Brevet FR2680435A1 — publié le 19930219

SYSTEME DE LIAISON FLEXIBLE POUR L'ALIMENTATION D'UN PLATEAU ROTATIF DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne l'alimentation électrique et hydraulique d'un plateau mobile en rotation. Les domaines d'utilisation sont très divers. On peut citer pour exemple les machines outils, en particulier les centres d'usinage, et la radiologie médicale. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Sur un certain type d'appareil destiné à l'imagerie radiologique médicale, l'alimentation en énergie électrique et en eau de refroidissé ment nécessite l'emploi de câbles et de tuyaux souples. La première extrémité de ces derniers est liée au bâti fixe de l'appareil, la deuxième extrémité est liée au plateau rotatif supportant l'appareillage destiné aux différentes mesures physiques. L'amplitude de la rotation de ce plateau rotatif est au minimum de 5/8e de tour dans chaque sens, soit 1 tour 1/4. Dans ces conditions, il s'avère problématique d'assurer la continuité de la chaîne de liaison électrique et hydraulique pendant la rotation du plateau. On connaFt plusieurs possibilités de liaison. On peut citer l'utilisation de balais et de collecteurs, mais cette solution ne convient que pour les conducteurs électriques car elle n'est évidemment pas adaptable à des tuyaux véhiculant des liquides ou des gaz. De plus, la puissance à transmettre au plateau rotatif est souvent importante, de l'ordre de 150 kW. On peut également citer l'utilisation d'enroulement de câble sur un jeu de poulies servant de tendeur. Cette solution s'avère très encombrante. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en apportant la solution suivante. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'objet principal de l'invention est un système de liaison flexible pour l'alimentation d'un plateau rotatif nécessitant l'utilisation d'au moins un câble flexible. Selon l'invention, on utilise deux channes porte-câbles ayant chacune une première extrémité fixée au plateau rotatif et une deuxième extrémité reliée à des sources d'alimentation, chaque chaîne ayant un brin intérieur terminé par la première extrémité et étant appliqué contre une surface cylindrique de support et un brin extérieur, terminé par la deuxième extrémité, replié sur le brin intérieur au moyen d'un cylindre d'axe parallèle à l'axe de rotation du plateau rotatif et qui roule sur la surface cylindrique de support par l'intermédiaire de la chaîne correspondante de manière à tendre cette channe correspondante. On prévoit que les deux channes ont un rayon de courbure direct inférieur ou égal au rayon des deux cylindres et un rayon de courbure inverse inférieur ou égal au rayon de la surface cylindrique de support. Le système est particulièrement efficace lorsque les deux cylindres sont maintenus rapprochés l'un de l'autre par des moyens élastiques, de façon à tendre les deux chaines et à permettre leurs rapprochement et écartement dûs à la différence de vitesse de rotation des deux brins des deux chaînes, lors de la rotation du plateau rotatif. De préférence, on place les deux cylindres, et en conséquence les deux chaines, dans une goulotte qui constitue la surface cylindrique de support. Dans une des réalisations envisagées, le plateau rotatif doit effectuer une rotation dans chaque sens d'environ 3/4 de tour à partir d'une position moyenne. Dans ce cas, et dans cette position moyenne, les deux chaines sont placées symétriquement autour de la surface cylindrique de support du plateau rotatif de façon à entourer cette dernière, un petit espacé subsistant entre les deux cylindres. Pour maintenir le ou les câbles flexibles, chaque maillon de chaque chaîne comprend au moins un peigne de centrage constitué de deux plaquettes rectangulaires en polyamide dans lesquelles sont pratiquées une série d'encoches correspondantes avec les câbles à guider. Dans une première réalisation, la goulotte est pLacée à l'intérieur du plateau rotatif en couronne et est fixe par rapport au bâti sur lequel est monté tournant le plateau rotatif, les brins intérieurs étant terminés par les extrémités fixées à la source d'alimentation extérieure, les brins extérieurs étant terminés par les extrémités fixées au plateau rotatif. Dans une deuxième réalisation, la goulotte est placée autour du plateau rotatif et est fixée à ce dernier, les brins intérieurs étant terminés par les extrémités fixées au plateau rotatif, les brins extérieurs étant terminés par les extrémités fixées à la source d'alimentation extérieure. LISTE DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, accompagnée des différentes figures représentant respectivement - figure 1, en vue de dessus, le dispositif selon l'invention ; - figures 2, 2A à 2F, sept positions différentes du plateau rotatif équipé du système selon l'invention ; - figure 3, le montage du système selon l'invention sur Le plateau rotatif ; - figure 4, en coupe, une chaîne et son cylindre correspondant dans le système selon l'invention ; - figure 5, un maillon des chaînes utilisées dans le système selon l'invention ; - figure 6, en vue éclatée, un cylindre utilisé dans le système selon l'invention ; - figure 7, en vue de dessus, une deuxième réalisation du système selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, le principe du système selon L'invention est le suivant. On dispose au préalable d'un plateau rotatif 2 constitué principalement d'une couronne. Ce plateau rotatif 2 fait partie par exemple d'un appareil destiné à l'imagerie radiologique médicale et supporte l'appareillage destiné à différentes mesures physiques. Son alimentation en énergie électrique et hydraulique se fait au moyen de deux chaînes porte-câbles 10A et lOB dont une première extrémité 9A et 9B est fixée au plateau rotatif 2 et dont la deuxième extrémité 13A, 13B est fixée à des sources d'alimentation non représentées, mais symbolisées par le point 14. Comme le symbolisent les deux flèches opposées, le plateau rotatif 2 effectue des rotations autour d'un axe central 3 sur une amplitude d'environ 1 tour 1/4. En conséquence, les chaînes 10A et 10B sont agencées de manière à ce que leurs premières extrémités 9A et 9B fixées au plateau rotatif 2 puissent l'être pendant la rotation entière du plateau rotatif 2. Selon l'invention, on prévoit de les replier chacune à l'intérieur du plateau rotatif 2 de la manière représentée sur cette figure 1. Plus exactement, chaque chaîne 10A et 10B est repliée en deux brins. Le brin externe 12A, 12B est fixé au plateau rotatif 2 par la première extrémité 9A et 9B. Chaque brin interne lIA ou 11B se trouve à l'intérieur du brin externe 12A ou 12B et est fixé par la deuxième extrémité 13A et 13B à un bâti fixe et une source d'alimentation symbolisée par le point 14. Pour permettre à ces deux chaînes d'assurer la liai son malgré la rotation du plateau rotatif 2, les deux brins internes et externes des deux chaînes sont délimités et repliés par le fait que chaque chaîne passe autour d'un cylindre 4A ou 4B dont l'axe est parallèle à l'axe de rotation 3 du plateau rotatif 2. Ces deux cylindres 4A et 4B sont placés juste à l'intérieur du plateau rotatif 2. Néanmoins, ils sont placés relativement près l'un de l'autre de manière à tendre les deux chaînes 10A et 10B en tendant par la même occasion à la fois les deux brins externes 12A et 12B et les deux brins internes 11A et 11B. Les deux cylindres 4A et 4B sont maintenus rapprochés l'un de l'autre par des moyens élastiques symbolisés par un ressort référencé 6. Pour maintenir ce montage des deux chaînes 10A et 10B et des deux cylindres 4A et 4B, il est nécessaire de disposer d'une surface de roulement constituée d'une surface cylindrique de support référencée 8 et placée à l'intérieur des deux brins internes 11A et llB. Le déroulement de la rotation du plateau rotatif 2 et de la liaison souple constituée par les deux chaînes 10A et lOB est expliqué à l'aide des sept figures 2, 2A à 2F. La figure 2 représente la position moyenne du plateau rotatif 2, ctest-à-dire que les deux chaînes 1OA et lOB ont une position symétrique l'une par rapport à l'autre. Les extrémités mobiles 9A et 9B sont placées en correspondance avec les extrémités fixes 13A et 13B. Si le plateau rotatif 2 tourne d'un quart de tour dans le sens de la flèche de la figure 2A, les deux premières extrémités 9A et 9B fixées au plateau rotatif 2 effectuent cette même rotation d'un quart de tour. Les deuxièmes extrémités 13A et 13B restant fixes par rapport à la rotation du plateau rotatif 2, les deux cylindres 4A et 4B effectuent une rotation dans le même sens d'un huitième de tour. En même temps, chaque chaîne 10A et 10B roule chacune autour de son cylindre respectif 4A et 4B. On note que les brins internes 11A et 11B sont fixes sur la surface de support 8, tandis que les brins externes glissent sur les brins internes 12 et 12B. La figure 2B montre la rotation du plateau rotatif 2 lorsqu'elle atteint un demi-tour. Les deux cylindres 4A et 4B ont quant à eux effectué une rotation d'un quart de tour. Enfin, la figure 2C montre le plateau rotatif 2 au bout de sa course angulaire de trois quart de tour. Les deux cylindres 4A et 4B ont quant à eux effectué une rotation égale à 3/8e de tour autour de l'axe central de rotation 3. Bien entendu, ils sont chacun tourné sur eux-mêmes en fonction de la vitesse de déroulement de chacune des deux chaînes 10A et lOB. On note également que le brin extérieur 12B de la deuxième chaîne s'est considérablement raccourci. En effet, la première extrémité 9B de la deuxième chai ne 10B s'est considérablement rapprochée du cylindre correspondant 4B. Les figures 2D, 2E et 2F décrivent la même opération de rotation du plateau rotatif 2 mais effectuée dans le sens inverse. La figure 2D est à considérer en correspondance avec la figure 2A. Il en est de même pour la figure 2E avec la figure 2B. Quant à la figure 2F, elle correspond à une position extrême opposée à celle représentée par la figure 2C. On note qu'entre les positions 2C et 2F, le plateau rotatif 2 a effectué une rotation d'un tour et demi autour de son axe 3, tandis que le couple de cylindre 4A et 4B a effectué lui une rotation égale à 3/4 de tour. La figure 3 montre une réalisation précise de la surface de support des deux chaînes et des deux cylindres. Celle-ci peut être constituée par une goulotte circulaire 18 dans laquelle roulent chacune des chaînes repliées en deux brins. Ce roulement se fait par l'intermédiaire des deux cylindres 4A et 4B qui sont maintenus l'un à côté de l'autre grâce à des moyens élastiques symbolisés par deux ressorts 6. La goulotte 18 constitue ainsi un chemin de roulement placé à l'intérieur du plateau rotation. Le caractère élastique des éléments reliant les deux cylindres 4A et 4B joue deux rôles. Il permet bien entendu de maintenir en permanence tendues les deux chaînes mises en contact au fond de la goulotte 18, en exerçant une traction continue grâce à des ressorts calibrés 6. Il permet également de compenser un phénomène de rapprochement relatif des deux cylindres 4A et 4B. En effet, lorsque le plateau rotatif 2 tourne, les deux brins de chaque chaîne se déplacent en sens opposé l'un par rapport à l'autre. Or, compte tenu de la petite différence de distance au centre de rotation du plateau rotatif 2 des brins intérieurs et extérieur, et compte tenu que le brin intérieur et le brin extérieur d'une même chaîne se déplacent à vitesse constante du fait de la rigidité de la chaîne, chaque cylindre 4A et 4B subit un léger roulement dans la goulotte qui compense ce phénomène différentiel de vitesse. Ainsi, si le plateau rotatif 2 tourne à une vitesse constante, le cylindre de tête 4A de la figure 2 subit un léger ralentissement et sera progressivement rejoint en position extrême de la figure 2C par le deuxième cylindre 4B. On précise à ce sujet que l'épaisseur non négligeable des chaînes est actuellement de 54 mm. Si les cylindres 4A et 4B ont pour premier rôle de refermer l'ensemble des deux chaînes 10A et 10B en vue de leur conférer une configuration circulaire, il détermine également le rayon de courbure minimale de ces chaînes porte-câbles 10A et lOB. De ce fait, le débattement angulaire de chaque maillon de chaque chaîne ne doit pas être limité par des butées qui ne permettraient pas à ces deux chaînes de pouvoir s'enrouler complètement autour de chacun des cylindres 4A et 4B. Ce débattement angulaire des maillons sera évoqué plus tard en regard d-e la figure 5. La figure 4 permet de voir en coupe le roulement d'une chaîne A sur la goulotte 18 au moyen d'un cylindre 4A. On constate à cette occasion que la chaîne 10A comporte des maillons dont la largeur est juste inférieure à la distance séparant les deux flasques 19 limitant la largeur du cylindre 10A. Chaque cylindre 10A est complété d'un tube 17 autour duquel s'enroule la chaîne 4A. Le diamètre de ce tube 17 détermine le rayon de courbure minimal que la chaîne doit avoir. Pour permettre un roulement plus silencieux, on peut prévoir une couche de mousse ou de caoutchouc 21 au fond de la goulotte 18. Cette dernière peut être réalisée de préférence par moulage en fibre de verre. En référence à la figure 5, les maillons des deux chaînes porte-câbles doivent être conçus pour qu'un des rayons de courbure, en l'occurrence le rayon de courbure direct, assure l'enroulement autour d'un cylindre. En conséquence, ce rayon de courbure direct doit être faible. Par contre, le rayon de courbure inverse doit être prévu pour que chaque chaîne puisse être enroulée dans la goulotte qui a un rayon beaucoup plus important que celui des cylindres. En conséquence, ce rayon de courbure inverse pourra être plus grand mais devra exister. Sur la figure 5, on constate que chaque maillon est composé de six éléments, qui sont de préférence réalisés en polyamide moulé. Deux entretoises 21 relativement plates sont placées en regard l'une de l'autre. A chaque extrémité de chacune est fixé un flasque 22. Sur le flasque de droite, on peut distinguer plusieurs éléments fonctionnels coopérant au rattachement de chacun des maillons et au débattement angulaire d'un maillon par rapport au maillon adjacent. Ainsi, on dispose d'un ergot 23 et d'un évidement en arc de cercle 24 placé concentriquement à un trou d'axe 25. Le débattement angulaire d'un maillon par rapport à un autre est limité par la longueur de l'évidement en arc de cercle 24 dans lequel se déplace l'ergot du maillon suivant. On dispose un séparateur vertical 26 permettant de tenir à une distance déterminée les deux entretoises 21. Le sixième élément principal d'un maillon est constitué par un ensemble de deux peignes 27 placés entre ces deux entretoises 21. Selon l'invention, ces peignes sont constitués de deux plaquettes rectangulaires munies d'une série d'encoches semi-circulaires 28 dont les diamètres correspondent exactement aux diamètres des différents câbles et tuyaux utilisés dans la chaîne. Ces plaquettes 27 peuvent être maintenues en place par les séparateurs verticaux 26. A cet effet, les encoches spéciales en forme de- fente peuvent être prévues dans chacune des deux plaquettes 27. La figure 6 est une vue éclatée d'un des cylindres 10A et 10B. Elle permet de distinguer deux flasques 19 entourant un tube 17 placé autour d'un axe 33. La fixation des cylindres 10A et lOB entre eux se fait au moyen d'une pièce d'ancrage 32 dans laquelle peut venir se loger un petit roulement à billes 33. Un circlip ou une bague d'arrêt 34 termine l'empilage. On a également représenté sur cette figure quatre ressorts 6 mis deux à deux en regard de chaque pièce d'ancrage 32. Chaque ressort 6 est lié aux deux pièces d'ancrage 32 des deux cylindres différents. Le dimensionnement de ces ressorts 6 et le choix de leur module d'élasticité sont déterminés en fonction de la masse de l'ensemble des chaînes et des câbles qu'elle porte et des cylindres. Sur la figure 7, on a représenté une deuxième réalisation possible du système selon l'invention, de manière très schématique. Cette figure 7 est à considérer en correspondance avec la figure 1. En effet, on y retrouve les deux chaînes porte-câbles 10A et 108, les deux cylindres 4A et 4B. Par contre, le plateau rotatif 40 est entièrement entouré par le montage des deux chaînes 10A et 108. En conséquence, les extrémités 41A et 41B qui terminent les brins intérieurs 11A et 11B sont fixées au plateau rotatif 40. Les brins extérieurs 12A et 12B se terminent par des extrémités mobiles 42A et 428 reliées à la source d'alimentation et d'énergie extérieure 43 placée sur le bâti de l'appareil ou à l'extérieur. Dans ce cas, on peut également utiliser une goulotte pour constituer un chemin de guidage pour le montage des chaînes 10A et lOB et des cylindres 4A et 48. Le système selon l'invention permet d'utiliser un espace disponible maximal et autorise une rotation totale du plateau rotatif de 1 tour 3/4 pour une rotation utile de 1 tour 1/4. On ménage ainsi des zones de sécurité pour un éventuel freinage d'urgence du plateau. Les chaînes utilisées protègent et guident les câbles électriques et les tuyaux souples qui véhiculent des liquides ou des gaz. Les plus grosses chaînes peuvent ainsi contenir en même temps ces différents types de conduits souples. REVENDICATIONS 1. Système de liaison flexible pour l'alimentation d'un plateau rotatif (2, 40) nécessitant l'utilisation d'au moins un câble flexible, caractérisé en ce qu'il comprend deux chaînes porte-câbles (10A, 10B) ayant une première extrémité (9A, 9B, 41A, 41B) fixée au plateau rotatif (2, 40) et une deuxième extrémité (13A, 13B, 42A, 42B) reliée à des sources d'alimentation (43), chaque chaîne (10A, 10B) ayant un brin intérieur (11A, llB) terminé par une des premières extrémités et étant appliqué contre une surface cylindrique de support (8) du plateau rotatif (2, 40) et un brin extérieur (12A, 12B) terminé par une deuxième extrémité et étant replié sur le brin intérieur (lIA, 11B) au moyen d'un cylindre (4A, 48) du plateau rotatif (2, 40), chaque cylindre roulant sur la surface cylindrique de support (8) par l'intermédiaire de la channe correspondante (?OA, 10B) et qui tend cette chaîne correspondante. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux chaînes (10A, lOB) ont un rayon de courbure direct inférieur ou égal au rayon des cylindres (4A, 4B) et un rayon de courbure inverse inférieur ou égal au rayon de la surface cylindrique support (8). 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux cylindres (4A, 4B) sont maintenus rapprochés l'un de l'autre par des moyens élastiques (6) de façon à tendre les deux chaînes (10A, 10B) et à permettre leurs rapprochement et écartement dûs à la différence de vitesse de rotation des deux brins (11A, 11B, 12A, 12B) des deux chaînes (10A, 10B). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux cylindres (4A, 48) et les deux chaînes (10A, 10B) sont placés dans une goulotte (18) qui constitue la surface cylindrique de support (8). 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le plateau rotatif (2, 40) devant effectuer une rotation dans chaque sens d'environ 3/4 de tour, à partir d'une position moyenne, caractérisé en ce que dans cette position moyenne les deux chaînes (10A, 10B) sont placées symétriquement autour de la surface cylindrique de support (8) du plateau rotatif (2, 40), de façon à pouvoir parcourir la presque totalité de la surface cylindrique support (8), un petit espace subsistant entre les deux cylindres (4A, 48). 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Les chaines (lOA, 10B) sont constituées de maillons, chacun de ces maillons comprenant au moins un peigne de centrage (27) constitué de deux plaquettes rectangulaires en polyamide dans lesquelles est pratiquée une série d'encoches (28) correspondant avec Les câbles à guider. 7. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la goulotte (18) est placée à l'intérieur du plateau rotatif (2) en couronne et est fixe par rapport au bâti sur lequel est monté tournant le plateau rotatif (2), les brins intérieurs (11A, 11B) étant terminés par les extrémités (13A, 138) fixées à la source d'alimentation extérieure (14), les brins extérieurs (12A, 12B) étant terminés par les extrémités (9A, 9B) fixées au plateau rotatif (2). 8. Système selon -la revendication 4, caractérisé en ce que la goulotte (18) est placée autour du plateau rotatif (40) et est fixé à ce dernier, les brins intérieurs (liA, 11B) étant terminés par les extrémités (41A, 41B) fixées au plateau rotatif (40), les brins extérieurs (12A, 12B) étant terminés par les extrémités (42A, 428) fixées à la source d'alimentation extérieure (43).