Brevet FR2611823A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage et de déverrouillage entre deux pièces se déplaçant dans un même plan et animées l'une par rapport à l'autre d'un mouvement alternatif. Un mouvement de translation alternatif a pour effet de rendre solidaire les deux pièces, un second mouvement de translation alternatif a pour effet de les désolidariser. Des dispositifs ayant une telle fonction sont particulièrement utilisés sur des appareils de manutention et principalement sur des appareils de préhension. Le but recherché dans l'application de ces dispositifs étant de faciliter l'automatisation de certaines fonctions. Nous connaissons des dispositifs remplissant cette fonction ainsi - Tel dispositif comporte une tige guidée en translation et rotation, à l'extrémité de laquelle un tenon vient s'encliqueter dans une mortaise ménagée sur la pièce à rendre solidaire et inversement. - Tel autre est constitué d'un levier articulé à une extrémité, et à l'autre extrémité un galet qui vient dans un rainure ménagée dans la pièce à rendre solidaire. Un système de clapet anti-retour oblige le galet à se déplacer dans la rainure selon une trajectoire bien définie. La mise en oeuvre pour ces deux principes de fonctionnement s'avère d'un prix de revient relativement élevé. D'autre part dans le second, la présence de clapets anti-retour rend le système fragile et peu fiable notamment lorsque le dispositif doit fonctionner dans des milieux corrosifs ou poussiéreux. La présente invention vise à améliorer le dispositif en s'attachant à deux points essentiels - Un prix de revient moins élevé - Un mécanisme simplifié assurant une bonne fiabilité de fonctionnement. Le dispositif de verrouillage et de déverrouillage selon l'invention a donc pour but de rendre solidaire ou inversement deux pièces articulées autour d'un même axe, ou qui se déplacent sur une même trajectoire, ou des trajectoires parallèles. I1 est constitué d'un levier rigide articulé en un point de sa longueur autour d'un axe perpendiculaire au plan de déplacement et solidaire d'une des pièces à verrouiller. Un élément élastique, ici, un ressort de tension fixé à une extrémité du levier, a pour effet de le rappeler toujours dans la même position. A l'autre extrémité du levier, un galet est rapporté, libre en rotation sur un axe paral lèle à l'axe d'articulation du levier. Lors du déplacement relatif des deux pièces à verrouiller, le galet vient en contact dans une rainure réalisée dans une pièce rendue solidaire de la seconde pièce à verrouiller. La forme de la rainure est telle que la trajectoire du galet du levier est rendue obligatoire par la conjugaison des déplacements des deux pièces et du rappel en position du levier constamment assuré par le ressort. Pour une meilleure compréhension, la description sera poursuivie au regard d'un schéma de principe. D'autres caractéristiques et avantages apparattront dans la description qui va suivre d'un dispositif selon l'invention, monté sur une pince de manutention, donné à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente, sous forme schématique le principe de fonctionnement du dispositif - La figure 2 représente une pince de manutention en position ouverte et équipée du dispositif - La figure 3 représente cette pince en position fermée - La figure 4 représente un exemple de réalisation en phase d'approche - La figure 5 représente le dispositif en phase verrouillée - La figure 6 représente le dispositif en phase de déverrouillage - La figure 7 représente le dispositif en phase finale de déverrouillage Sur la figure 1, le levier est matérialisé par deux points 00' ;; en 0 le levier est articulé sur un axe et est solidaire de la pièce à verrouiller. En 0' un galet est libre en rotation, et de diamètre inférieur à la largeur de la rainure réalisée dans l'autre pièce à verrouiller et dans laquelle il sera guidé. L'axe 0 se déplace ici verticalement selon une droite et occupe successivement les positions 0 1 2....9 0. A l'origine, le levier 00' observe la position verticale et un élément élastique fixé sur le levier et son support aura pour effet de le rappeler toujours dans cette position. La phase de verrouillage se décompose selon le processus suivant - L'axe O du levier descend de la position 0 à 1, le galet passe de 0' à 1' s'engageant dans la rainure dont l'axe est incliné par rapport à la trajectoire du levier. - L'axe O du levier descend de la position 1 à 2, le galet passe de 1' à 2' Le galet s'écarte de la verticale et est en appui sur un côté de la rainure (représenté par un trait renforcé) et le levier s'incline par rapport à la trajectoire de l'axe 0. Sous l'action de l'élément élastique de rappel, le galet échappe en 2' et tend à se rapprocher de la trajectoire de l'axe 0 en venant en 2". - L'axe O du levier monte de la position 2 à 3, le galet passe de 2" à 3' puis en continuant à remonter, l'axe 0 du levier, passant de 3 à 4 le galet va de 3' à 4'. A ce point correspond la position de verrouillage dans laquelle les points 4-4' et le centre de la partie arrondie de la rainure sont sur une même droite. La phase de verrouillage se décompose donc en une opération de descente au cours de laquelle le galet du levier s'engage dans une rainure inclinée par rapport à la trajectoire de l'axe du levier, et à l'extrémité de laquelle il y a une chicane dans laquelle le galet est entrané grâce à l'action de l'élément élastique sur le levier qui tend à ramener le levier dans l'alignement de la trajectoire de son axe d'articulation ; et une opération de montée où le galet est engagé et prisonnier dans cette chicane sous l'effet des forces tendant à écarter les deux pièces. La phase de déverrouillage se décompose selon le processus suivant - L'axe O du levier descend de la position 4 à 5, puis 6, le galet passe de 4' à 5' puis 6'. Sous l'action de l'élément élastique de rappel, le galet échappe en 6' et tend à se rapprocher de la trajectoire de l'axe 0 en venant en 6". - L'axe 0 du levier monte de la position 6 à 7, puis 8, le galet passe de 6" à 7' puis 8'. I1 faut remarquer (traits renforcés sur les bords de la rainure) que lorsque l'on passe de 6 à 7, le galet venant de 6' se trouve en 6" et est en appui d'un côté de la rainure jusqu'à 7'. Dans cette position le levier est toujours incliné légèrement du même côté par rapport à la trajectoire de 0 depuis l'origine des déplacements. En 7', l'axe du levier est en position neutre jusqu'en 8'. - L'axe 0 du levier monte de la position 8 à 9, le galet passe de 8' à 9' dans la rainure dont l'axe est incliné par rapport à la trajectoire du levier. Le galet s'écarte de la verticale et le levier s'incline par rapport à la trajectoire de l'axe 0 mais avec un angle opposé à celui correspondant au déplacement de la position 1 à la position 7. - L'axe O du levier monte de la position 9 à 0, le galet suit la trajectoire 9'0'. Sous l'effet de l'élément élastique de rappel, le galet échappe en 9' et le levier revient en position neutre. La phase de déverrouillage se décompose donc en une opération de descente dans laquelle l'élément élastique tend toujours à ramener le levier dans l'alignement de la trajectoire et au cours de laquelle le galet du levier échappe de la chicane pour arriver dans une rainure inclinée par rapport à la trajectoire de l'axe du levier et dans le même sens que celle mentionnée dans la phase de verrouillage. Une opération de montée où le galet en se déplaçant dans ladite rainure occasionne l'inclinaison du levier à l'opposé de celle observée lors de l'opération de verrouillage ; à l'extrémité de la rainure, le galet échappe et sous l'action de l'élément élastique le levier revient en position neutre, et le galet est alors à nouveau en face de la rainure correspondante à la phase de verrouillage. Sur les figures 2 et 3 une pince de manutention est schématisée dans laquelle deux bras rigides 10 et 11 articulés en un point sur un axe 12 et à leur extrémité 15 et 16, deux bielles 13 et 14 sont reliées sur un axe 17 formant ainsi un parallélogramme déformable. Sur la bielle 11 est rapportée en 18 la partie du mécanisme composée du levier et du ressort de rappel, alors que la boite 19 comportant la rainure est rapportée sur le bras 10. Sur la figure 2, la pince est ouverte et le mécanisme est verrouillé, Sur la figure 3, la pince est fermée et le mécanisme est déverrouillé. Les pièces se déplaçant autour de l'axe 1?, leur trajectoire est donc circulaire mais toujours dans le même plan. Le fonctionnement serait identique en plaçant respectivement les éléments 18 et 19 en 17 et 12 et dans ce cas la trajectoire serait rectiligne. Les figures 4 5 6 et 7 représentent sous forme de schémas les différentes phases de fonctionnement. La figure 4 représente le mécanisme en position repos ou déverrouillée, dans lequel un levier 20 articulé sur un axe 22, possède à une extrémité un galet 21 en porte à faux, à l'autre extrémité un ressort. L'axe 22 et le support ressort 24 sont solidaires d'une des pièces à verrouiller. Sur l'autre pièce à verrouiller est fixée une pièce 25 dans laquelle est usinée une rainure comme décrite précédemment. Nous conviendrons que la pièce 25 est fixe et que l'autre pièce sur laquelle est rapportée le levier se déplace selon l'axe XX'. la rainure correspondante au début de la phase de verrouillage est telle que la distance 1 soit suffisante pour que le galet s'engage correctement d'autre part, elle présente un angle a suffisamment important pour que le phénomène d'arc-boutement du levier soit impossible. La figure 5 représente le mécanisme en position verrouillée. L'axe du res A sort 23 fait un angle c avec la trajectoire XX', l'axe du levier 20 fait un an- gle d avec XX'. La figure 6 correspond à la première opération correspondant au déverrouillage dans laquelle le levier se déplace dans le sens de la flèche D. Le levier en position basse fait un angle f avec XX'et sous l'action du ressort qui lui A même fait un angle e avec XX', il bascule pour venir en position neutre, c'està-dire que les axes du levier et du ressort sont dans le même alignement. La figure 7 correspond à la seconde opération de déverrouillage dans laquelle le levier se déplace dans le sens de la flèche M. On remarque que l'axe du levier fait un angle g avec XX' et se situe de l'autre côté de l'axe XX'. L'angle t que fait l'axe du ressort avec XX' a également changé de côté et le ressort tend toujours à ramener le levier en position neutre. Dès lors que le galet arrive à l'extrémité de la rainure, sous l'action du ressort de rappel agissant sur le levier, il échappe pour revenir en position neutre initiale e vue d'un autre cycle complet. Dans la description qui précéde, nous avons considérés que les pièces a verrouiller étaient animées de mouvements verticaux et que le levier se situa; au dessus de la pièce comportant la rainure. I1 faut observer que le mécanisme fonctionne dans toutes les positions à la condition que la trajectoire de la pièce supportant le levier par rapport à la trajectoire de la pièce dans laquelle nous trouvons la rainure soit déterminée et ne varie pas dans un cas de figure ou de mécanisme considéré. L'utilisation de ce dispositif ne se limite pas à l'équipement des appareils de manutention tels que pinces et griffes, mais il peut être aussi utilisé sur des mécanismes dont la fonction consiste à prendre une pièce à un emplacement pour la déposer à un autre. REVENDICATIONS 1) Dispositif de verrouillage et de déverrouillage entre deux pièces se déplaçant dans un même plan ou des plans parallèles et animées l'une par rapport à l'autre d'un mouvement alternatif répétitif et identique caractérisé en ce qu'une pièce comporte un levier articulé sur un axe perpendiculaire au plan de déplacement avec à une extrémité un ressort rappelant ce levier toujours dans la même position, à l'autre extrémité un galet qui, lors du rapprochement des pièces viendra dans une rainure ménagée dans l'autre pièce à rendre solidaire. 2) Dispositif de verrouillage et déverrouillage, selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'opération de verrouillage comporte une phase correspondant au rapprochement des deux pièces et une phase correspondant à ltécartement de celles-ci, en ce que l'opération de déverrouillage comporte une phase correspondant au rapprochement des deux pièces et une phase correspondant à l'écartement de celles-ci. 3) Dispositif de verrouillage et de déverrouillage, selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les trajectoires relatives des deux pièces soient telles que le galet 21 fig 4 se présente toujours dans la phase de verrouillage, à une distance 1 du bord de la rainure. 4) Dispositif de verrouillage et de déverrouillage selon les revendications 1,2 et 3 caractérisé en ce que la position de l'extrémité de la rainure, correspondant à la fin de la phase de déverrouillage est à une distance m, supérieure et du même côté que 1 par rapport à la trajectoire des pièces. 5) Dispositif de verrouillage et de déverrouillage selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que au point V fig 5, correspondant à la phase de verrouillage, la forme de la rainure est telle que r est inférieur à n plus le diamètre du galet du levier et s est supérieur à n. 6) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'intersection entre la rainure et la ligne représentant la trajectoire des pièces est telle que la partie de la rainure se situant d'un côté de celle-ci correspond à la phase complète de verrouillage et à la première phase de déverrouillage, et que la partie de la rainure se situant de l'autre côté, correspond à la phase finale de déverrouillage. 7) ,Dispositif selon les revendications 1,2 et 6 caractérisé en ce que le galet 21 fig 4 à 7 se déplace dans la rainure de verrouillage inclinée d'un angle a par rapport à la trajectoire des pièces. Au rapprochement des pièces, le levier 20 s'incline jusqu'à un maximum correspondant à la position V fig 5. Sous l'action du ressort, le levier tend vers la position neutre. A l'éloignement des deux pièces le galet vient en butée dans la rainure et le levier accuse un angle correspondant au point de verrouillage. Au cours de l'opération de déverrouillage, une première phase correspond au rapprochement des deux pièces, l'inclinaison du levier, toujours soumis à l'action du ressort, diminue pour faire un angle t fig 6 correspondant à la position d'échappement du galet. A l'éloignement des deux pièces correspond la seconde phase de déverrouillage, le galet se déplace dans la rainure de déverrouillage inclinée d'un angle b, il passe par un point neutre (l'axe du galet, l'axe du levier et l'axe du ressort sont alignés) puis provoque l'inclinaison du levier 20 selon un angle variant de 0 à g et passe par un maximum correspondant à l'échappement du galet de la rainure. Le levier, sous l'action du ressort reprend sa position initiale. 8) Dispositif de verrouillage et de déverrouillage selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que la trajectoire des deux pièces l'une par rapport à l'autre n'est pas nécessairement rectiligne. 9) Dispositif de verrouillage et de déverrouillage selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce qu'il fonctionne quel que soit l'inclinaison du plan ou des plans parallèles dans lesquels les pièces se déplacent.