Brevet FR2490308A1 — publié le 19820319

L'invention concerne un dispositif d'entraInement pas à pas pour transformer un mouvement rotatif d'entrée constant en une course de longueur prédéterminée,accélérée d'abord à partir de zéro,puis se déroulant à vitesse constante et ra- lentie enfin à nouveau Jusqu'à zéro, dans lequel le mouvement rotatif constant introduit à l'entrée du dispositif est trans- mis par un mécanisme approprié à des rouleaux d'entraînement cylindriques comportant des gorges d'indexation prévues dans leur surface périphérique cylindrique, gorges dans lesquelles pénètrent des ergots d'indexation prévus sur un support cou- plé par une transmission appropriéeàlasortiedu dispositif. De tels entraînements pas à pas sont utilisés, par exemple, pour entraîner des tables longitudinales dans une fabrica- tion en série, par exemple sur des chaînes transfert ou dans des machines à emballer, o des pièces à usiner doivent être déplacées en ligne droite d'un poste de travail à l'autre, vite et sans vibrations, mais avec un positionnement précis. Pour des longueurs de course relativement grandes, des en- traînements pas à pas du type précité ont fait leurs preu- ves, entraînements dans lesquels sont prévus sur un chariot de sortie, respectivement, un ergot d'indexation pour le po- sitionnement (en position terminale) et l'accélération et un autre pour le positionnement et la décélération, ainsi qu'une multiplicité d'ergots d'indexation de transport disposés à intervalles réguliers entre les deux ergots d'indexation précédemment mentionnés, en rangées l'un derrière l'autre. Avec ces ergots coopèrent trois rouleaux d'entraînement cy- lindriques entraînés par moteur électrique,disposés l'un à côté de l'autre sur le même axe et munis de gorges d'indexa- tion; dans ce cas, les gorges coopèrent respectivement avec les ergots pour l'accélération et le positionnement,pour le transport à vitesse constante et pour la décélération et le posi- tionnement dans la phase decourse correspondeante. Ces entraîne- ments pas à pas ont fait leurs preuves et sont utilisés en grand nombre. Toutefois,en raison de leur volume relativement grand dû à leurs course, il est difficile de les utiliserpar exemple pour entraîner des tables longitudinales entre des postes de travail situés très près l'un de l'autre lorsqu'on exige en meme temps une course relativement grande de l'ordre de 3 à 6 m, car alors le dispositif d'entraînement ne peut pas se placer entre les postes de travail. Mais si l'on éloi- gne les postes de travail des chaînes transfert - pour autant que cela soit possible - il faut alors agrandir toute l'ins- tallation au prix d'investissements élevés pour le terrain et les ateliers. Le but de l'invention est de procurer un dispositif d'en- traînement pas à pas pour des entraînements longitudinaux, dont les dimensions soient considérablement réduites et qui, avec une structure simple, ne nécessite que peu d'entretien, procure une précision de positionnement comparable à celle des entraînements longitudinaux connus, en même temps que la tendance aux vibrations est réduite au minimum. En partant d'un dispositif d'entraînement pas à pas du type précité, ce but est atteint parle fit que le support des ergots d'indexation a la forme d'un disque circulaire monté rotatif autour de son axe central, sur les faces plates, en vis-à-vis duquel sont prévus respectivement, un rouleau d'en- traînement, associé d'une part aux phases d'accélération et de décélération et d'autre part à la phase de course à vites- se constante, chaque rouleau ayant un axe de rotation perpen- diculaire à l'axe central du support des ergots d'indexation, et un ergot d'indexation associé> en saiMfie sur le Supportpé - nètre dans les gorges de ce rouleau dans la phase de mouve- ment correspondante. Le support ayant son axe central horizontal es t réalisé de façon appropriée sur sa périphérie en forme de roue dentée de grand diamètre grâce à une denture périphérique, il est disposé verticalement et il engrène avec un pignon denté suivi d'une transmission par crémaillère pour transformer le mouvement rotatif du pignon en la course recherchée. Dans le cas le plus simple, le pignon en prise avec la roue dentée de grand diamètre disposée verticalement est alors couplé à un autre pignon qui engrène avec la crémaillè- re de la transmission à crémaillère disposée sur la partie de machine effectuant des courses rectilignes. Pour éviter l'apparition de vibrations, il convient de prévoir un rapport de transmission i 0,5 à 1 m. Les ergots d'indexation associés aux phases d'accéléra- tion et de décélération et à la phase de course à vitesse constante sont disposés de façon appropriée, sur deux cercles de i"éme diamètre du support, en forme de disque circulaire desdits ergots, d'o il résulte que le bras de levier des ergots par rapport à l'axe de rotation du support a la même longueur, aussi bien dans les phases d'accélération et de décélération que dans la phase de vitesse de course constante. Ceci est possible sans difficultés du fait que les rouleaux d'entraînement sont disposés sur des côtés différents du support. Dans un exemple de réalisation avantageux de l'inven- tion le roulea u d'accélération et de décélération com- porte une-gorge d'indexation à une spire, et sur la face pla- te du support en forme de disque circulaire tourné vers le rouleau d'accélération et de décélération est prévu un seul ergot d'indexation qui pénètre chaque fois dans la gorge d'indexation du rouleau d'entraînement au début de la course dans la phase d'accélération, et ensuite à la fin de la cour- se dans la phase de décélération. Pendant la course intermé- diaire à vitesse de transport constante, par contre, un des ergots d'indexation de transport est en prise avec la gorge d'indexation du rouleau d'entraînement disposé du côté opposé du support. Dans un développement avantageux du dispositif d'entrai- nement de l'invention, le rouleau d'accélération et de décé- lération peut être muni d'une gorge à trois spires, et sur la face plate du support en forme de disque circulaire tourné verz le rouleau d'accélération et de décélération sont alors prévus deux ergots d'indexation dont l'espacement angulaire correspond à l'écartement des spires de la gorge, chacun des ergots se trouvant en prise avec la spire correspondante de la gorge respectivement pendant la moitié des phases d'accéléra- tion et de décélération. Il est ainsi possible de disposer, pour la course utile rectiligne, d'une rotation du support des ergots d'indexation supérieure à 360 . Pour un décalage angu- laire de 400 des deux ergots pour l'accélération et la décélé- ration, on peut, pour la course utile, disposer d'une rotation de 4000 du support réalisé sous forme de roue dentée, ce qui permet une réduction correspondante du diamètre primitif de cette roue dentée et de ce fait une réduction correspondante du volume du dispositif d'entraînement. L'invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seule- ment, de deux exemples de réalisation représentés schémati- quement sur le dessin, sur lequel: - - la figure 1 est une vue en coupe, selon les flèches 1-1 des figures 2 et 3, d'une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'entraînement pas à pas conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de l'invention, selon les flèches 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif -de l'invention, selon les flèches 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue en plan de la projection déve- loppée du rouleau d'accélération et de décélération du dis- positif représenté sur les figures 1 à 3; - la figure 5 est une vue en plan de la projection déve- lopée du rouleau d'entrainement pour la vitesse de course constante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3; - la figure 6 est une vuelatérale schématique sur une partie support, réalisée sous forme de roue dentée de grand diamètre d'une variante d'un dispositif de l'invention avec deux ergots d'indexation angulairement décalés pour les phases d'accélération et-de décélération; et - la figure 7 est une vue en plan d'une projection déve-- loppée du rouleau associé d'accélération et de décélération. Le dispositif d'entrainement incrémentiel de l'invention représenté sur les figures 1 à 3, référencé dans son ensemble par 10, sert, par exemple, à entraîner pas à pas une table longitudinale 12 (figs 1 et 3) entre deux postes de travail d'une chaîne transfert,dont la course horizontale est de l'ordre de 3 à 6 m. L'entraînement direct de la table longi- tudinale elle-mame s'effectue par un pignon 16 en prise dans une crémaillère 14 prévue sur sa face inféiruere,lequel pi- gnon est relié par un arbre 18 à un pignon de travail 22 mon- té dans le carter 20 du dispositif d'entraînement 10,lequel pignon 22,de son côté, engrêne avec une denture 26 prévue sur la périphérie d'un grand support 24 en forme de disque cir- culaire vertical.Des tourillons 28 saillant horizontalement du milieu du spoort 24 sont montés rotatifs dans des paliers à peu près à mi-hauteur du carter.Aulieu que la sortie du dispositif 10 se fasse par l'intermédiairede la denture péri- phérique 26 et du pignon 22,elle pourrait se faire également par un tourillon 28 sortant alors du carter 20,mais il fau- drait toutefois disposer entre le tourillon et le pignon 16, engrenant avec la crémaillère 14,une transmission intermé- diaire qui,dans l'exemple décrit,est constituée pratiquement par la denture périphérique du support 24 et par le pignon de travail 22. Le support 24,dansl'exemplede réalisationdé- crit, a doncla frmed'une grande roue dentée,placée verticalement et montée sur un axe de rotation horizontal dans le carter 20. Le rapport de transmission i entre cette roue dentéede grand dismètre et la crémaillère %14 est volontairement coisi plus petit que,ou toutauplus alà2,étant donné que l'expérience a mon- tré que de plus grands rapports de transmission peuvent pro- voquer des vibrations,ce qui aurait pour conséquence une course irrégulière indésirable de la table longitudinale 12. Le diamètre du support 24,rapporté au diamètre du cercle primitif de la denture 26,est calculé en tenant compted'un rapport de transmission supposé i = 2 et pour une course support de la table longitudinale 12 de 6 m,et il estégalà d = 1. 6 = 0,955 m 2 qr ce qui détermine alors également la dimension du carter 20. Etant donné que le support 24- c'est-à-dire la grande roue dentée- est fonctionnellement solidaire de la table longitudinale 12 avec un rapport de transmission invariable, il doit être entraîné selon la laides vitesseset de l'accé- lération recherchée pour la table longitudinale. Cet entrai- nement s'effectue par deux rouleaux d'entraînement 32, 34 dis- posés dans la zone inférieure du carter 20 et d'axes perpendi- culaires à l'axe médian du support; ces rouleaux d'entraîne- ment ont la forme de rouleaux cylindriques munis de gorges d'indexation 36, 38 prévues sur leur surface périphérique cvlindrique, lesquelles gorges coopèrent avec des ergots d'in- dexation 40, 42 en saillie sur les faces plates du support 24 et répartis à intervalles angulaires réguliers sur un cercle de diamètre D; il est prévu notamment sur la face tournée vers le rouleau d'entraînement 32 un ergot 40 qui, au début et à la fin de la course de la table longitudinale, pénètre dans la gorge 36 tandis que, sur la face plate opposée, sont prévus les autres ergots 42 coopérant avec la gorge 38 du rouleau d'entraînement 34. Sur les figures 4 et 5 qui représentent des projections développées de la surface périphérique des rouleaux d'entrai- nement 32, 34, sont représentés schématiquement les tracés des gorges d'indexation 36, 38; on voit que la gorge 36 a un tracé, incurvé à partir d'une portion 36a médiane s'étendant dans le sens de la périphérie et tel que l'ergot 40 se trou- vant au début dans cette portion 36a est accéléré de zéro jusqu'à la vitesse de transport recherchée, qu'il atteint justement au moment o il quitte l'une des extrémités de la gorge 36. A cet instant, l'ergot d'indexation 42 suivant sur la face plate opposée du support 24 pénètre dans la gorge 38 du rouleau d'entraînement 34, qui (sur la projection dévelop- pée) a une pente constante et, pour cette raison, entraîne cet ergot à une vitesse de transport constante. La largeur du rouleau d'entraînement 34 et de ce fait la longueur de la gorge 38 qui y est prévue est choisie de telle sorte que l'ergot 42 suivant pénètre dans l'une des extrémités de la gorge 38 lorsque l'ergot 42 précédent sort à l'autre extrémi- té de la gorge 38. De cette façon, le support 24 est entraîné en rotation à vitesse constante par le rouleau d'entraînement 34 jusqu'à ce que le dernier ergot d'indexation 42 sorte-de la gorge 38. A cet instant, l'ergot 40 situé sur le côté op- posé pénètre dans l'autre extrémité de la gorge 36 et, exac- tement après un tour du support 24, il atteint la portion 36a de la gorge 36 s'étendant dans le sens de la périphérie, d'o il résulte que le support est à nouveau ralenti jusqu'à zéro par la vitesse de rotation constante. A ce point, la table longitudinale 12 atteint le maximum de sa course. En inver- sant le sens de rotation des rouleaux d'entraînement 32, 34 - par exemple en inversant le sens de rotation d'un moteur élec- trique couplé avec les rouleaux d'entraînement - le cycle d'entraînement qui vient d'être décrit peut s'effectuer alors en sens inverse et, ce faisant, la table longitudinale effec- tue sa course de retour. Le rouleau d'entraînement 32 associé, selon la descrip- tion précédente, à l'accélération et à la décélération du support 24, et de ce fait de la table longitudinale 12, est également appelé rouleau d'accélération et de décélération, tandis que le rouleau d'entraînement 34 entraînant le support à vitesse de rotation constante est appelé rouleau de trans- port. Les rouleaux d'entraînement 32, 34 sont fixés respecti- vement sur des arbres 50, 52, montés rotatifs dans des pa- liers 46, 48 et dont une extrémité sortant du carter 20 pénè- tre dans un carter d'engrenages 54 bridé sur le carter 20 et y est couplé par l'intermédiaire de plusieurs étages de transmission - indiqués schématiquement seulement sur les figures 2 et 3 - à un arbre de commande 56 dont l'extrémité, sortant du carter d'engrenages 54, est couplé au moteur électrique de commande 58 indiqué schématiquement seulement surla igure 1. Le moteur électrique 58 peut être bridé di- rectement sur le carter 54 et-son arbre peut être couplé à l'arbre de commande 56 par un accouplement approprié, ou bien on peut intercaler une commande à courroie sous la forme d'une courroie crantée ou d'une courroie trapézoïdale 60 (fi- gure 1) qui est guidée par l'intermédiaire d'une roue de cour- roie dentée correspondante 62 sur l'extrémité de l'arbre de commande 56. Les figures 6 et 7 représentent un support d'ergot d'in- dexation 68 réalisé sous forme de roue dentée de grand dia- mètre, comme pour le dispositif d'entraînement 10 décrit en liaison avec les figures 1 à 5, ainsi que la projection développée d'un rouleau d'accélération et de décélération as- socié 70 d'une variante du dispositif d'entraînement de l'in- vention, qui, pour le reste, correspond au dispositif des figures 1 à 3. Le support 68 diffère du support 24 en ce que, à la place d'un ergot d'indexation 40 associé au rouleau d'accélé- ration et de décélération 32, sont prévus deux ergots 72A et 72B qui, dans le sens périphérique, font entre eux un angle donné de 40 dans le cas représenté - et font saillie sur la face plate postérieure opposée à la face plate visible sur la figure 6. Les autres ergots d'indexation 74 associés au rouleau de transport (non représenté) sont répartis sur la face plate antérieure, sur le reste du support 68, à inter- valles angulaires réguliers de 40 . Comme on le voit d'après la projection développée sur la figure 7 du rouleau d'entraînement 70, celui-ci comporte une gorge d'indexation 76 à plusieurs spires; notamment, la gorge 76 pour l'accélération/décélération comporte trois spi- res et dans ce cas, les spires référencées en 76a et 76b peu- vent être associées à l'accélération et les spires référen- cées 76c et 76d à la décélération du support. L'espacement des spires 76a, 76b et 76c, 76d est choisi de telle sorte que d'abord l'ergot 72A pénètre, en partant de la portion 76a de la spire de gorge 76a, dans la portion 76a" o, en raison de la forme de la gorge, il est accéléré. Après une rotation du support 68 de 20 , l'ergot 72A sort de cette spire de gorge 76a et l'ergot 72B pénètre dans la spire de gorge 76b, dans la première zone 76b' de laquelle il est accéléré par une autre rotation de 20 du support 68. Dans la seconde zone 76b", le tracé de la gorge est choisi de telle sorte qu'il n'y a plus d'autre accélération de l'ergot, mais que celui-ci est.entrainé à la vitesse atteinte. Lorsque l'ergot 721 est sorti de la portion 76b", les ergots d'indexation 74 assurent, avec le rouleau de transport (non représenté), l'entraînement ultérieur du support-68 à vitesse constante jusqu'à ce que les ergots d'indexation 72A et 72B viennent successivement en prise avec les spires 76C et 76d de la gorge 76 et provoquent de ce fait une décélération en deux temps du support 68 analogue au processus d'accélération. La répartition de la phase d'accélération et de décéléra- tion sur deux ergots d'indexation associés 72A, 72B procure des conditions de transmission plus favorables en ce qui con- cerne les efforts se produisant lors de la pénétration des ergots dans les gorges, et elle permet en outre une rotation du support 68 de plus de 3600 - dans le cas représenté 3600 + 40 = 400 - disponible pour la course utile, ce qui permet une réduction correspondante du diamètre primitif de la den- ture périphérique du support. On peut, en conséquence, réduire également les dimensions du dispositif d'entraînement incré- mentiel. Revendications 1_- Dispositif d'entraînement pas à pas pour transformer un mouvement rotatif d'entrée constant en une course de lon- gueur prédéterminée, accélérée d'abord à partir de zéro, puis se déroulant à vitesse constante et ralentie enfin à nouveau jusqu'à zéro, dans lequel le mouvement rotatif constant intro- duit à l'entrée du dispositif est transmis par un mécanisme approprié à des rouleaux d'entraînement cylindriques compor- tant des gorges d'indexation prévues dans leur surface péri- phérique cylindrique, gorges dans lesquelles pénètrent des ergots d'indexation prévus sur un support couplé par une transmission appropriée à la sortie du dispositif, caractéri- sé par le fait que le support (24, 68) des ergots d'indexa- tion a la forme d'un disque circulaire monté rotatif autour de son axe central, sur les faces plates, en-vis-à-vis duquel sont prévus respectivement, un rouleau d'entraînement (32, 34, ) associé d'une part aux phases d'accélération et de décé- lération et d'autre part à la phase de course à vitesse constante, chaque rouleau ayant un axe de rotation perpendi- culaire à l'axe central du support des ergots d'indexation, et un ergot d'indexation associé (40,42; 72A,72B), en saMif.e sur le supportpénètre dans les gorges (36, 38, 76) de ce rouleau dans la phase de mouvement correspondante. 2.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le support (24,68) ayant son axe central horizontal est réalisé de façon appropriée sur sa périphérie en forme de roue dentée de grand diamètre grâce à une denture périphérique (26), il est disposé verticalement et il engrène avec un pi- gnon denté course recherchée. 3.- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le pignon (22) en prise avec la roue dentée (24, 26,68) de grand diamètre disposée verticalement est alors couplé à un autre pignon (16) qui engrène avec la crémaillère (14) de la transmission à crémaillère disposée sur la partie de machine (12) effectuant des courses rectilignes. 4.- Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le la rapport de transmission entre la roue dentée de grand diamè- tre (24, 26, 68), placée verticalement et la crémaillère (14) est i 2. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel -les ergots d'indexation (40,42) associés aux phases d'accélération et de décélération et à la phase de course à vitesse constante sont disposés, de façon appropriée, sur deux cercles de même diamètre (4) du support.(24), en forme de disque circulaire desdits ergots. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le rouleau (32) d'accélération et de décélération comporte une gorge (36) d'indexation à une spire, et sur la face plate du support (24) en forme de disque circulaire tourné vers le rouleau (32) d'accélération et de décéléra- tion est prévu un seul ergot d'indexation (40). 7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le rouleau d'entraînement (70) d'accélération et de décélération comporte une gorge (76) à trois spires et sur la face plate du support (68) en forme de disque circu- laire tourné vers le rouleau (70) d'accélération et de décélé-r ration sont alors prévus deux ergots d'indexation (72A, 72B) dont l'espacement angulaire correspond à l'écartement des spires de la gorge (76), chacun des ergots (72A, 72B) se trouvant en prise avec la spire (76a, 76b, 76c, 76d) corres- pondante de la gorge (76) respectivement pendant la moitié des phases d'accélération et de décélération.