Brevet FR2569364A1 — publié le 19860228

APPAREIL DE TRANSFERT A PLATEAU TOURNANTS L'invention concerne un appareil de Lransfert destine notamment au transport circulaire, pas à pas, de pie ces comprenant - un corps équipé d'un palier central ;; - un plateau circulaire solidaire d'un arbre pivotant dans ce palier autour de son axe - des moyens de blocage exerçant sur ce plateau une force apte à la maintenir dans une position d'arrêt B - des moyens de buee aptes à limiter un déplacement axial du plateau, et - des moyens mécaniques d'entraînement qui sont associés à ce plateau pour lui communiquer, entre deux arrêts, des mouvements angulaires successifs de même sens ayant une valeur déterminée. De tels appareils qui Sont en particulier utilises dans les chaînes de montage, où des pièces placees sur le plateau sont successivement présentées devant au moins une unité de montage, peuvent également etre utilisés pour l'usinage de pièces si à l'unité de montage on substitue par exemple un appareil opérant par enlèvement de copeaux. On connaît déjà des appareils de transfert de pièces dont lesquels un moteur électrique entraîne le plateau au moyen d'un réducteur de vitesse et d'un détecteur de position appropriés, et où le maintien du plateau dans la position qu'il vient d'atteindre est effectué par exemple à l'aide d'un électro-aimant exerçant une force de blocage sur la périphérie du plateau. Ces appareils qui sont relativement fragiles présentent, de plus, l'inconvénient de ne pas répondre à certaines prescriptions concernant les dangers potentiels de toute installation électrique et font une mauvaise utilisation de l'énergie qui les alimente dans la mesure où, selon le montage, l'électro-aimant consomme du courant pendant toutes les périodes d'arrêt ou pendant toutes les périodes de transfert ; de plus, la précision des positions est difficile à atteindre si l'on ne fait pas glisser le moteur et la force de maintien nécessite une consommation d'énergie non négligeable. L'invention se propose par suite de fournir un appareil de transfert à plateau rotatif, précis et robuste et peu encombrant, dans lequel les moyens de maintien du plateau exercent, au moment du maintien, une force de blocage axiale importante, sans faire directement appel à l'électricité, et où la disparition de cette force s'accompagne de mesures simples, aptes à éviter l'usure des surfaces d'appui pendant les périodes de transfert de façon que la position axiale du plateau soit conservée après un grand nombre de manoeuvres. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que : des moyens pneumatiques comprenant une source d'air comprimé et un distributeur pneumatique sont reliés à une cavité du corps placée sous une face externe de réception des pièces de façon telle que le fluide exerce sur une face interne du plateau, qui est opposée à la précédente, qui porte une partie des moyens d'entraînement, et dont la périphérie est appliquée sur une surface annulaire de ce corps par des moyens élastiques permanents et concentriques, une force suffisante pour comprimer ces moyens élastiques et séparer, pendant la durée du mouvement, la périphérie et la surface annulaire d'un faible intervalle à travers lequel s'échappe le fluide comprimé dans la cavité. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux desssins annexés, dans lesquels La figure 1 représente, en élévation, une coupe de l'appareil passant par l'axe de révolution XX' du plateau. La figure 2 est une vue en plan de l'appareil dépourvu de son plateau. Les figures 3a, 3b, 3c représentent selon des vues partielles en plan des étapes successives de l'état du mécanisme d'accouplement. La figure 4 est une vue en coupe partielle par le plan TT' de la figure 2 illustrant un détail du mécanisme d'accouplement. La figure 5 représente un type de circuit pneumatique utilisé dans une installation mettant en oeuvre l'appa reil de l'invention, et La figure 6 montre une variante de réalisation. L'appareil 1 selon l'invention comporte un corps 2 présentant une base 3 et des pattes telles que 4 qui permettent sa fixation sur une table 5. Ce corps présente une cavité 6 de forme générale circulaire qui est ouverte du côté opposé au fond 3' de la base et dont la région centrale est occupée par un fût 7 présentant un alésage précis 8 qui débouche, sans la dépasser, vers une surface d'appui sensiblement plane 9 du corps perpendiculaire à l'axe XX' de cet alésage ; le fût comporte également un logement 10 d'axe XX' qui débouche vers la base et qui communique avec l'alésage à travers une ouverture circulaire 11 coaxiale de diamètre plus faible dont la cloison 12 est pourvue d'un joint d'étanchéité annulaire 13. L'alésage 8 qui est occupé par un roulement à galets 14 susceptible de tolérer un léger déplacement axial de sa bague interne 15' par rapport à sa cage externe 15" pourrait également être équipé d'un palier lisse (non représenté) comportant par exemple un coussinet apte à guider des mouvements angulaires et à autoriser un léger déplacement axial d'un arbre cylindrique. Un plateau circulaire 16 ayant une surface de réception 17 pouvant accueillir des pièces ou des montages supportant ces dernières, et une surface de butée 18 sensiblement plane et opposée comporte au centre de cette dernière une colonne cylindrique 19 dont les dimensions correspondant à celles de la bague 15' avec laquelle elle vient s'associer par serrage ; lorsque la colonne est ainsi associée et que cette bague vient en butée sensiblement contre le plan de la surface 18, un prolongement lisse 20 de cette colonne traverse l'ouverture li et coopère avec le joint d'étanchéité 13. Dans la position de montage ainsi représentée, la périphérie 18' de la surface 18 et la surface 9 sont en appui et enferment un volume interne de la cavité 6 compris entre le corps et le plateau, avec une étanchéité qui résulte de leur état de surface. Une application élastique étanche des deux surfaces 18, 9 est opérée par une ou plusieurs rondelles Belleville 21 qui sont engagées autour d'une tige filetée 22 prolongeant la colonne 19 dans le logement 10. La ou les rondelles Belleville 21 rencontrent à leur périphérie un roulement de butée axiale 22', se trouvant dans le logement 10 et s'appuyant sur la cloison 12 et recoivent dans leur portion centrale la pression d'un écrou de réglage et de maintien 23 coopérant avec la tige 22 pour transmettre au plateau la force de compression axiale des moyens élasti ques que constituent ces rondelles Belleville Lorsque, ainsi que cela sera expliqué ultérieurement, un fluide ayant une pression suffisante pénètre dans la cavité 6, la force appliquée par celui ci à la région centrale 18' de la face interne 18 du plateau 16 va provoquer une compression des rondelles Belleville et communiquer un léger déplacement axial au plateau pour le séparer d~une quantité mesurée de la face 9. Ce déplacement, dont la faible amplitude est déterminée par les caractéristiques élastiques des rondelles, par la charge éventuellement appliquée sur la face 17 du plateau et par la pression du fluide provoque une légère fuite de celuioci a travers l'intervalle -i-, séparant alors les surfaces 18, 9 Ce déplacement qui est rendu possible par les propriétés de déplacement axial qui sont fournies tant par le roulement à galets 14 que par un palier lisse et qui ne provoque pas de fuites autres que les précédentes, grâce à la présence du joint d'étanchéité 13 est mis à profit pour opérer, grâce à des moyens décrits ci-dessous, une rotation élémentaire du plateau s'opérant sans contact matériel des surfaces 18, 9. Au moment où disparaîtra la pression du fluide, ces surfaces 18, 9 qui ne sont sujettes à aucune cause d'usure vont revenir en contact sous l'effet des forces élastiques des rondelles et vont permettre au plateau d'une part de prendre une position axiale rigoureusement identique à la précédente et d'autre part de conserver la position angulaire qui lui aura été donnée. Des mouvements angulaires d'amplitude et de sens déterminés sont communiqués au plateau, en combinaison avec l'apparition et la disparition de la pression du fluide de blocage, par un fluide moteur qui transmet une force à une crémaillère 25 se déplaçant alternativement dans le corps le long d'un axe YY' parallèle au plan QQ' des surfaces 18, 9. Cette crémaillère qui traverse la cavité 6 présente une denture 26 engrenant avec la denture extérieure 27 d'un pignon ou plateau partiellement denté 28 dont un alésage central 29 reçoit la cage externe d'un roulement à bille 30 emmanché sur une portée cylindrique 31 du fût coaxiale à XX', voir aussi la figure 2. Ce pignon qui effectue alternativement des mouvements angulaires de sens inverse transforme ses mouvements propres en des mouvements angulaires élémentaires unidirectionnels qui sont communiqués grâce à un dispositif d'encliquetage 33 patiellement visible sur la figure 1 à une pièce d'accouplement et d'indexation 32 solidaire du plateau. Cette pièce d'accouplement 32 qui est associée à la face 18' du plateau concentriquement à celui-ci par des vis 34, voir figure 1, et qui comporte des encoches périphériques 35, 35', 35" également réparties, voir figure 2, présente un logement interne 36 de diamètre supérieur à celui du fût 7 qui permet de rédui-re le volume de la cavité en amenant notamment la surface 37 de la pièce 28 au voisinage de celle 38 du pignon 28 ; ceci implique que son diamètre extérieur soit inférieur à celui de ce dernier afin de ne pas venir rencontrer la crémaillère, voir figure I. En se reportant à la figure 2, on constate que le dispositif d'encliquetage 33 comprend un cliquet 39 pivotant parallèlement à XX' autour d'un téton 40 solidaire d'un prolongement radial 41 du pignon 28, et un verrou 42 qui pivote sur un second téton 43 solidaire de ce même prolongement et qui peut opérer une action de verrouillage des mouvements centrifuges du cliquet en engageant un doigt 70 qu'il porte dans une encoche 71 du cliquet, voir figures 3a et 3c. Un ressort 44 tendu entre un point 46 du cliquet et un point 45 du pignon 28 rappelle le cliquet vers la pièce 32 tandis qu'un second ressort 72 est tendu entre un point 70 du verrou et le point 46 du cliquet. Dans l'état de l'appareil illustré à la figure 2 et à la figure 3a, la dent 47 du cliquet épouse le contour de l'encoche 35 dans laquelle elle pénètre et appuie une surface d'application propre 48 qui est opposée à la dent et est inclinée d'un angle -a- par rapport à un rayon OM, contre une surface d'appui 49 appartenant à une butée orientable 50 pouvant osciller légèrement autour d'un axe parallèle à XX'. Cette butée est constituée par une pièce tubulaire cylindrique présentant un méplat externe 49, et un alésage interne 50 qui est emmanché, à frottement doux, sur un téton 51 fixé dans le fond 3' de la cavité 6 parallèlement à l'axe XX'. Cette oscillation est limitée par la rencontre d'un ouverture 75 de la butée avec une goupille 76 fixée dans le fond de la cavité. Dans l'état indiqué à ces figures 2 et 3a, on constate que le verrou 42 ne vient pas immobiliser le cliquet, en raison du fait que le doigt 70 de ce verrou qui représente également le point d'accrochage du ressort 72 ne s'appuie pas dans l'encoche 52 du cliquet. L'accouplement mécanique entre le pignon 28 et la pièce d'accouplement 32 ainsi que l'immobilisation de ces deux pièces 28, 32 dans la position illustrée sur la figure 3a sont par suite uniquement opérés par le fait que le couple communiqué à ce pignon 28 par les moyens moteurs est transformé en plusieurs forces Fl, F2, F3 qui appliquent la dent et la surface d'application dans l'encoche et contre la surface d'appui 49 solidaire du corps. La disposition relative de ces forces empêche un désaccouplement des pièces 28 et 32, qui pourrait être craint en raison de la masse du plateau et/ou de celle des objets qu'il porte, lorsque l'ensemble des deux pièces doit être arrêté par la butée 50 après avoir effectué une course de sens G. La rupture de contact entre le doigt 70 du verrou 42 et l'encoche 52 du cliquet est provoquée par la rencontre d'un doigt 71 du verrou avec l'extrémité interne 55 d'une vis de réglage 56 d'axe parallèle au plan QQ' qui traverse le corps de façon étanche et dont la tête 57 est accessible de l'extérieur, voir aussi figure 2 t la position axiale de cette extrémité détermine la position angulaire du pignon pour laquelle s'opère cette rupture. Lorsque après avoir observé un arrêt dans la position illustrée à la figure 2,=pour lequel aucun fluide n'est admis dans la cavité 6, le pignon 28 doit effectuer un mouvement de recul de sens anti-horaire et d'amplitude suffisante, la pression du fluide dans le vérin 65 est maintenue jusqu'au moment où la dent 47, après s'être dégagée de l'encoche 35, vient s'engager dans l'encoche suivante 35'. Le dégagement de cette encoche est rendu possible grâce au fait que l'orientation des surfaces 48, 49 peut suivre la trajectoire de dégagement J qui est effectuée par le levier 39 en composant deux rotations : l'une autour de la colonne, l'autre autour du pivot 40. Pendant ce mouvement qui s'opère à une vitesse relativement élevée, le doigt 70 est appliqué sur le flanc 77 du cliquet 39 et la dent 47 glisse sur la portion périphérique 78 comprise entre deux encoches, voir figure 3b. On admettra que le plateau puisse être immobilisé ainsi qu'on le verra ultérieurement jusqu a un instant où la dent pénètre dans l'encoche 35' ; dans cette position, voir figure 3c, où la dent ne peut plus se dégager de l'encoche en raison de la pénétration du doigt 70 du verrou 42 dans l'encoche 52 du cliquet 39, le pignon 28 est immobilisé même si la crémaillère est encore soumise à une force motrice ayant le même sens ;toutefois, le générateur de cette force motrice reçoit sensiblement à ce moment là, un ordre d'inversion de sens de sorte que le pignon et le dispositif d'accouplement entraînent la pièce d'accouplement et le plateau dans le sens horaire G, jusqu a une position dents que à celle de la figure 3a ; pendant cette dernière course, la pression de fluide est appliquée dans la cavité 6 pour interrompre la solidarité du plateau tournant et du corps. Lorsqu'au voisinage du terme de cette course horaire, voir figure 3a, le doigt 71 du verrou 42 rencontre leextrémité 55, le téton 70 peut se dégager de l'encoche 52 en raison du fait que le flanc de celle ci est sensiblement tangent à la trajectoire circulaire qu'effectue ce téton autour de lsase de pivotement ZZ' du verrou. Le mouvement rectiligne alternatif de la crémaillere 25 est obtenu grâce au fait que deux pistons 60 et 61, soir figure 2, qui sont lids à ses extrémités 62 63 et se déplacent dans deux cylindres de vérin 64, 65 fixés latéralement sur le corps 2, sont alternativement soumis à des pressions de fluide communiquées dans une séquence convenable par un distributeur visible à la figure 5 p des alésages 66, 67 du corps 2 pénétrant jusqu'à la cavité 6 opèrent le maintien étanche des chemises 68, 69 de ces cylindres. Les tubulures d'alimentation en fluide du groupe moteur 80 constitué par les deux cylindres, peuvent être raccordées directement sur leurs têtes extérieures, tandis qu'une tubulure d'alimenta- tion en fluide 81 aboutira de préférence à un connecteur 82 fixé sur le corps pour alimenter la cavité 6 grace à un canal 83. La course effectuée dans chaque sens par la crémaillère et le diamètre primitif de la denture du pignon 28 sont choisis pour que celui-ci puisse effectuer une rotation élémentaire supérieure à 900 (par exemple 1200) , afin de communiquer au plateau, en coopération avec une pièce d'accouplement ayant quatre encoches également réparties, des avances élémentaires de 900. Il est clair que le remplacement d'une pièce d'accouplement à quatre encoches par une pièce en ayant davantage permet de s'adapter très aisément aux besoins des utilisateurs. On peut se rendre compte à la figure 2, que le téton 51 de la butée 50 est placé sur une surface 84 qui est parallèle à la paroi 3' du fond ; une surface analogue 85 placée symétriquement, présente deux alésages 86, 87 qui sont aptes à recevoir un téton 51' tel que 51 et une goupille 76' telle que 76 pour maintenir une butée 50' telle que 50 lorsque le plateau doit tourner en sens inversé. Il est clair que dans ce dernier cas, le pignon 28 ainsi que les leviers 42, 39 doivent etre inversés pour coopérer avec la pièce d'accouplement 32 qui est également retournée par rapport au plateau ; un trou fileté 88, obturé par un bouchon 89 permet également la mise en place inversée de la vis 56. Un système 98 de commande automatique des mouvements du plateau, visible à la figure 5, comprend notamment une source d'air comprimé 90, un distributeur pneumatique 91 dont les sorties a, b sont reliées aux cylindres, et un dispositif de commande 92 du distributeur. Lorsque l'unité opératoire 95 a effectué une opération sur la pièce 96 placée sur le plateau 16, un détecteur 94 de cette unité communique un signal au dispositif de commande 92 pour amorcer un nouveau cycle qui va débuter par l'amenée de la pièce suivante 96' à la place de la pièce 96. La pression qui était présente en -a- disparaît et la pression est appliquée en -b- par le distributeur 91 grâce à une impulsion de fluide en -d-. Pendant le mouvement ss du pignon 28, le plateau reste bloqué par l'absence de pression en -c-, qui est relié à la cavité 6. Dés que l'impulsion de fluide est terminée, la pression apparaît de nouveau en -a- et disparaît en -b- pour provoquer une rotation a qui est possible en raison de l'apparition simultanée d'une pression en -c-. La pression en -c- disparaît lorsque le pignon 28 et le plateau 16 sont arrivés dans leur nouvelle position d'arrêt t cette disparition peut résulter de l'action d'un dispositif temporisateur 97 alimenté par le dispositif 92 ou par la canalisation qui transporte le fluide -a- t la disparition de la pression en -c- peut être utilisée pour donner en 93 le signal -f- de début d'une nouvelle opération à l'unité opératoire 95. Une commande manuelle pour un fonctionnement semi-automatique telle que 92' peut également être associée au dispositif de commande automatique. Le mode de réalisation préféré 1 qui vient d'etre décrit peut faire l'objet d'une variante 100 dans laquelle les rôles du corps 101 et du plateau 102 sont inversés, voir figure 6. Comme les cylindres 104 entraînant la crémaillère 103 sont ici mobiles, il est nécessaire d'amener les fluides à ceuxci à l'aide de joints tournants étanches associés à une colonne fixe 111, et comprenant par exemple deux gorges 105, 106 du plateau 102 qui sont reliées à ces cylindres grâce à des canaux et tubulures 107, 108 respectivement 109, 110, et qui sont, d'autre part, alimentés à travers des canaux 115, 116 traversant le colonne 111 pour aboutir en regard de ces gorges t des pièces d'étanchéité telles que 112 assurent sur la colonne 111 ou sur le moyeu 117 du plateau le passage du fluide tandis qu'une canalisation fixe 113 traversant le corps 101 alimente la cavité 114 et que deux canalisations 118, 119 alimentent les cylindres des vérins 104. Comme la mise en place de ces joints tournants étanches nécessite un espace axial important, le plateau pivote ici autour de la colonne grâce à un palier lisse. Le mécanisme d'accouplement ne nécessite aucune modification. Revendications de brevet. 1. Appareil de transfert destiné notamment au transport circulaire, pas à pas, de pièces comprenant - un corps équipé d'un palier central - un plateau circulaire solidaire d'un arbre pivotant dans ce palier autour de son axe - des moyens de blocage exerçant sur ce plateau une force apte à le maintenir dans une position d'armet - des moyens de butée aptes à limiter un déplacement axial du plateau, et - des moyens mécaniques d'entraînement qui sont associés à ce plateau pour lui communiquer entre deu:: arrêts des mouvements angulaires successifs de mems sens ayant une valeur déterminée, caractérisé en ce que des moyens pneumatiques-(98), compre nant une source d'air comprimé (90) et un distributeur pneumatique (92), sont reliés à une cavité (6) du corps (2) placée sous une face externe (7) de réception des pièces de façon telle que le fluide exerce sur une face interne (18) du plateau, qui est opposée à la précédente, qui porte une partie (32) des moyens d'entraînement, et dont la périphérie (18') est appliquée sur une surface annulaire (9) de ce corps par des moyens élastiques permanents et concentriques (21), une force suffisante pour comprimer ces moyens élasti ques et séparer, pendant la durée du mouvement, la périphérie et la surface annulaire d'un faible intervalle à travers lequel s'échappe le fluide comprimé dans la cavité. 2. Appareil de transfert selon la revendication 1 caractérisé en ce que le palier (14) est placé entre le plateau (16) et une portion lisse (20) de l'arbre (19) qui est étanche par rapport à un alésage (il) du corps (2) qu'elle traverse et qui est prolongée par une portion filetée (22) sur laquelle est placé un écrou (23) coopérant avec des rondelles Belleville concentriques (21) qui s'appuient sur le corps. 3. Appareil de transfert selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent une roue à encoches (32) ayant un mouvement relatif par rapport à un cliquet oscillant t39), et au moins un vérin pneumatique (64, 65) placé dans le corps (2) et ayant un axe YY' parallèle au plan QO' du plateau (16), et des moyens de liaison à crémaillère (26) qui sont associés à un vérin alternatif (64, 65) et sont aptes à établir de façon alternative ledit mouvement rotatif. 4. Appareil de transfert selon la revendication 3, caractérisé en ce que pendant la durée du mouvement, la roue à dents et le cliquet coopèrent avec des moyens de blocage (42, 70, 52) qui empêchent tout mouvement relatif entre eux, ces moyens étant libérés lorsque le plateau arrive dans une position angulaire de butée, qui est la position d'arrêt. 5. Appareil de transfert selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue à encoches (32) est portée par la face interne (18) du plateau (16), tandis que le cliquet (39) est pivoté sur une roue dentée (28) qui est pivotée pour sa part autour du palier (14) de l'arbre (19) et qui engrène avec la crémaillère (26). 6. Appareil de transfert selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens de blocage (42, 70, 52) sont associés au cliquet (39) et rencontrent une butée réglable (56) solidaire du corps (2), tandis que le cliquet rencontre une butée fixe (50) solidaire du corps. 7. Appareil de transfert selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de blocage en position d'arrêt comprennent un levier pivotant (42) qui est porté par la roue à dents (28) et qui s'appuie élastiquement (72) sur le cliquet, de façon à lui interdire un mouvement angulaire par rapport à ladite roue.