Brevet FR2684204A1 — publié le 19930528

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT REGLABLE La présente invention concerne la commande de moteurs d'entraînement. D'une part, il est difficile de commander la vitesse de sortie de moteurs pneumatiques ou hydrauliques de forte puissance D'autre part, les moteurs électriques de faible puissance, réglables, sont facilement disponibles, mais ceux de forte puissance sont trop encombrants et trop coû- teux. La présente invention utilise une sortie rotative d'un moteur électrique réglable et une sortie rotative d'un mo- teur à fluide, conjointement, pour commander le moteur à fluide Ainsi, un moteur peu coûteux, facilement réglable, relativement peu puissant (par exemple un servo-moteur) et un moteur d'entraînement peu coûteux, relativement puissant (par exemple un moteur à air comprimé) peuvent être utili- sés, dans un dispositif d'entraînement particulièrement compact. La présente invention propose un dispositif d'entraî- nement comprenant: (a) un moteur à fluide comportant un premier arbre de sortie rotatif s'étendant vers l'avant et un deuxième arbre de sortie rotatif s'étendant vers l'arrière; (b) un conduit de distribution de fluide s'étendant vers l'arrière depuis le moteur à fluide, dans le même axe que le deuxième arbre de sortie rotatif, et comportant un orifice de sortie qui communique avec le moteur à fluide pour entraîner chaque arbre de sortie rotatif dans une di- rection donnée; (c) une vanne rotative montée co-axialement dans le conduit de distribution de fluide de manière à pouvoir être tournée pour obturer l'orifice de sortie jusqu'à un degré variable, le deuxième arbre de sortie s'étendant co-axiale- ment dans la vanne; (d) un moteur électrique réglable à l'arrière de la vanne, le moteur électrique comportant un troisième arbre de sortie rotatif qui s'étend vers l'avant et est dans le même axe que le deuxième arbre de sortie rotatif, la vites- se de rotation du troisième arbre de sortie pouvant être variée par réglage du moteur électrique; et (e) un différentiel comprenant un premier planétaire sur le troisième arbre de sortie rotatif, une première cou- ronne dans le même axe que le premier planétaire, au moins un premier satellite s'engrenant avec le premier planétaire et la première couronne et étant supporté par un premier porte-pignons satellites, un second planétaire sur le deu- xième arbre de sortie rotatif et donc dans le même axe que le premier planétaire, une seconde couronne dans le même axe que le second planétaire, et au moins un second satel- lite s'engrenant avec le second planétaire et la seconde couronne et étant supporté par un second porte-pignons sa- tellites, dans lequel: soit (i) le premier et le second porte-pignons satel- lites tournent à l'unisson, l'une des couronnes est fixe, et l'autre couronne peut tourner et sert d'élément de sor- tie du différentiel, soit (ii) la première et la seconde couronne tournent à l'unisson, l'un des porte-pignons satellites est fixe, et l'autre porte-pignons satellites peut tourner et sert d'élément de sortie du différentiel; et (f) l'élément de sortie du différentiel se déplace donc lorsque la valeur réelle du rapport entre les vitesses du deuxième et du troisième arbre de sortie rotatif s'écar- te d'une valeur prédéterminée, l'élément de sortie du dif- férentiel étant relié à la vanne de manière que l'obtura- tion de l'orifice de sortie du conduit de distribution de fluide puisse être modifiée selon le déplacement de l'élé- ment de sortie du différentiel de manière à contrebalancer tout écart de ladite valeur réelle depuis la valeur prédé- terminée. Des modes de réalisation préférés et optionnels ap- paraîtront à la lumière de la description qui suit. La présente invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une coupe axiale dans un dispositif d'entraînement selon la présente invention; et Les figures 2 à 4 sont des coupes sur les lignes A-A, B-B, et C-C, respectivement, de la figure 1. Le dispositif d'entraînement illustré comprend un mo- teur d'entraînement rotatif 1 sous la forme d'un moteur à air comprimé à ailettes qui entraîne un arbre 2 pour con- nexion à une mèche d'outil (non représentée) et un arbre de sortie rotatif 3 dont la fonction est expliquée ci-après. De l'air comprimé est distribué au moteur 1 via un conduit cylindrique 4 communiquant avec une entrée d'air 6. Un servo-moteur 7 à courant continu de 10 W comporte un arbre de sortie rotatif 8 dont la vitesse peut être mo- difiée en commandant le servo-moteur de manière classique. Les arbres de sortie 3 et 8 sont reliés à un différentiel 9 comprenant: un premier planétaire 11 fixé sur l'arbre 8, une première couronne 12 (fixe), des premiers satellites 13 s'engrènant avec le planétaire 11 et la couronne 12, un se- cond planétaire 14 d'un seul tenant avec l'arbre 3, une se- conde couronne 16 qui est montée à rotation, des seconds satellites 17 s'engrenant avec le planétaire 14 et la cou- ronne 16, et un porte-pignons satellites commun 18 sup- portant les satellites 13, 17 L'engrenage est tel que lorsque le rapport entre les vitesses des arbres 3 et 8 est égal à une valeur prédéterminée (dans le mode de réalisa- tion illustré, 1:1), la seconde couronne 16 est fixe. La couronne 16 est d'un seul tenant avec une vanne ro- tative 19 dans le conduit d'air 4 La vanne comporte un évidement circonférentiel annulaire 21 communiquant en per- manence avec l'entrée d'air 6 via des orifices d'entrée 22 autour du conduit 4 Le conduit 4 comporte un premier et un second orifice de sortie 23 et 24 communiquant avec le mo- teur 1 et un orifice d'échappement 26 communiquant avec une sortie d'échappement 27 La vanne 19 peut être déplacée sur 1200 entre deux positions extrêmes, dans une desquelles (figure 4) un évidement externe longitudinal 28 de la vanne (lequel évidement est relié à l'évidement annulaire 21) co- incide avec le premier orifice de sortie 23, qui alimente le moteur 1 pour l'entraîner dans la direction "avant", tandis qu'un évidement externe arqué 29 communique entre le second orifice de sortie 24 et l'orifice d'échappement 26. Dans l'autre position extrême (non représentée) de la vanne 19, l'évidement arqué 29 communique entre le premier orifi- ce de sortie 23 et l'orifice d'échappement 26, tandis que l'évidement longitudinal 28 coïncide avec le second orifice de sortie 24, qui alimente le moteur 1 pour l'entraîner dans la direction "arrière". Dans l'état illustré du dispositif, avec le servo- moteur 7 réglé à une vitesse de rotation donnée, tant que la valeur réelle du rapport entre les vitesses des arbres 3 et 8 reste égal à la valeur prédéterminée (déterminée par l'engrenage 9), la couronne 16 et, avec elle, la vanne 19 restent fixes Dès que la valeur réelle du rapport de vi- tesse dépasse la valeur prédéterminée, la couronne 16 et la vanne 19 commencent à tourner de manière que l'évidement longitudinal 28 commence à ne plus coïncider avec le pre- mier orifice de sortie 23, ce qui réduit le débit d'alimen- tation en air comprimé du moteur 1 et réduit par conséquent la vitesse de celui-ci Lorsque la valeur réelle du rapport de vitesse tombe en dessous de la valeur prédéterminée, la couronne 16 et la vanne 19 tournent dans la direction op- posée pour diminuer l'obturation du premier orifice de sor- tie 23 jusqu'à ce que la valeur réelle soit égale à la va- leur prédéterminée Si la couronne 16 et la vanne 19 at- teignent la limite de leur rotation, la charge excessive sur le servo-moteur 7 entraîne la mise hors-circuit de celui-ci. Ainsi, la vitesse de rotation du moteur à air comprimé 1 est commandée par la vanne 19 en fonction de la vitesse du moteur électrique 7 Lors de la rotation inverse du mo- teur électrique 7, la vanne 19 est tournée par le différen- tiel 9 de manière à adopter automatiquement l'autre posi- tion extrême, dans laquelle le moteur à air comprimé est entraîné en marche arrière Le rapport entre la vitesse du moteur électrique 7 et la vitesse du moteur à air comprimé 1 peut être fixé à n'importe quelle valeur appropriée en sélectionnant de manière adéquate les rapports d'engrenage du différentiel 9. Il est entendu que, dans un autre mode de réalisation, il est possible d'utiliser deux couronnes à l'unisson et de disposer de porte-pignons satellites distincts, l'un étant fixe et l'autre pouvant tourner et étant relié à la vanne. Le moteur à air comprimé illustré peut être remplacé par un autre moteur pneumatique ou moteur hydraulique. REVEND ICATIONS 1 Dispositif d'entraînement comprenant (a) un moteur à fluide ( 1) comportant un premier arbre de sortie rotatif ( 2) s'étendant vers l'avant et un deuxiè- me arbre de sortie rotatif ( 3) s'étendant vers l'arrière; (b) un conduit de distribution de fluide ( 4) s'éten- dant vers l'arrière depuis le moteur à fluide ( 1), dans le même axe que le deuxième arbre de sortie rotatif ( 3), et comportant un orifice de sortie ( 23) qui communique avec le moteur à fluide ( 1) pour entraîner chaque arbre de sortie rotatif ( 2, 3) dans une direction donnée; (c) une vanne rotative ( 19) montée co-axialement dans le conduit de distribution de fluide ( 4) de manière à pou- voir être tournée pour obturer l'orifice de sortie ( 23) jusqu'à un degré variable, le deuxième arbre de sortie ( 3) s'étendant co- axialement dans la vanne ( 19); (d) un moteur électrique réglable ( 7) à l'arrière de la vanne ( 19), le moteur électrique ( 7) comportant un troi- sième arbre de sortie rotatif ( 8) qui s'étend vers l'avant et est dans le même axe que le deuxième arbre de sortie rotatif ( 3), la vitesse de rotation du troisième arbre de sortie ( 8) pouvant être variée par réglage du moteur élec- trique ( 7); et (e) un différentiel ( 9) comprenant un premier plané- taire ( 11) sur le troisième arbre de sortie rotatif ( 8), une première couronne ( 12) dans le même axe que le premier planétaire ( 11), au moins un premier satellite ( 13) s'en- grènant avec le premier planétaire ( 11) et la première cou- ronne ( 12) et étant supporté par un premier porte-pignons satellites ( 18), un second planétaire ( 14) sur le deuxième arbre de sortie rotatif ( 3) et donc dans le même axe que le premier planétaire ( 11), une seconde couronne ( 16) dans le même axe que le second planétaire ( 14), et au moins un second satellite ( 17) s'engrenant avec le second planétaire ( 14) et la seconde couronne ( 16) et étant supporté par un second porte-pignons satellites ( 18), dans lequel soit (i) le premier et le second porte-pignons satel- lites tournent à l'unisson, l'une des couronnes est fixe, et l'autre couronne peut tourner et sert d'élément de sor- tie du différentiel, soit (ii) la première et la seconde couronne tournent à l'unisson, l'un des porte-pignons satellites est fixe, et l'autre porte-pignons satellites peut tourner et sert d'élément de sortie du différentiel; et (f) l'élément de sortie du différentiel ( 9) se déplace donc lorsque la valeur réelle du rapport entre les vitesses du deuxième et du troisième arbre de sortie rotatif ( 3, 8) s'écarte d'une valeur prédéterminée, l'élément de sortie du différentiel ( 9) étant relié à la vanne ( 19) de manière que l'obturation de l'orifice de sortie ( 23) du conduit de dis- tribution de fluide ( 4) puisse être modifiée selon le dé- placement de l'élément de sortie du différentiel ( 9) de ma- nière à contrebalancer tout écart de ladite valeur réelle depuis la valeur prédéterminée. 2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le conduit de distribution de fluide ( 4) comporte un second orifice de sortie ( 24) qui communique avec le moteur à fluide ( 1) pour entraîner chacun de ses arbres de sortie rotatifs ( 2, 3) dans la direction opposée à ladite direc- tion donnée, la vanne ( 19), dans une position extrême, ou- vrant le premier ( 23) orifice de sortie mentionné jusqu'à un degré maximal et reliant le second orifice ( 24) à l'échappement et, dans une autre position extrême, ouvrant le second orifice de sortie ( 24) jusqu'à un degré maximal et reliant le premier ( 23) orifice de sortie mentionné à l'échappement. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moteur à fluide ( 1) est un moteur à air comprimé. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier arbre de sortie ( 2) peut être relié à une mèche d'outil. Dispositif selon ltune quelconque des revendications précédentes, dans lequel le second arbre de sortie ( 3) est d'un seul tenant avec le second planétaire ( 14). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément de sortie du différen- tiel ( 9) est d'un seul tenant avec la vanne ( 19). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur électrique ( 7) est un servo-moteur à courant continu.