Brevet FR2505434A1 — publié le 19821112

La présente invention concerne un mécanisme articulé à l'aide duquel on peut produire de grandes trans- formations de courses rectilignes et de vitesses. Dans de nombreuses branches de l'industrie, il est nécessaire de disposer d'un mécanisme ayant la possi- bilité d'exécuter un long mouvement rectiligne, par exem- ple de 500 à 2000 mm Dans des salles de peinture par exemple, un mécanisme de ce genre peut être utilisé pour automatiser la peinture par pulvérisation Un grand degré de transformation est nécessaire dans ce cas pour transfor- mer le déplacement relativement court d'une unité d'en- traînement (par exemple un cylindre de travail) en un long déplacement imposé à l'organe de travail. Avec les mécanismes ayant un long déplacement rectiligne, on utilise pratiquement exclusivement dans le domaine connu, une chaîne, pour faire déplacer le méca- nisme On sait également utiliser des vérins pneumatiques ou hydrauliques ayant une course extrêmement longue et qui sont cependant très coûteux et compliqués En outre, leur encombrement est deux fois supérieur à leur course. En conséquence, ces cylindres ne peuvent pas trouver de nombreuses applications dans l'industrie. Pour les solutions utilisant une chaîne, ou courroie articulée, on connaît deux types de mécanismes. Dans les deux cas, il est prévu une voie de chaîne fermée ayant la longueur de la course du mécanisme et le trajet de la chaîne est limité aux deux extrémités par un pignon respectif La chaîne sans fin est guidée autour de ces pignons Un brin de la chaîne entraîne avec lui l'organe de travail dans une direction et l'autre brin l'entraîne dans l'autre direction. Dans un type des solutions connues, l'organe de travail est guidé sur un rail placé entre les brins de de la courroie articulée qui comporte une pièce d'entraîne- ment ou d'accrochage dit "au vol" A l'extrémité de la cour- se, l'organe de travail doit s'immobiliser et attendre que la pièce d'entraînement ait passé autour du pignon en exécutant une rotation de 1800 et entre à nouveau en con- tact avec l'organe de travail sur l'autre brin de la cour- roie Cela produit un long retard perturbateur lors du changement de direction de l'organe de travail Il est en outre souhaitable que la course du mécanisme ne puisse pas être changée Pour une autre longueur de course, il est nécessaire de prévoir une autre courroie articulée, et un autre espacement des pignons. Dans un autre mécanisme utilisant une courroie articulée et de type connu, un support glissant ou coulis- seau sur lequel est fixé l'organe de travail est entraîné par la courroie transporteuse La liaison entre le coulis- seau et la courroie est séparée à l'extrémité, c'est-à- dire au point mort de la course Le brin de la courroie passe autour du pignon en faisant un angle de 1800 et il entre ensuite à nouveau en contact avec le coulisseau. En conséquence, on doit également prendre en considéra- tion dans ce cas un long temps d'attente En outre, l'ac- crochage de la pièce d'entraînement provoque un claque- ment déplaisant et les pièces sont soumises à une grande force d'accélération et à une grande inertie. En résumé, les inconvénients présentés par les mécanismes connus ayant un long déplacement rectiligne empêchent une automatisation de nombreux processus qui peu- vent être dangereux pour la santé et non économiques. L'invention a en conséquence pour but princi- pal de fournir un mécanisme à l'aide duquel on peut obtenir de longues courses pour des mouvements de propagation sur une grande distance tout en éliminant simultanément les inconvénients des réalisations connues. L'invention est basée sur l'idée que les longues courses envisagées peuvent être établies par transforma- tion des courses d'une unité "normale" d'avancement ou d'entraînement. Ce but est atteint conformément à la présente invention en réalisant le mécanisme servant à établir de grandes transformations de courses rectilignes et de vitesses à partir de paires de leviers sous la forme d'un mécanisme articulé dans lequel les leviers sont articulés l'un sur l'autre en leurs milieux et o les paires de leviers sont articulées l'une sur l'autre aux extrémités des leviers formant les paires en question Un rouleau est monté à pivotement sur chacune des extrémités libres des leviers de la première paire et les rouleaux sont guidés de façon rectiligne dans un guide L'unité d'en- trainement présentant une course "normale" (relativement courte) est fixée sur le point d'articulation commun prévu au milieu de la première paire de leviers, tandis que l'organe de travail est fixé sur le point d'articula- tion commun de la dernière paire de leviers Comme cela sera mis en évidence dans la suite, l'avantage principal de cette structure consiste en ce qu'on peut utiliser les vérins pneumatiques ou hydrauliques traditionnels ou d'autres unités d'entraînement telles que des moteurs électromécaniques ayant une course relativement courte et étant par conséquent peu coûteux et d'un fonctionnement simple. La distance de déplacement, c'est-à-dire la course, ainsi que la vitesse de ces types traditionnels d'unités d'entraînement sont transformées proportionnel- lement par le mécanisme articulé conforme à l'invention. Il en résulte que le mouvement à l'extrémité du mécanisme articulé o un organe de travail pourrait être fixé peut être commandé de façon continue par variation du mouvement de l'unité d'entraînement. L'invention a également pour but d'augmenter la précision du mécanisme articulé et de réduire les for- ces se produisant au changement de direction A cet effet, conformément à la présente invention, des ressorts compensateurs sont fixés sur au moins une paire de leviers. Un ensemble desdits ressorts a tendance à fermer le méca- nisme articulé et un autre à l'ouvrir En conséquence, on élimine les jeux dans le mécanisme articulé. D'autres avantages et caractéristiques-de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale schématique d'un exemple de réalisation du mécanisme articulé conforme à la présente invention, la figure 2 est une vue latérale schématique semblable à celle de la figure 1 mais concernant cependant un autre mode de réalisation de l'invention. On va maintenant considérer la figure 1 qui montre clairement que le mécanisme articulé est constitué de paires de leviers Ces paires de leviers sont articu- lées l'une avec l'autre par pivots en leurs milieux Les leviers complètement inférieurs sur la figure 1 ont été désignés par 10 et il et les leviers complètement supé- rieurs par 12 et 13 Une première paire de leviers (placée complètement en bas sur le dessin) est par conséquent formée des leviers 10 et 11 et une dernière paire de le- viers (complètement en haut sur le dessin) est formée des leviers 12 et 13. Chacune des paires de leviers est reliée à la ou aux paires adjacentes par des pivots d'articulation placés aux extrémités respectives des leviers formant les paires en question Il est évident que la jonction entre les leviers comporte un premier degré de liberté. Des rouleaux 7 et 8 sont montés à pivotement aux extrémités libres des leviers 10 et 11 de la première paire Ces rouleaux 7 et 8 sont guidés de façon rectili- gne dans un guide 9 qui est orienté perpendiculairement à la direction de mouvement du mécanisme articulé. Comme mentionné ci-dessus, les leviers sont reliés entre eux par des articulations à pivots Le point commun d'articulation des leviers 10 et 11 de la première paire a été désigné par 1 et le point commun d'articula- tion des leviers 12 et 13 de la dernière paire a été dé- signé par 2 Le premier point d'articulation 1 est relié à une unité d'entraînement 3, par exemple à l'aide d'une tige d'entraînement 4 Dans l'exemple considéré, l'unité d'entraînement 3 est un vérin hydraulique et la tige d'en- trainement 4 est la tige de piston du vérin. Un organe de travail, par exemple un pistolet de pulvérisation de peinture, peut être relié au point commun 2 des leviers 12 et 13 de la dernière paire. Sur la figure 1, on a représenté le mécanisme articulé conforme à l'invention dans deux positions La ligne en trait mixte représente une position initiale et la ligne en trait plein une position finale Dans cette dernière position, le premier point d'articulation 1 et le dernier point d'articulation 2 sont représentés respectivement en 1 ' et 2 ' Le premier point d'articula- tion 1 et la tige d'entraînement 4 de l'unité 3 fixée sur le point d'articulation 1 ont parcouru une distance désignée par lx La course de l'unité d'entraînement 3 qui est nécessaire pour faire fonctionner le mécanisme articulé est évidemment relativement courte. Sur la figure 1, on a représenté les longueurs de déplacement de chaque point d'articulation commun du mécanisme articulé La distance parcourue par le second point d'articulation est égale à trois fois ( 3 x) la cour- se (lx) de l'unité d'entraînement 3, la distance parcourue par le troisième point d'articulation est égale à cinq fois cette course ( 5 x), la distance parcourue par le quatrième point d'articulation est égale à sept fois cette course ( 7 x) et la distance parcourue par le dernier ou cinquième point d'articulation est égale à neuf fois cette course ( 9 x) Cela signifie que le mouvement du der- nier point d'articulation 2 jusque dans la position repré- sentée en 2 ' est neuf fois plus long que la course (lx) de l'unité d'entraînement 3. Dans la position finale, les leviers 10 et il sont représentés en 10 ' et 11 ', les leviers 12 et 13 en 12 ' et 13 ' et les rouleaux 7 et 8 en 7 ' et 8 '. Sur la figure 2, on a représenté un autre mode de réalisation o des ressorts compensateurs 5 et 6 sont fixés sur le mécanisme articulé Dans ce mode de réalisa- tion, les ressorts 5 sont fixés sur les points d'articu- lation assurant la liaison de la première paire et de la seconde paire de leviers et ils sollicitent le mécanis- me à leviers dans une direction de fermeture ou de con- traction de ce mécanisme Le ressort 6 est fixé sur les points d'articulation existant entre la dernière et l'avant dernière paire de leviers et il sollicite le mécanisme à leviers dans sa direction d'ouverture Les forces des ressorts 5 et 6 qui sont dirigées l'une vers l'autre se compensent mutuellement au milieu de la cour- se du mécanisme Avec les moyens précités, on élimine les jeux et simultanément on rend plus aisé le change- ment de direction de déplacement puisque les forces d'iner- tie sont équilibrées Sous les autres aspects, ce mode de réalisation fonctionne comme le précédent. Comme mentionné ci-dessus, on obtient une grande transformation de course avec le mécanisme articulé confor- me à l'invention Dans les modes de réalisation représentés sur les dessins, la course relativement courte (lx) de l'unité d'entraînement 3 est transformée en un mouvement neuf fois plus long ( 9 x) de l'organe de travail (dernier point d'articulation 2) Il est évident que le mécanisme peut comporter plus de cinq paires de leviers Il est ainsi possible d'augmenter en correspondance le rapport de transformation. La course relativement courte (lx) de l'unité d'entraînement 3 est parcourue par le mécanisme articulé pendant le même temps que le déplacement relativement long du point d'articulation 2 Cela signifie en d'autres ter- mes qu'on obtient non seulement une transformation de cour- se mais également une transformation de vitesse à l'aide du mécanisme articulé conforme à l'invention. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'au- tres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Mécanisme articulé pour produire de grandes transformations de course rectilignes et de vitesses, caractérisé en ce qu'il est constitué de paires de le- viers ( 10, 11 12, 13), lesdits leviers étant articu- lés à l'aide d'un assemblage par cheville, l'un avec l'autre, en leurs milieux et lesdites paires de leviers ( 10, 11 12,-13) étant articulées à l'aide d'un assem - blage par cheville, l'une avec l'autre, aux extrémités des leviers formant les paires, en ce que des rouleaux ( 7, 8) sont montés à pivotement sur les extrémités li- bres des leviers ( 10, 11) d'une première paire, ces rouleaux étant guidés de façon rectiligne dans un guide ( 9), en ce qu'une unité d'entraînement ( 3) est fixée sur un point commun d'articulation de la première paire de leviers ( 10, 11) et en ce qu'un organe de travail est fixé sur un point commun ( 2) d'articulation de la dernière paire de leviers ( 12, 13). 2 Mécanisme à leviers selon la revendication 1, caractérisé en ce que des ressorts compensateurs ( 5, 6) sont fixés sur au moins une paire de leviers.