Brevet FR2480386A1 — publié le 19811016

1. La présente invention concerne des systèmes de com- mande cycloidaux dont la vitesse est réduite à mi-course de façon à minimiser les chocs et à réduire le niveau de bruit des parties animées d'un mouvement alternatif, par exemple, au moment o des pièces sont élevées ou convoyées. La demande de brevet américain n 51.677 du 25 juin 1979 au nom de la demanderesse, ayant pour titre: "Cycloidal Drive" décrit un agencement qui peut être utili- sé dans certaines presses à souder et analogues. Le disposi- tif faisant l'objet de cette demande de brevet ne comporte 1O pas certaines caractéristiques contrairement à la présente invention, laquelle peut ainsi faire l'objet d'applications dans d'autres types de presses et de dispositifs de levaqe. Les brevets à=ricains suivants de l'art antérieur sont con- sidérés comme du domaine de la présente invention, mais ne comportent pas les caractéristiques et avantages faisant l'objet des présentes revendications: Brevet Gervais n 3.559.767 Brevet Matsushita n 3.971.261 Brevet Seki n 3.956.942 Brevet Staecker et autres n 2.822.696 Brevet Fracke n 3.468. 173 Brevet Koderman n 3.886.805 2. Brevet Hosoda et autres no 3.921.465 Brevet Mori et autres no 3.960.024 Brevet Obra no 4.020.708 Brevet Obra n0 4.089.228 Brevet Drungil no 4.095.522 Un objet de la présente invention est de prévoir un système articulé du type cycloidal à bref arrêt à mi- course qui s'applique particulièrement à des presses hydrau- liques de type simple à commande par le bas ainsi qu'à des mécanismes élévateurs pour structures d'étau du type C et convoyeurs de pièces automatisés à commande par vérins. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système perfectionné de ce type, qui soit simple, fiable et d'une construction économique. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront trouvés dans la description et dans les revendications suivantes ainsi que dans les dessins d'accompagnement. Le système articulé à arrêt bref de mouvement à mi- course de la présente invention comprend un engrenage fixe, un arbre moteur pouvant osciller sur l'axe de l'engrenage fi- xe, une manivelle fixée à l'arbre, un engrenage excentrique monté en rotation à l'extrémité extérieure de la manivelle et en prise avec l'engrenage fixe, un excentrique fixé à l'axe de l'engrenage excentrique et pouvant tourner sur celui- ci, et un bras d'élévation comportant une extrémité intérieure montée en rotation sur l'excentrique et une extrémité exté- rieure comportant un moyen de liaison à un organe entraîné. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective du système articulé selon la présente invention; La figure 2 est une vue schématique représentant la position des pièces lorsque le bras élévateur se trouve dans sa position la plus basse; - Les figures 3 à 8 sont des figures semblables à 3. la figure 2, qui représentent le mouvement des pièces lors de la venue du bras élévateur à sa position la plus haute, ainsi que le lieu géométrique de l'axe de l'excentrique; La figure 9 est un diagramme représentant la varia- tion de la course d'élévation en fonction du temps pour une vitesse constante de l'arbre moteur; La figure 10 est une vue en perspective représen- tant une application de la présente invention à la commande par le bas d'une presse hydraulique; La figure 11 est une vue en perspective représen- tant une application de la présente invention en dispositif élévateur d'une structure d'étau en forme de C; et La figure 12 est une vue en perspective représen- tant une application de la présente invention en mécanisme élévateur d'un convoyeur automatisé de pièces. Le système articulé de la présente invention est généralement représenté en 11 dans la figure 1 et comprend une paire de paliers ordinaires 12 et 13 distants l'un de l'autre. Un arbre 14 s'étend entre les paliers dans lesquels il est monté et supporte un moyen d'accouplement 15 situé à l'extérieur du palier 13 destiné à être relié à une source d'énergie. Un engrenage fixe 16, ayant la forme d'un engrenage soleil, est fixé vers l'intérieur du palier 12 et est concen- trique à l'arbre 14. Deux manivelles 17 et 18 sont fixées pa- rallèlement l'une à l'autre à l'arbre 14 entre l'engrenage 16 et le palier 13. Un arbre 19 d'engrenage excentrique est monté en rotation à l'extrémité extérieure des manivelles 17 et 18. Cet arbre s'étend entre les manivelles et, à l'exté- rieur de celles-ci, dans la direction du palier 12. Un engrenage excentrique 21 est fixé à la partie de l'arbre 19 s'étendant vers l'extérieur. Cet engrenage excen- trique est en prise avec l'engrenage 16. Le cercle primitif de l'engrenage 16 est représenté comme ayant un diamètre double de celui de l'engrenage 21. Un excentrique 22 est fixé à l'arbre 19 et placé entre les manivelles 17 et 18. Un bras élévateur, représenté 4. en 23, comporte une extrémité intérieure 24 montée en rota- tion sur l'excentrique 22 et une extrémité extérieure 25 pré- vue pour être reliée à un organe entraîné. La partie médiane 26 du bras 23 est incurvée de sorte que, pendant le mouve- ment du bras élévateur entre ses positions extrêmes, le bras dispose d'un espace 27 qui évitera son contact avec la par- tie 28 des manivelles de l'arbre 14 qui relie les bras 17 et 18. Le fonctionnement de l'ensemble 11 est représenté dans les figures 2 à 8. Partant d'une position représentée en figure 2 o la partie extérieure 25 du bras 23 se trouve dans sa position la plus basse, le centre 29 de l'excentrique 22 se trouve dans la position représentée. La partie 25 du bras 23, qui est amenée à se déplacer le long de la vertica- le 31, se trouve donc dans sa position la plus basse. On no- tera que l'espace 27 formé par la courbure du bras 23 et plus particulièrement par la partie 26, permettra au bras élé- vateur d'éviter la partie 28 des manivelles qui est montée sur l'arbre 14 et relie les bras 17 et 18. Lors d'une rotation de 300 de l'arbre 14 et des manivelles 17 et 18, représentée en figure 3, l'action plané- taire des engrenages provoquera la rotation de l'excentrique 22 d'un angle supplémentaire de 600. Cela entraînera un dé- placement vers le haut de la partie 25 du bras 23. Lors d'une nouvelle rotation des manivelles d'un angle de 300 (position correspondant à 60 , figure 4), l'excentrique 22 aura tourné d'un angle de 1200. L'élévation de la partie 25 du bras 23 de manivelle sera plus rapide qu'avant. Lorsque les bras de manivelle 17 et 18 atteignent leur position à 900, repré- sentée en figure 5,l'excentrique 22 aura tourné de 1800. La vitesse d'élévation'entre la figure 4 et la figure 5 sera plus lente qu'avant, car le centre 29 de l'excentrique se dé- placera réellement vers le bas par.rapport à l'axe de l'arbre 19. Les manivelles 17 et 18 se déplaçant de nouveau de 300 pour prendre la position de la figure 6, l'extrémité ex- térieure 25 du bras 23 se déplacera de nouveau à une vitesse 5. plus lente étant donné que le centre 29 de l'excentrique con- tinue à se déplacer vers le bas par rapport à l'axe de l'ar- bre 19. Le déplacement jusqu'à la position représentée en figure 7, suivant un nouvel angle de 30 pour les manivelles 17 et 18, aura pour effet que le centre 29 se déplacera vers le haut par rapport à l'axe de l'arbre 19. Ainsi, l'extrémi- té extérieure 25 du bras 23 s'élèvera à une vitesse relative- ment rapide. Lorsque la position représentée en figure 8 est atteinte, les manivelles 17 et 18 se trouveront dans la posi- tion la plus élevée et il en sera de même pour l'extrémité extérieure 25 du bras 23. Cependant, la vitesse de déplacement sera quelque peu plus lente que lors du dernier incrément. Lorsqu'on souhaite ramener le bras 23 à sa position la plus basse, on fera tourner l'arbre 14 dans la direction opposée par l'intermédiaire du moyen d'accouplement 15. Le bras élévateur suivra le même trajet qu'auparavant, ralentis- sant à mi-course, et arrivera à la position représentée en figure 2. La figure 9 est un diagramme représentant la varia- tion de la course d'élévation entre la figure 2 et la figure 8, c'est-àdire entre la position la plus basse et la position la plus haute des manivelles 17 et 18. Ce diagramme s'applique également en cas de fonctionnement dans le sens inverse. Pour une vitesse de rotation constante de l'arbre 14, la partie initiale de la course de montée, représentée en 32, sera re- lativement rapide. A la mi-course, représentée en 33, il y aura ralentissement ou période de bref arrêt momentané, et la partie 34 de la ligne de position indique la reprise du mou- vement relativement rapide vers le haut. Dans une construction typique, si la vitesse de déplacement en 34 est X mm par se- conde, représentée par le cercle 35,la vitesse de déplacement à la partie 33 sera approximativement de X/7 mm par seconde. Avec l'agencement représenté, l'organe entraîné dans la zone représentée par le cercle 37 se trouvera à approximativement 46 % de la course totale d'élévation mesuré à partir du bas. On comprendra que d'autres agencements sont possibles selon la présente invention. 6. Le trajet du centre 29 de l'excentrique 22 est représenté par la ligne 36 de la figure 8. Ce lieu géomé- trique est obtenu par combinaison des déplacements des bras de manivelle avec le mouvement planétaire de l'engrenage 21 autour de l'engrenage 16. La figure 10 représente le système articulé 11 appliqué à une presse. La presse, représentée en 38, est une presse hydraulique d'un type simple à commande par le bas comportant une base 39, des piliers 41 et un plateau 42 qui est élevé et abaissé par le mécanisme 11. Comme cela est représenté, deux mécanismes Il sont disposés côte à côte à l'extrémité droite 43 du plateau 42, et sont entraînés par un arbre commun 44 placé entre eux. Une seconde paire de mécanismes 11 (non représentés) est placée à l'extrémité gau- che du plateau 42 et est entraînée en synchronisme avec les deux mécanismes représentés. Des parties ouvertes 45 sont prévues dans la base 39. Les extrémités extérieures 25 des bras d'élévation 23 comportent des ouvertures représentées en 46. Dans le fonctionnement du mode de réalisation de la figure l0,le plateau 42 sera élevé et abaissé par les méca- nismes 11. A approximativement mi-distance de chaque course d'élévation ou d'abaissement, la table sera ralentie comme décrit en liaison avec la figure 9. La figure 11 représente une autre installation du mécanisme 11, cette fois en dispositif d'élévation d'un étau en C. La console est généralement représentée en 48 et com- porte une base 49 surmontée par un plateau 51. Quatre méca- nismes 11 sont disposés à l'intéieur de la base 49 et fonc- tionneront d'une manière semblable à celle décrite en liai- son avec la figure 10., La figure 12 représente un troisième type d'instal- lation, c'est-à-dire un mécanisme élévateur pour convoyeur automatisé de pièces actionné par vérin. L'unité est généra- lement représentée en 52 et comprend une base 53 au-dessus de laquelle sont disposées deux barres 54 de convoyeur à mou- vement alternatif et entraînées par vérin parallèlement 7. l'une à l'autre. Ces barres portent des pattes 55 de trans- fert de pièces (non représentées). Une table 56 est prévue qui est plus étroite que l'espace séparant les barres 54, cette table comportant des pattes 57 de positionnement des pièces. Quatre mécanismes 11 sont placés aux quatre coins de la table 56 et sont reliés à celle-ci par des supports 58. Pendant le fonctionnement des mécanismes 11, la table 56 se déplacera entre une position inférieure située au-des- sous du niveau des barres 54 et une position supérieure, re- présentée en figure Il située au-dessus des barres. L'agen- cement est tel que le ralentissement de la table 56 se pro- duira immédiatement avant l'engagement de la pièce, lors de la course vers le haut, et immédiatement avant qu'elle tombe sur les barres 54 pendant la course vers le bas. L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles pro- viennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Système articulé à arrêt bref à mi-course, caractérisé en ce qu'il comprend un engrenage fixe, un ar- bre moteur oscillant sur l'axe de l'engrenage fixe, une ma- nivelle fixée à l'arbre, un engrenage excentrique monté en rotation à l'extrémité extérieure de la manivelle et en prise avec l'engrenage fixe, un excentrique fixé à l'axe de l'engrenage excentrique et pouvant tourner avec celui-ci, et un bras élévateur ayant une extrémité intérieure montée en rotation sur l'excentrique et une extrémité extérieure com- portant un moyen de liaison à un organe entraîné. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'engrenage fixe comprend un engrenage soleil. 3 - Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde mani- velle fixée à l'arbre et parallèle à la première manivelle, l'excentrique étant disposé entre les manivelles, l'engrena- ge fixe étant placé à l'extérieur des manivelles. 4 - Système selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des paliers ordinaires supportant les extrémités opposées de l'arbre, l'engrenage fixe et les manivelles-étant disposés entre ces paliers. 0 - Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras élévateur a une construction incurvée, à la suite de quoi il ne viendra pas en contact avec l'arbre pendant sa rotation. 6 - Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre du cercle primitif de l'en- grenage fixe est le double de celui de l'engrenage excentri- que. 7 - Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second système -articulé construit comme le précédent, les arbres moteurs des deux systèmes étant coaxiaux, et un arbre commun étant placé entre les arbres moteurs et couplés à ceux-ci pour provoquer son entraînement. 9. 8 - Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe entraîné comprend un plateau élévateur, les deux systèmes articulés étant reliés à une extrémité du plateau, et une seconde paire de systèmes articulés zymétri- quement opposée à la première paire étant reliée à l'autre extrémité du plateau. 9 - Système articulé à arrêt bref à mi-course, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de paliers ordi- naires, un arbre oscillant supporté par les paliers et s'étendant entre eux, un moyen d'accouplement moteur sur l'arbre, un engrenage soleil fixe concentrique à l'arbre à l'intérieur de l'un des paliers, une paire de manivelles pa- rallèles et distantes l'une de l'autre fixée à l'arbre entre l'engrenage fixe et l'autre palier, un arbre d'engrenage ex- centrique monté en rotation aux extrémités extérieures des manivelles, un engrenage excentrique ayant un diamètre sensi- blement inférieur à celui de l'engrenage soleil fixé à l'arbre de l'engrenage excentrique et en prise avec l'engrenage soleil, un excentrique fixé à l'arbre de l'engrenage excentrique en- tre les manivelles, un bras élévateur comportant une extrémité intérieure montée en rotation sur l'excentrique, le bras élé- vateur ayant une forme incurvée entre ses extrémités inté- rieure et extérieure, à la suite de quoi le bras élévateur évitera l'arbre moteur pendant son mouvement entre ses posi- tions extrêmes, et un organe entraîné fixé à l'extrémité ex- térieure du bras élévateur.