Brevet FR2513922A1 — publié le 19830408

L'invention concerne un chariot sur lequel peut être fi- xé et guidé un outil de travail, par exemple un chalumeau pour le découpage à chaud de matériaux ou un chalumeau pour le soudage, notamment dans des postes de soudage semi-automatiques dans une atmosphère protectrice de C 02, ou d'outils similaires. Il existe différents modèles de chariots porte-outil, actuellement connus, utilisés par exemple pour la fixation par serrage et le guidage de chalumeaux de découpage au moyen d'oxy- gène. L'un des chariots connus comprend un rail-guide, le long duquel un support coulissant est guidé par des galets et est équipé d'un mécanisme de commande comprenant un mignon en prise avec une crémaillère située sur le rail-guide Le chalumeau est serré sur un bras fixé sur ce support. Ce chariot a pour inconvénient que le champ d'action du chalumeau est limité par la forme du rail qui est conçu pour as- surer l'avance en ligne droite du support La mise en oeuvre de ce chariot à l'intérieur et à l'extérieur d'objets soudés est fréquemment limitée par la longueur du rail-guide Un autre in- convénient est qu'au cas o la pièce à travailler présente une surface non droite, ondulée par exemple, il se produit des écarts de la forme lors de la confection de biseaux pour soudures On observe les mêmes inconvénients dans le cas du découpage de maté- riaux ayant une surface compliquée, car le rail-guide a, en rai- son de sa rigidité une forme différente de celle qui est requise. Il existe par ailleurs un chariot connu sans rail-guide, dans lequel les roues d'un chariot roulent le long du matériau travaillé, avec une pos 4 ibi 2 ité de guidage le long de rails. Ces dispositifs comportent ordinairement deux essieux, dont l'un est un essieu de guidage, avec un mécanisme de commande situé au-delà des deux essieux Le chalumeau est placé au-delà des essieux des roues de translation. Cette solution a pour inconvénient qu'afin de garantir une poussée suffisante sur les roues de translation pour éviter leur patinage, on doit donner un grand poids au dispositif, ce qui se traduit par une limitation de la mise en oeuvre de ce dis- positif à des surfaces horizontales, ou tout au plus à des sur- faces ayant une faible inclinaison La longueur minimale de ce dispositif est au moins double du diamètre des roues de transla- tion Il en résulte une partie inutilisée en proportion de la course de travail du chalumeau. La présente invention a pour but d'éliminer les incon- vénients évoqués ci-dessus Le chariot suivant la présente in- vention ne comporte qu'un seul essieu, avec des roues porteuses de translation qui sont montées à rotation sur l'essieu du cha- riot et munies de mécanismes de commande individuels placés entre les roues porteuses de translation ou à l'intérieur de celles-ci, mécanismes de commande qui ne dépassent pas le diamètre des roues. Chacune des roues porteuses de translation est munie d'au moins deux pièces polaires avec des aimants, par exemple des aimants permanents, et il est fixé, à l'essieu du chariot, au moins un bras support d'un porte-outil et, en outre, des moyens pour re- cevoir la réaction du couple de rotation. La circonférence extérieure des pièces polaires des roues porteuses de translation peut comporter une denture, par exemple une denture en développante. Les pièces polaires peuvent être supportées, par leur circonférence interne, sur les moyeux des roues porteuses de translation par l'intermédiaire d'éléments élastiques. Les aimants peuvent être également munis, sur leur cir- conférence externe, d'éléments élastiques. Le bras support peut être monté à rotation à l'intérieur de l'essieu avec un dispositif d'arrêt et être muni d'une vis motrice coopérant avec une douille taraudée qui est solidaire du porte-outil, la Vis motrice étarnt commandée par un moteur; ou manuellement, Ou encore, le cas échéant,, des deux manières. Des cames coopérant avec des doigts coulissants dirigés vers la piste des roues porteuses de translation peuvent être montées à rotation sur l'essieu du chariot du côté extérieur des roues porteuses de translation, ces cames étant reliées entre elles par un organe de maintien. Un dispositif détecteur de la direction de déplacement des roues porteuses de translation peut être prévu sur l'essieu du chariot. Le porte-outil peut être équipé d'un dispositif détec- teur de la position du bras support. L'avantage du chariot porte-outil suivant la présente invention est que le poids donné au support pour empêcher un patinage des roues de translation est remplacé par la force d'un champ magnétique entre les roues porteuses de translation et la pièce à travailler On obtient ainsi un dispositif de poids léger, nécessitant pour son entraînement moins d'énergie avec de peti- tes dimensions du mécanisme de commande, ce qui permet de pla- cer ce mécanisme de commande dans l'espace intérieur délimité par les roues de translation du chariot à un seul essieu Etant donné que le bras support du porte-outil est disposé à l'inté- rieur de l'essieu des roues porteuses de translation du chariot à un seul essieu, la course de travail de l'outil, par exemple un chalumeau, est pratiquement sans limitations, à l'encontre de dispositifs connus. Un autre avantage du faible poids du chariot suivant la présente invention est qu'une translation est également rendue possible le long de plans verticaux, y compris des plans situés au-dessus de la tête de l'opérateur, sans la nécessite d'utili- ser un rail-guide La réalisation avec un seul essieu du chariot suivant lâ présente invention rend possible un transfert continu entre des plans différents, même dans le cas o la pièce à tra- vaillex a une surface assez inégale Du fait que le bras support du porte-outil est situé au centre des roues porteuses de trans- lation, une distance constante est maintenue entre le chalumeau - et la pièce à travailler. Le montage élastique dea pièces polaires des roués por- teuses de translation sur le moyeu de ces roues rend possible un léger changement de position de la pièce polaire au cas ou elle heurte de la crasse sur la surface de la pièce à travailler, sans changement de position du porte-outil. Une déviation du chalumeau au cas o une pièce polaire rencontre de la crasse sur la surface de la pièce à travailler est également évitée par la denture sur la surface extérieure des pièces polaires. Un avantage complémentaire consiste en ce que, grâce à l'utilisation de mécanisme de commande indépendants pour les roues porteuses de translation montées sur un essieu commun, un changement de piste dans toute direction voulue est rendu possible Différents dispositifs détecteurs peuvent être utili- sés à cet effet. L'objet de la présente invention est représenté schéma- tiquement sur les dessins ci-annexés. La figure 1 est une vue partie en élévation, partie en coupe du chariot porte-outil. La figure 2 montre de même la fixation par serrage du porte-outil sur le bras support. La figure 3 est une vue latérale du chariot. Le chariot porte-outil représenté -comporte un seul essieu, constitué par des roues porteuses de translation 11, 11 ', montées à rotation sur l'essieu 12 du chariot et équipées de mécanismes de commande indépendants 13, 13 ' situés entre les roues porteuses de translation 11, 11 ' Chacun de ces mécanismes de commande se compose par exemple d'un moteur électrique et d'une boite à engrenages Dans la forme de réalisation représen- tée à titre d'exemple sur la figure 1, les mécanismes de commande indépendants 13, 13 ' sont situés entre les roues porteuses de translation 11, 11 ' le long de la circonférence de l'essieu 12 du chariot et ils ne s'étendent pas au-delà du diamètre extérieur des roues porteuses de translation 11, 11 ' Les mécanismes de commande indépendants 13, 13 ' sont protégés par un carter tubu- laire 26 disposé entre les faces internes des roues porteuses de translation 11, 11 ', en dedans de la circonférence de celles- ci Chacune des roues porteuses de translation 11, ll' est montée o,5 A 3922 à rotation par son moyeu 113, 113 ' sur l'essieu 12 du chariot et est formée d'au moins deux pièces polaires 111 avec des aimants 112, par exemple des aimants permanents, La circonférence exté- rieure des pièces polaires 111 des roues porteuses de transla- tion 11, 11 ' est munie, dans la forme de réalisation choisie à titre d'exemple, d'une denture, par exemple une denture en dé- veloppante Selon un autre mode de réalisation possible, les piè- ces polaires 111 sont montées par leur circonférence interne sur les moyeux 113, 113 ' des roues porteuses de translation 11, 111 au moyen d'éléments élastiques 114 Dans la forme de réalisation représentée à titre d'exemple, les aimants 112 sont munis d'élé- ments élastiques 115 sur leur circonférence extérieure Les élé- mentsélastiques 114 et 115 peuvent être par exemple des bagues de caoutchouc de section circulaire A l'intérieur de l'essieu 12 du chariot est disposé au moins un bras support 14 pour le porte-outil 15 Dans la forme de réalisation représentée à titre d'exemple, le bras support 14 est monté à rotation en position coaxiale dans l'essieu 12 du chariot et il est équipé d'un dispositif d'arrêt 19 fixant l'angle de réglage du porte-outil 15 Une vis motrice 17, coopérant avec une douille taraudée 18 raccordée au porte-outil 15, traverse l'essieu 12 du chariot en position centrale La vis motrice 17 est commandée par un méca- nisme indépendant 20, disposé par exemple dans une cavité de l'essieu 12, soit par une manivelle 27 prévue à l'une des extré- mités du bras support 14, ou bien encore les deux commandes sont prévues En cas d'utilisation de deux bras support 14, ils sont disposés de part et d'autre de l'essieu 12 du chariot Il est en outre monté, sur l'essieu 12 du chariot des moyens 16 pour rece- voir la réaction du couple de rotation, comprenant par exemple une barre qui est équipée, à l'extrémité par laquelle elle entre en contact avec la pièce à travailler, d'un aimant avec, le cas échéant, des pièces polaires, par exemple sous la forme d'un ga- let monté à rotation Dans la forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur la figure 1, les moyens 16 pour recevoir la réaction du couple de rotation sont disposés des deux côtés aux extrémités de l'essieu 12 Les moyens 16 pour recevoir la réac- tion du couple de rotation pourraient être également placés entre Z 513922 les roues porteuses de tranalation 11, 11 it, o sont disposés les mécanismes de commande 13, 13 ' Des cames 21, 21 ' avec des doigts coulissants 22, 22 ' dirigés vers la piste des roues porteuses de translation 11, 11 ' sont prévues sur l'essieu 12 du chariot de part et d'autre des roues porteuses de translation 11, 11 ' Les doigts coulissants 22, 22 ' sont par exemple des barres, montées à glissement dans un guide avec un ressort de rappel-, le guide étant fixé rigidement à l'essieu 12 du chariot Les cames 21, 21 ' sont reliées l'une à l'autre par un organe de maintien 23 Un dispositif 24 détecteur de direction pour la commande électri- que du sens de rotation des roues porteuses de translation 11, - 11 ' est fixé à l'essieu 12 du chariot dans la forme de réalisa- tion représentée à titre d'exemple Dans cette forme de réalisa- tion, le porte-outil 15 est équipé d'un dispositif 25 détecteur de position, déterminant la position du porte-outil 15 sur le bras de support 14 et servant à la commande du mécanisme d'en- traînement 20 de la vis motrice 17. Le dispositif 24 détecteur de direction et le disposi- tif 25 détecteur de position sont constitués par exemple chacun par un potentiomètre muni d'un doigt pour suivre mécaniquement la forme d'un gabarit ou d'une règle fixé à la pièce -à travail- ler Ces dispositifs peuvent être également opto-électriques, pour détecter un faisceau de lumière, par exemple un rayon laser, ou pour lire des plaques-modèles; il peut également s'agir de dispositifs électromagnétiques ou similaires La plaque-modèle ou la règle peut être aussi constituée par la pièce à travail- ler elle-même ou par l'une de ses parties. Lorsqu'on met en place le chariot porte-outil sur la pièce à travailler, on fait tourner les cames 21, 21 ', au moyen de l'organe de maintien 23, pour les placer dans une position o les doigts coulissants 22, 22 ' s'étendent au-delà de la circonfé- rence des roues porteuses de translation 11, 11 ' au contact de la piste de celles-ci Cela permet de mettre facilement en place le chariot sur la pièce à travailler Lorsqu'on abaisse ensuite l'organe de maintien 23, les doigts coulissants 23, 23 ' sont pla- cés en retrait et les roues porteuses de translation 11, ll' sont appliquées contre la pièce à travailler sous l'effet de la force magnétique Pour détacher de la pièce à travailler le chariot porte-outil, on procède de la manière inverse Après la mise en place du chariot porteoutil sur la pièce à trayaillex, on fixe par exemple un chalumeau de découpage au porte"outil 15 et on rè- gle les conditions opératoires, par exemple la yitesse d'avancei le dispositif détecteur de direction 24 et, le cas échéant, le dispositif détecteur de direction 25 sont appliqués contre la pièce à travailler, pour déterminer la position de l'outil et la direction d'avance. A la suite de ces réglages, le dispositif ept mis en mar- che par des organes de commande situés sur le chariot, par exemple sur l'organe de maintien 23 ou sur un tableau de commande supplé- mentaire pour la commande à distance Un système électronique, disposé sur le chariot porte-outil ou en dehors de celui-ci au- quel il est relié par câbles, assure tous les mouvements suivant des valeurs réglées, notamment l'inversion de tous les moteurs électriques, le réglage continu de leurs vitesses de rotation, ainsi que l'évaluation d'écarts de position déterminés par le dispositif détecteur de position 24 et par le dispositif détec- teur de direction 25 Il assure en outre le fonctionnement du dispositif sans ces détecteurs, c'est-à-dire qu'il permet de main- tenir des vitesses de rotation des moteurs électriques suivant des valeurs réglées, par exemple pour l'avance en ligne droite. Avec des vitesses différentes choisies des deux roues porteuses de translation 11, 11 ', le dispositif suit un trajet circulaire. Les inégalités éventuelles sont compensées par les 616-. ments élastiques 114 sans déviation de la position de l'outilf par exemple un chalumeau Le patinage, en particulier en cas de déplacement le long de plans verticaux, est empêché par la den- ture de la circonférence extérieure des pièces polaires 111; en effet, en raison de la concentration des lignes de force aux poin-. tes de la denture, la crasse, par exemple la poudre de métal, est repoussée et maintenue entre ces pointes, ce qui fait qu'elle n'adhère pas à la surface de contact des pièces polaires 111. L'adhérence est encore accrue par les éléments élastiques 115, constitués par exemple par des bagues de caoutchouc de section circulaire, disposées sur la circonférence extérieure des aimants 112 Les moyens 16 pour recevoir la réaction du couple de rotation sont équipés dans la présente forme de réalisation, au point de contact avec la pièce à travailler, d'un aimant 28 qui empêche ces moyens 16 de ee soulever à distance de la surface de la pièce à travailler; l'accouplement magnétique des moyens 16 pour recevoir la réaction du couplé de rotation avec la pièce a travailler per- met aussi de travailler au plafond. L'objet de la présente invention peut être utilisé dans toutes les branches de l'industrie o des opérations de soudage ou de découpage à chaud sont effectuées par un dispositif mobile qui guide un chalumeau de soudage ou de découpage, opérations dans lesquelles un maximum de longueur active de la course du chalumeau de soudage ou de découpage est nécessaire dans toutes les positions de travail Toutefois, le chariot suivant la pré- sente invention peut être utilisé également pour le montage et le guidage d'autres outils de travail. ^ U '3922 REVENDICATIONS - 1. Chariot porte-outil, caractérisé en ce qu'il se compose d'un seul essieu comportant des roues porteuses de trans- lation ( 11, Il'), montées à rotation sur l'essieu ( 12) du cha- riot et équipées de mécanismes de commande indépendants ( 13, 131) placés entre les roues porteuses de translation ( 11,11 ') ou à l'intérieur de celles-ci et dans les limites d'un espace défini par leur circonférence extérieure, chacune des roues porteuses de translation ( 11, 11 ') étant formée d'au moins deux pièces polai- res ( 111) avec des aimants ( 112), par exemple des aimants per- manents, et au moins un bras support ( 14) pour un porte-outil ( 15) et des moyens ( 16) pour recevoir la réaction du couple de rotation étant fixés sur l'essieu ( 12). 2. Chariot porte-outil selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les moyens ( 16) pour recevoir la réaction du couple de rotation sont munis d'au moins un aimant ( 28) au point de contact avec la pièce à travailler. 3. Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la circonférence ex- térieure des pièces polaires ( 111) des roues porteuses de trans- lation ( 11, 1 l') est munie d'une denture, par exemple une dentu- re en développante. 4. Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces polaires ( 111) sont montées, par leur circonférence interne, sur des mo- yeux ( 113, 113 ') des roues porteuses de translation ( 11, Il') au moyen d'éléments élastiques ( 114). 5. Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aimants ( 112) sont munis d'éléments élastiques ( 115) sur leur circonférence. 6. Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bras support ( 14) est monté à rotation à l'intérieur de l'essieu ( 12) du cha- riot avec un dispositif d'arrêt ( 19) et en ce qu'il est muni d'une vis motrice ( 17) coopérant avec une douille taraudée ( 18), cette douille taraudée ( 18) étant fixée au porte-outil ( 15), la vis motrice ( 17) étant raccordée à un mécanisme de commande à moteur ( 20), à une commande manuelle ( 27) ou, le cas échéant, à deux telles commandes. 7 Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des cames ( 21, 21 '), coopérant avec des doigts coulissants ( 22, 22 ') dirigés vers la piste des roues porteuses de translation ( 11, 11 '), sont montées à rotation du côté extérieur des roues porteuses de translation ( 11, 11 ') sur l'essieu ( 12) du chariot, les cames ( 21, 21 ') étant reliées l'une à l'autre par un organe de maintien ( 23). 8. Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un dispositif ( 24) détecteur du sens de mouvement des roues porteuses de transla- tion ( 11, 11 ') est fixé sur l'essieu ( 12) du chariot. 9. Chariot porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le porte-outil ( 15) est équipé d'un dispositif ( 25) détecteur de sa position sur le bras support ( 14).