Brevet FR2636101A1 — publié le 19900309

tffà 5 6 1 D 1 MOTEUR PAS A PAS ROTATIF ELECTROPNEUMATIQUE L'invention concerne un moteur pas à pas rotatif électropneumatique comportant plusieurs éléments de tra- vail agencés autour d'un axe et d'un train d'engrenages intégré à rapport de réduction élevé, de préférence pour la robotique et la manutention. On connaît des moteurs pas à pas rotatifs entraînés soit électriquement, soit par un agent de pression fonctionnant selon le principe rotatif, lesquels, grâce à un train d'engrenages à rapport de réduction élevé, transforment les mouvements de translation des éléments de travail en un mouvement rotatif. Ces moteurs ont pour inconvénient de n'offrir qu'une petite puissance et un faible rendement, de sorte que leur domaine d'utilisation est très restreint. Le brevet DD-215 363 décrit un moteur pas à pas rotatif actionné par un agent de pression fonctionnant selon le principe rotatif et dans lequel en tant qu'agent de pression, sont agencés des pistons ou des soufflets. L'inconvénient dans ce type de moteur pas à pas rotatif est que le choix des agents de pression entraîne un rapport défavorable entre le volume utile et le volume mort, engendrant ainsi un mauvais rendement et que le couple moteur maximum ne peut être atteint qu'à des nombres de tours extrêmement faibles, c'est-à-dire avec une dynamique défavorable. De plus, la liaison solide entre l'agent de pression et la commande interne par levier roulant entraîne un travail de déformation constant qui se traduit par une perte d'énergie également dans la direction tangentielle plus rigide. Le mouvement de sortie ne peut être prélevé que sur la bague extérieure dentée intérieurement, de sorte que le vecteur de force tournant s'exerce constamment sur le logement, ce qui de nouveau réduit le rendement et la longévité. Le but de l'invention est de fournir un moteur pas à pas rotatif électropneumatique présentant un rendement amélioré et une dynamique supérieure pour un plus large domaine d'applications. Le problème se posait de trouver un moteur pas à pas rotatif électropneumatique présentant un couple- moteur élevé et une élimination résolution supérieure des pas (continuité améliorée du mouvement rotatif). L'invention résout le problème en ce que, pour un moteur pas à pas rotatif électropneumatique muni d'éléments de travail agencés radialement, actionnés pneumatiquement, de moyens destinés à commander séparément les convertisseurs de forces de pression ainsi que d'un train d'engrenages à rapport de réduction élevé, qui transforme le mouvement de translation des éléments de travail en un mouvement rotatif, une bague à denture externe étant reliée par l'intermédiaire de blocs-ressorts à lame à une bague d'accouplement et celle-ci étant reliée à un pot de façon élastique radialement et rigide à la torsion, et en ce que les convertisseurs de force de pression, qui sont constitués par un corps de base, sur le côté éloigné de la bague à denture externe duquel est fixé un convertisseur élec- tropneumatique et sur le côté dirigé vers la bague à denture externe duquel est fixé un coussin sous pression qui est relié élastiquement à une tôle de recouvrement des forces de pression, agencée sur celui-ci avec un élément d'introduction de forces intégré et logé de façon librement mobile sur deux plans par l'intermédiaire d'un élément de fixation agencé centralement au niveau du fond et dirigé v-rs le corps de base, élément de fixation muni d'une.menée d'air intégrée, sont agencés fixement circulairement autour d'un corps de base et reliés à une conduite circulaire d'amenée d'air sous pression centrale de façon étanche à la pression. Les convertisseurs électropneumatiques sont accouplés à un amplificateur pneumatique afin d'obtenir des puissances plus élevées. L'élément d'introduction des forces peut être conçu sous forme d'élément coulissant ou d'élément roulant. Les avantages de la solution selon l'invention se traduisent par la mise au point d'un moteur pas à pas rotatif électropneumatique à rendement élevé et à élimination de pas supérieure avec un couple moteur élevé pour une bonne dynamique et une grande puissance en réduisant les dimensions globales et le poids du moteur. On va maintenant expliquer l'invention plus en détail à l'aide d'un exemple d'un mode de réalisation représenté dans le dessin ci-annexé dans lequel: - la figure 1 est une représentation en coupe du moteur pas à pas rotatif électropneumatique; - la figure 2 est une exécution supplémentaire selon la figure 1; - la figure 3 est une représentation en coupe du convertisseur des forces pneumatiques. La figure 1 montre une représentation en coupe du moteur pas à pas rotatif électropneumatique, l'unité a étant sortie de l'unité b. L'unité a est constituée par la bague à denture externe 2 qui est reliée radialement de façon élastique et rigide en torsion par l'intermédiaire des blocs-ressorts à lame 3 à la bague d'accouplement 4 et cette bague d'accouplement 4 au pot 5. L'unité b est constituée sans l'adjonction de la bague à denture intérieure 6 par les convertisseurs de forces pneumatiques 1 qui sont comprimés par les éléments de traction en pression 7; 8 sur le corps de base 9 avec une conduite circulaire d'air comprimé intégrée 21 et sont raccordés solidement et de façon étanche à la pression par l'intermédiaire d'un Joint d'étanchéité 10. La figure 2 montre une unité fonctionnelle autoportante dans laquelle les convertisseurs des forces pneumatiques 1 sont d'une part reliés au corps de base 9 par l'intermédiaire de vis creuses 12 qui comportent un alésage transversal et libèrent ainsi l'air comprimé provenant de la conduite circulaire d'air comprimé 21 dans le convertisseur des forces pneumatiques 1 et d'autre part par l'intermédiaire des éléments de fixation 13 à la rondelle 11. Dans la plupart des cas d'application, cette unité fonctionnelle constitue le stator du moteur pas & pas rotatif électropneumatique. La figure 3 montre la représentation en coupe d'un convertisseur de forces pneumatiques qui est constitué par un corps de base 16 sur le côté éloigné de l'anneau à denture extérieure 2 duquel est agencé un convertisseur électropneumatique 14. Sur le côté dirigé vers la bague à denture extérieure 2, est agencé le coussin sous pression 17. Sur le côté supérieur du coussin sous pression 17 est fixée élastiquement la tôle de recouvrement des forces de pression 19 avec l'élément d'introduction des forces intégré 20. L'élément d'intro- duction des forces 20 peut être exécuté sous forme de corps glissant ou sous forme d'élément roulant. Au niveau du fond, fixé sur le coussin sous pression 17, et dirigé vers le corps de base 16 est prévu un élément de fixation agencé centralement et bloquant en position le coussin sous pression 17 dans le corps de base 16, élément de fixation muni d'une amenée d'air intégrée 18. Grâce à cet agencement, le coussin sous pression 17 est logé dans le corps dé base 16 de façon librement mobile sur deux plans. Grâce à l'agencement circulaire d'au moins trois convertisseurs de forces de pression 1 autour d'un axe, on forme l'unité fonctionnelle-générateur d'ondes de convertisseur. Le générateur d'ondes du convertisseur est assemblé pour compléter le moteur par l'intermé- diaire de la bague à denture intérieure 6, de la bague à denture extérieure 2, de la bague d'accouplement 4 raccordée de façon rigide en torsion et élastique en flexion et du pot 5. Les convertisseurs des forces de pression pneu- matiques 1 sont actionnés successivement par l'air com- primé au moyen d'une commande électronique non repré- sentée, un vecteur de forces tournantes étant ainsi éliminé. Plus le nombre de convertisseurs de forces de pression 1 est important, plus la résolution des pas sera précise. La sortie peut être prélevée au niveau de la bague à denture intérieure 6 lorsque le pot 5 est relié fixement à l'unité fonctionnelle, c'est-à-dire au générateur d'ondes du convertisseur. Le pot 5 avec la bague d'accouplement 4 et la bague à denture extérieure 2 est en sortie lorsque la bague à denture intérieure 6 est reliée fixement avec l'unité fonctionnelle, c'est-à-dire avec le générateur d'ondes du convertisseur. Cette exécution permet d'éviter de charger le palier en forces tournantes. REVENDICATIONS 1. Moteur pas à pas rotatif électropneumatique muni d'éléments de travail agencés radialement et ac- tionnés pneumatiquement, d'éléments pour la commande séparée des convertisseurs de forces de pression ainsi que d'un train d'engrenages à rapport de réduction élevé qui convertit le mouvement de translation des éléments de travail en un mouvement rotatif, caractérisé en ce que la bague (2) est reliée radialement de façon élastique et rigide en torsion par l'intermédiaire de blocs-ressorts à lame (3) à la bague d'accouplement (4) et cette bague d'accouplement (4) au pot (5), et en ce que les convertisseurs de forces de pression (1), qui sont constitués par un corps de base (16) sur le côté éloigné de la bague (2) duquel est fixé un convertisseur électropneumatique (14) et sur le côté dirigé vers la bague (2) duquel est fixé un coussin sous pression (17), qui est relié élastiquement à une tôle de recouvrement des forces de pression, agencée au-dessus (19) avec un élément d'introduction de forces intégré (20) et qui est logé de façon librement mobile sur deux plans par l'intermédiaire de l'élément de fixation agencé centralement au niveau du fond et dirigé vers le corps de base (16) avec une amenée d'air intégrée (18), sont agencés fixement et de façon circulaire par rapport au corps de base (9) et sont raccordés à une conduite circulaire d'air comprimé centrale (21) de façon étanche à la pression. 2. Moteur pas à pas rotatif électropneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur électropneumatique (14) est accouplé à l'amplificateur pneumatique (15). 3. Moteur pas à pas rotatif électropneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élé- ment d'introduction de forces (2) est exécué sous forme de corps coulissant ou sous forme d'élément roulant.