 39 est placé dans sa position de résistance maximale afin de fournir au condensateur 33 le plus faible courant de charge par ce circuit de charge. Le potentiomètre 44 est ensuite réglé jusqu'à ce que le temps t1 corresponde sensiblement à t0, c'est-à-dire le point auquel l'onde de tension de la source passe par l'axe des ordonnées, afin qu'une puissance minimale soit fournie au distributeur 8. 11. Dans un fonctionnement à deux alternances et une fois le potentiomètre 44 réglé, le temps t2 se trouve au point de croisement suivant de la tension de la source. Le potentio- mètre 44 étant ainsi réglé, tout réglage du potentiomètre 39 effectué ensuite pour en diminuer la résistance entraîne un accroissement du courant de charge du condensateur 33 afin que le "Triac" 32 s'allume plus tôt. Il est possible de fournir au distributeur 11 la quantité d'énergie souhaitée en réglant le potentiomètre 39 afin d'allumer le "Triac" 32 lors de chaque période ou de chaque demi-période à l'instant approprié. Selon l'invention, l'interrupteur 26 est monté en série avec le circuit de charge du condensateur 33 passant par le potentiomètre 39 et la résistance 41. L'interrupteur 26 étant monté dans ce circuit de charge, le cavalier 38 est supprimé. Comme montré sur la figure 1, l'interrupteur 26 est relié extérieurement au dispositif 18 de régulation et il est commandé par un capteur, par exemple le capteur pouvant détecter un ralentissement des pièces sur la piste 17 d'ali- mentation. Lorsque l'interrupteur 26 est ouvert, il ouvre le circuit de charge passant par le potentiomètre 39 et la résistance 41, et le dispositif 18 de régulation transmet une puissance minimale au distributeur. Il apparaît qu'en plaçant l'interrupteur dans ce circuit de charge, il devient inutile de procéder à des commutations sous courant important, en série avec le distributeur 11. En fait, le courant passant dans le circuit de charge par l'interrupteur 26 est inférieur au courant total de charge du condensateur 33 de commande de la gâchette du "Triac", car il existe un second circuit de charge passant par la résistance 43 et le potentiomètre 44. En général, le courant du circuit de charge est de l'ordre de quelques milli-ampères et le courant du distributeur est de l'ordre de quelques ampères. Le circuit 18 de régulation comporte également deux résistances à variation automatique ou varistors 46 et 47 qui limitent l'amplitude des tensions transitoires entre les lignes 19 d'arrivée de la source de tension et les bornes du "Triac" 32. Le dispositif de régulation comporte également 9. un circuit d'amortissement relié aux bornes du "Triac" 32 et comprenant une résistance 48 montée en série avec un conden- sateur 49 afin de limiter la vitesse de montée de la tension aux bornes du "Triac". Bien que le circuit de régulation ait été décrit dans son application à un distributeur vibrant du type à bol, il est évident que d'autres types de dispositifs vibrants de distribution de pièces peuvent également utiliser le circuit 18 de régulation. De tels dispositifs comprennent, par exem- ple, des distributeurs de pièces en chaîne et des trémies de stockage vibrantes. Il ressort de la description précédente que le dispositif de régulation de puissance selon l'invention, des- tiné à un appareil du type distributeur vibrant, permet des commutations sous faible courant de la puissance fournie à l'appareil en réponse à des conditions détectées à l'exté- rieur. Cette commutation extérieure du dispositif de régula- tion de puissance peut être réalisée en fonction de condi- tions d'écoulement de pièces, comme montré dans la forme de réalisation représentée, ou bien en fonction d'autres condi- tions exigeant l'arrêt de l'appareil vibrant. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif de régulation décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 10. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de régulation de puissance destiné à transmettre l'énergie d'une source d'alimentation en courant alternatif à un distributeur vibrant (11), carac- térisé en ce qu'il comporte un thyristor (32) comprenant des bornes principales et une gâchette, ce thyristor pouvant être déclenché au moyen de sa gâchette, pouvant prendre un état conducteur et un état nonconducteur et pouvant fonctionner de manière que, lorsqu'il est dans un premier état, de l'énergie soit fournie par la source de courant alternatif au distributeur vibrant et que, lorsqu'il est dans son autre état, l'énergie ne soit pas transmise de la source de courant alternatif au distributeur vibrant, au moins l'une des bornes principales étant reliée au distributeur vibrant, et au moins l'une des bornes principales étant reliée à la source de courant alternatif, un condensateur (33), destiné à déclen- cher le thyristor, étant monté entre- la gâchette et l'une des bornes principales de ce thyristor, un circuit de charge étant compris entre la source d'alimentation en courant alternatif et le condensateur, et un interrupteur (26) étant associé à ce circuit de charge et pouvant être actionné afin d'en modifier l'impédance. 2. - Dispositif de régulation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comporte un second conden- sateur (42) relié par un circuit de charge à la source de courant alternatif et par un autre circuit de charge au premier condensateur (33). 3. - Dispositif de régulation selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (27) éloigné du dispositif (18) de régulation et commandant l'interrupteur (26) associé au circuit de charge compris entre la source de courant alternatif et le premier conden- sateur (33). 4. - Dispositif.de. régulation selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que l'une des bornes principales du thyristor (32) est reliée au distributeur vibrant (11) et en ce que l'autre borne principale est reliée à la source d'alimentation en courant alternatif. 11. 5. - Dispositif de régulation selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce que le circuit de charge du premier condensateur (33) comprend un premier potentiomètre réglable (39) et en ce que le circuit de charge compris entre le premier condensateur et le second condensateur (42) comprend un second potentiomètre réglable (44). 6. - Ensemble à distributeur vibrant et dispo- sitif de régulation, caractérisé en ce qu'il comprend un distributeur vibrant (11) de pièces (14) présentant une piste (16, 17) de sortie des pièces, un dispositif (18) de régula- tion qui comprend un thyristor (34) comportant des bornes principales reliées au distributeur vibrant et à une source d'alimentation en courant alternatif, et une gâchette, un condensateur (33) étant relié à la gâchette du thyristor et un circuit de charge, compris entre la source de courant alternatif et le condensateur, comprenant un interrupteur (26) commandé à distance. 7. - Ensemble selon la revendication 6, caracté- risé en ce qu'il comporte également un capteur (27) disposé de manière à détecter des accumulations de pièces (14) sur la piste et pouvant être actionné afin de commander ledit inter- rupteur (26). 8. - Ensemble selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le dispositif (18) de régulation comporte un second circuit de charge du condensateur (33) qui comprend une résistance (43) et un second condensateur (42) connectés aux bornes (19) de la source de courant alternatif, et un potentiomètre (44) monté entre le second condensateur et le premier condensateur.