Brevet FR2673562A1 — publié le 19920911

DISPOSITIF MOTEUR A ENTRAINEMENT SEQUENTIEL La présente invention a pour objet un moteur qui produit un mouvement circulaire par avancées consécutives et plus particulièrement un dispositif d'entraînement séquentiel du magasin d'une machine-outil. Selon le mode de production industriel dit "à la chaine", un produit à fabriquer se déplace successivement devant plusieurs postes de travail chargés chacun d'une opération. L'ensemble des opérations effectuées concoure à la fabrication du produit. Le déplacement du produit entre deux postes de travail s'effectue classiquement au moyen de convoyeurs de toutes sortes. Mais, afin d'être convenablement traité au poste de travail auquel il parvient, le produit doit être présenté d'une façon particulière, à une cadence appropriée et fermement maintenu. Ni le maintien du produit ni le rythme de son déplacement ne sont identiques d'un poste de travail à un autre. C'est pourquoi Le convoyeur aboutit le plus souvent à un magasin associé au poste de travail considéré pour former avec ce dernier une machine-outil. Un tel magasin contient plusieurs produits qu'il présente l'un après l'autre, dans des conditions adéquates devant le poste de travail. A cet effet, le magasin consiste généralement en un plateau circulaire sur lequel sont disposés à intervalles réguliers, des logements conçus pour présenter et maintenir les produits à traiter. Ce plateau circulaire est mobile autour d'un arbre-support fixe selon un mouvement circulaire intermittent. La distance parcourue par le plateau, lors de chacune de ses avancées successives, correspond à la longueur de l'intervalle qui sépare deux logements consécutifs. Ainsi, le plateau demeure fixe tandis qu'un premier produit est en cours d'opération. Puis le même plateau avance d'un intervalle pour acheminer un second produit, et ainsi de suite. Le mouvement circulaire discontinu du plateau est transmis à ce dernier depuis un moteur rotatif par l'intermédiaire d'un train d'engrenage ou par l'intermédiaire d'une chaîne agissant sur une couronne crantée solidaire du plateau. Cette disposition mécanique comporte de nombreux inconvénients. Le premier d'entre eux réside dans l'implantation additionnelle d'un arbre moteur qui entraine le pignon tracteur de L'engrenage ou de la chaîne. Un second inconvénient tient aux dimensions utiles de la machine-outil qui nécessitent, entre cet arbre moteur et L'arbre-support fixe du plateau, un entraxe très grand. Il s'ensuit en effet le poids excessif de la chaîne surdimensionnée, entraînant une usure rapide de celle-ci ; ou il s'ensuit un mouvement considérable d'un pignon d'engrenage sur la couronne crantée, entraînant le cisaillement des dents du pignon. Ces détériorations sont aggravées par les efforts importants imputables au choc de chaque avancée du plateau et appliqués à des pièces motrices. Un troisième inconvénient découle de l'intégration, dans cette disposition mécanique, d'un moteur rotatif qui développe en continu la puissance nécessaire ponctuellement pour la rotation intermittente du plateau. Il convient en conséquence d'adjoindre à ce moteur, un système de freinage et de débrayage pour adapter la transmission du mouvement à la cadence du plateau. On comprend qu'une telle disposition mécanique intégrant un tel moteur et une telle transmission, constitue un ensemble onéreux, complexe, sensible à L'usure et sujet aux pannes. C'est pourquoi, ayant pris en considération les inconvénients précités, les demandeurs ont mené des recherches ayant pour objet un dispositif moteur d'entraînement d'un type nouveau qui obvie à ces inconvénients et qui permette L'entraînement séquentiel du magasin d'une machine-outil avec des éléments mécaniques simples et éprouvés, tout en conciliant la fiabilité et la sécurité d'un tel dispositif. A cet effet, le dispositif moteur selon l'invention destiné à entraîner en rotation le magasin d'une machine-outil comprend - une couronne d'entraînement du magasin monté sur L'arbre-support et au-dessous dudit magasin tout en étant assujettie au mouvement de ce dernier, - un ensemble bielle-manivelle actionné par un piston et qui, monté sur le bâti de la machine-outil, est destiné à transformer le mouvement rectiligne alternatif dudit piston en un mouvement circulaire qui sera suivi par la susdite couronne d'entraînement, - et un mécanisme de verrouillage dit "de traction" permettant de solidariser L'ensemble bielle-manivelle à la susdite couronne d'entraînement pendant la phase de déplacement de cette dernière et de les désolidariser pendant la phase d'arrêt de ladite couronne. Ce dispositif comprend aussi un deuxième mécanisme de verrouillage dit "de blocage" permettant de solidariser le bâti de la machine-outil à la susdite couronne d'entraînement pendant la phase d'arrêt de cette dernière et de les désolidariser pendant sa phase de déplacement. L'objet de ce mécanisme de verrouillage dit de blocage est de fonctionner en opposition de phase avec le mécanisme de verrouillage dit de traction de telle sorte que lorsque le mécanisme de verrouillage de blocage immobilise la couronne d'entraînement, les produits installés dans le magasin peuvent être traités par un poste de travail et lorsqu'il est déverrouillé, le mécanisme de verrouillage de traction puisse solidariser la couronne avec L'ensemble bielle-manivelle de manière à ce que ce dernier fasse avancer Ladite couronne d'une révolution autour de L'arbre-support. Un avantage de ce dispositif moteur réside dans le fait que l'ensemble bielle-manivelle actionné par son piston permet de donner à la couronne d'entraînement et au magasin assujetti, un mouvement circulaire intermittent ou une révolution qui sera contrôlée par les mouvements d'extension et de rétraction de la tige de la bielle-piston dans le corps, mouvements qui sont conjugués avec le fonctionnement des deux mécanismes de verrouillage de traction et de blocage. De ce fait, lorsque le mécanisme de verrouillage de traction est en action, de telle sorte que l'ensemble bielle-manivelle actionné par son piston déplace la couronne d'entraînement d'une révolution correspondant à la longueur de l'intervalle séparant deux logements consécutifs du magasin, le mécanisme de verrouillage de blocage est hors service pour autoriser la rotation de ladite couronne.A l'inverse, dès que le mécanisme de verrouillage de traction est hors service, le mécanisme de verrouillage de blocage solidarise le bâti de la machine à la susdite couronne d'entraînement pour immobiliser le plateau du magasin pour permettre à la fois, le traitement d'un produit par le poste de travail de la machine-outil et le retour de l'ensemble bielle-manivelle à sa position d'origine. On comprend alors que pendant le laps de temps où L'ensemble bielle-manivelle reprend sa position d'origine pour assurer un deuxième cycle de révolution autour de l'arbre-support, le poste de travail de la machine-outil dispose du même laps de temps pour traiter le produit maintenu dans le logement du magasin approprié et immobiLisé devant lui en position stable grâce au deuxième dispositif de verrouillage de blocage. L'invention venant d'être décrite dans sa forme la plus élémentaire, d'autres caractéristiques et d'autres avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, un mode de réalisation d'un dispositif moteur conforme à L'invention. La figure portée par ce dessin est une vue en perspective schématique du magasin d'une machine-outil équipée d'un tel dispositif moteur d'entra#nement. Afin de mieux situer le contexte de la présente invention, le magasin illustré sur ce dessin, est le magasin d'une machine-outil du type de celle permettant de réduire les rondins de bois en bûches telle que celle décrite et représentée dans la demande de brevet français n, 90.06063 déposée aux noms des demandeurs. Ce magasin référencé 100 dans son ensemble est représenté en pointillés pour montrer la finalité d'utilisation du dispositif moteur d'entraînement séquentiel de ce type de machine-outil sujette à des contraintes de travail robustes. Ce magasin 100 consiste en un plateau circulaire 110 sur la périphérie duquel sont disposés à intervalles réguliers, des berceaux 120a, 120b, 120c, 120d, etc... Il est utile de rappeler que ces berceaux 120a, 1ZOb, 120c, 120d, etc... sont préformés pour recevoir et maintenir des rondins de bois qui seront présentés, l'un après L'autre, par avancées successives du plateau 110 du magasin 100, devant un poste de travail 200 constitué par les lames d'une fendeuse de bûches. Le plateau circulaire 110 du magasin est monté mobile (flèche R) autour d'un arbre-support fixe 130 reposant sur un socle 140 et ce, selon un mouvement circulaire intermittent assumé par le dispositif moteur d'entraînement séquentiel de l'invention, référencé 300 dans son ensemble. Ce dispositif moteur d'entraînement 300 a pour objet de faire parcourir au plateau 110 du magasin 100, par des avancées successives, une série de révolutions R qui correspondent chacune à la longueur de l'intervalle qui sépare deux berceaux consécutifs 120a, 120b, 120c, etc... Le cycle de travail de la machine-outil s'opère en deux temps le premier temps dit "de traction" permet de faire avancer le magasin d'une révolution R prédéterminée alors que le deuxième temps dit "de blocage" permet de traiter un produit par le poste 200. Pour ce faire et afin d'assurer les avancées successives du plateau 110 du magasin 100 selon une cadence appropriée, le dispositif moteur d'entraînement comprend, conformément aux dispositions principales de L'invention - une couronne d'entraînement 310 du magasin 100, - un ensemble bielle-manivelle 320, - un mécanisme de verrouillage dit de "traction" 330, - et un mécanisme de verrouillage dit de "blocage" 340. La couronne d'entraînement 310 qui est disposée au-dessous du magasin 100, est assujettie au plateau 110 de ce dernier avec lequel elle est montée rotative (flèche R) autour de l'arbre-support 130. Cette couronne d'entraînement 310 est percée à sa périphérie d'orifices 311, régulièrement espacés selon des intervalles correspondants aux intervalles séparant deux à deux les berceaux 120a, 120b, 120c du magasin 100. Ces orifices 311 serviront, comme on le verra plus loin, de points d'ancrage des mécanismes de verrouillage de traction 330 et/ou de blocage 340 de la couronne d'entraînement 310. L'ensemble bielle-manivelle 320 est constitué par une bielle-piston 321 se composant d'une tige 321a et d'un corps 321b. La tige 321a est animée d'un mouvement rectiligne alternatif (flèche à double sens T) à l'intérieur du corps 321b sous l'effet d'augmentations et de réductions de pressions exercées à L'intérieur de la chambre de ce dernier. La mobilité T de la tige 321a à l'intérieur du corps 321b de la bielle-piston 321 permet de faire varier la longueur de cette dernière de telle sorte que celle-ci constitue L'organe moteur du dispositif 300.Le pied 321b' du corps 321b de la bielle-piston 321 est monté articulé (flèche A1) sur un point fixe P1 du bâti de la machine-outil et la tête 321a' de la tige 321a' est montée articulée (flèche A2) sur un axe porté par un bras-manivelle 322 monté en libre rotation R autour de l'arbre-support 130. Ainsi, les déplacements rectilignes T de la tige 321a à L'intérieur du corps 321b combinés avec les articulations AI et A2 du pied 321b' et de la tête 321a', le bras-manivelle 322 inscrit donc le mouvement de la tête 321a' de la bielle-piston 321 sur une circonférence dont le rayon de courbure est fonction de la longueur du susdit bras-manivelle.L'ensemble bielle-piston-manivelle a donc pour objet de transformer le mouvement rectiligne alternatif T de la bielle-piston 321 en un mouvement circulaire R qui sera donné à la tête 321a' de la tige de bielle 321a. Le mécanisme de verrouillage dit "de traction" 330 est constitué par un levier 331 portant à une de ces extrémités une clavette de verrouillage 332. A L'autre de ses extrémités, le levier 331 est monté articulé sur un étrier 333 selon un mouvement (flèche à double sens A3) actionné par un vérin 334 disposé entre ses deux extrémités et formant point d'appui. De la même manière, le mécanisme de verrouillage de blocage 340 est constitué d'un levier 341 portant à une de ses extrémités une clavette de verrouillage 342 et articulée (flèche A4) à L'autre de ses extrémité sur un étrier 343 au moyen d'un vérin 344 formant point d'appui entre ses deux extrémités. Les clavettes 332 et 342 des deux mécanismes 330 et 340 sont conformées pour s'enfoncer et se loger avec jeu dans les orifices 311 percés de manière appropriée dans la couronne d'entraînement 310. Les deux mécanismes de verrouillage 330 et 340 fonctionnent de la manière suivante - dans la position dite de verrouillage, les tiges 334a et 344a des vérins 334 et 344 se rétractent dans les corps 334b et 344b, les leviers 331 et 341 basculent (flèches A3 et A4) vers le bas et les clavettes de verrouillages 332 et 342 s'engagent et s'immobilisent dans les orifices 311 de la couronne 310 - dans la position de déverrouillage, les tiges 334a et 344a se déploient hors des corps 334b et 344b, les leviers 331 et 341 basculent (flèches A3 et A4) vers le haut et les clavettes de verrouillage 332 et 342 se dégagent des orifices 311 de la couronne 310. Selon l'invention, L'étrier 343 et le vérin 344 du mécanisme de verrouillage dit "de blocage " 340 sont portés par un point fixe P2 du bâti de la machine-outil, point situé à l'extérieur de la couronne d'entraînement 310. Ainsi, lorsque la tige du vérin 344a est rétractée à l'intérieur du corps 344b, l'extrémité du levier 341 portant la clavette de verrouillage 342 s'abaisse de manière à venir engager cette dernière dans un des orifices 311 de la couronne d'entraînement 310. Il s'ensuit que la couronne d'entraînement 310 et le plateau 310 du magasin y associé, sont immobilisés par rapport au point P2 du bâti, pendant un laps de temps correspondant à celui où la tige 344a reste en position rétractée. Ce laps de temps d'immobilisation du magasin 100 correspond au temps de traitement d'un produit maintenu dans un des berceaux 320a, 320b, 320c, etc... place en vis-à-vis du poste de travail 200. Une fois l'opération de fendage terminée, la tige 344a du vérin 344 se déploie par rapport au corps 344b de manière à relever l'extrémité du levier 341 portant la clavette de verrouillage 342 pour désengager cette dernière de son logement que constitue un des orifices 311 de la couronne d'entraînement 310. La couronne d'entraînement 310 est alors libre d'évoluer d'une révolution R autour de l'arbre-support 130 pour présenter en face du poste de travail 200, le berceau suivant. A cet effet, la clavette de verrouillage 332 du mécanisme de verrouillage dit de traction 330 vient s'engager dans un des orifices 311 de la couronne d'entraînement 310. il s'ensuit que les déploiements et les rétractions T de la tige 321a du vérin 321 sont transformés au niveau de sa tête 321a' en un mouvement circulaire R, par le mécanisme bielle-manivelle 321-322. La présence de la clavette de verrouillage 332 Logée dans un des orifices 311 a pour objet d'entraîner dans ce mouvement circulaire R, la couronne d'entraînement 310. Afin que le mécanisme de verrouillage de traction 330 puisse suivre le mouvement de la couronne d'entraînement 310 lors des évolutions T de la tige 321a du vérin 321, que ce soit en position de rétraction ou en position d'extension, l'étrier 333 et le vérin 334 sont portés par le bras-manivelle 322 monté en libre rotation R autour de l'arbre-support 130. Le fonctionnement de L'ensemble bielle-manivelle 320 est organisé avec celui du mécanisme de verrouillage de traction 330 et avec celui du mécanisme de blocage 340 selon le processus du cycle de travail suivant * temps tO : toutes les tiges de la bielle-piston 320 et des vérins 334 et 344 sont en extension ; * temps t1 : la tige 334a du vérin 334 du mécanisme de verrouillage de traction 330 se rétracte de sorte que le levier 331 bascule vers L'avant et engage la clavette 332 dans un orifice 311 de la couronne d'entraînement 310 ; * temps t2 : la tige 321a du vérin 321 de L'ensemble bielle-manivelle 320 se rétracte de sorte qu'il fait tourner d'une révolution R, la couronne d'entraînement 310 ; * temps t3 : la tige 344a du vérin 344 du mécanisme de verrouillage de blocage 340 d'une part, se rétracte de sorte que le levier 341 bascule vers L'avant et engage la clavette 342 dans un orifice 311 pour immobiliser la couronne d'entraînement 310 par rapport au point fixe P2 du bâti, et la tige 334a du vérin 334 du mécanisme de verrouillage de traction 330 d'autre part, se déploie de sorte que son levier 331 bascule vers l'arrière (position représentée en traits pleins) et dégage sa clavette 332 de L'orifice 311 dans lequel elle était logée ; * temps t4 : le poste de travail 200 entre en action pour fendre en bûches le rondin de bois immobilisé dans le berceau 120 placé en vis-à-vis de lui pendant que la tige 321a de la bielle-piston 321 se déploie (flèche T) de manière à ramener, en même temps, le bras-manivelle 322, et le mécanisme de verrouillage de traction 330, à leur position d'origine du temps tO ; * temps tO : la tige 344a du vérin 344 du mécanisme de verrouillage de blocage 340 se déploie de sorte que son levier bascule vers l'arrière et dégage sa clavette 342 de l'orifice 311, laissant libre la rotation R de la couronne d'entraînement 310 pour un nouveau cycle. Le fonctionnement du dispositif moteur d'entraînement 300 est automatisé en connectant les alimentations des corps 321b, 334b, 344b des vérins 321, 334, 344 à une centrale programmée pour déclencher automatiquement et selon des instructions préenregistrées telles que le temps de traitement du poste de travail 200, les phases successives du cycle de travail (tO, T1,...t4)) ci-dessus décrit. Dans le cas où le poste de travail nécessite l'emploi de vérins, leur alimentation peut également être contrôlée par la susdite centrale programmée. On comprend que le dispositif moteur d'entraînement, qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à L'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de L'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une Liste des références avec leurs Légendes est ci-après énumérée. 100 Magasin, 110 Plateau du magasin, 120a, 120b, 120c Berceaux, 130 Arbre-support, 140 Socle, 200 Poste de travail (fendeuse), 300 Dispositif moteur d'entraînement, 310 Couronne d'entraînement, 311 Orifices, 320 Ensemble bielle-manivelle, 321 Bielle-piston, 321a Tige de la bielle 321, 321b Corps de la bielle 321, 321a' Tête de la tige 321a, 321b' Pied du corps 321b, 322 Bras-manivelle, 330 Mécanisme de verrouillage de traction 331 Levier, 332 Clavette de verrouillage, 333 Etrier, 334 Vérin, 334a Tige du vérin 334, 334b Corps du vérin 334, 340 Mécanisme de verrouillage de blocage, 341 Levier, 342 Clavette de verrouillage, 343 Etrier, 344. Vérin, 344a Tige du vérin 344, 344b Corps du vérin 344, FLECHE R.................. Mouvement de rotation ou révolution, FLECHE T.................. Mouvement verticligne alternatif de l'ensemble 320, Pî Point fixe du bâti, FLECHE A1................. Articulation du pied 321b' sur le point P1, FLECHE A2................. Articulation de la tête 321a' sur la manivelle 322, FLECHE A3................. Articulation du levier 331 sur l'étrier 333, FLECHE A4................. Articulation du Levier 341 sur l'étrier 343, P2 Point fixe du bâti. REVENDICATIONS 1. Dispositif moteur d'entraînement d'un magasin (100) d'une machine-outil qui, constitué d'un plateau circulaire (110) sur lequel sont disposés à intervalles réguliers des berceaux (120a, 120b, 120c...) conçus pour présenter et maintenir des produits à traiter par le poste de travail (200) de la machine-outil, est monté mobile autour d'un arbre-support (130) fixe selon un mouvement circulaire (flèche R), CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comprend :: - une couronne d'entraînement (310) du magasin (100) montée rotative (flèche R) sur ledit arbre-support (130) au-dessous du plateau (110) dudit magasin (100) et assujetti à ce dernier, - un ensemble bielle-manivelle (320) actionné par une bielle-piston (321) et qui, monté sur le bâti de la machine-outil, est destiné à transformer le mouvement rectiligne alternatif (flèche T) de ladite bielle-piston (321) en un mouvement circulaire intermittent (flèche R) qui sera suivi par la susdite couronne d'entraînement (310), - et un mécanisme de verrouillage dit "de traction" (330) permettant d'assujettir l'ensemble bielle-manivelle (320) à la susdite couronne d'entraînement (310) pendant la phase de déplacement de cette dernière et de les désolidariser pendant la phase d'arrêt. 2. Dispositif moteur selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comprend un deuxième mécanisme de verrouillage dit "de blocage" (340) permettant d'assujettir le bâti de la machine-outil à la susdite couronne d'entraînement (310) pendant la phase d'arrêt de cette dernière et inversement de les désolidariser pendant la phase de déplacement, fonctionnant ainsi en opposition de phase avec le mécanisme de verrouillage de traction (330). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux mécanismes de verrouillage (330 et 340) sont formés chacun par un levier (331 et 341) qui, portant à une de ses extrémités une clavette de verrouillage (332 et 342), est articulé (flèches A3 et A4) sur un étrier (333 et 343) à l'autre de ses extrémités au moyen d'un vérin (334 et 344) disposé entre ses deux extrémités et formant point d'appui. 4. Dispositif moteur selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE L'étrier (333) et le vérin (334) du susdit mécanisme de verrouillage de traction (330) sont portés par un bras-manivelle (322) monté en libre rotation (flèche R) autour du susdit arbre-support (130). 5. Dispositif moteur selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE L'étrier (343) et le vérin (344) du susdit mécanisme de verrouillage de blocage (340) sont portés par un point fixe (P2) du bâti de la machine-outil. 6. Dispositif moteur selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite couronne d'entraînement (310) est percée d'orifices (311) servant de points d'ancrage des clavettes mobiles (332 et 342) des deux mécanismes de verrouillage de traction (330) et de blocage (340) de la couronne d'entraînement (310). 7. Dispositif moteur selon les revendications 1, 3 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE L'ensemble bielle-manivelle (320) est constitué par une bielle-piston (321) dont le pied (321b') de son corps (321b) est monté articulé (flèche Al) sur un point fixe (P1) du bâti de la machine-outil et dont la tête (321a') de sa tige (321a) est montée articulée sur un axe (322) porté par le bras-manivelle (322) servant de support au susdit mécanisme de verrouillage de traction (3300) et monté en libre rotation (flèche R) autour dudit arbre-support (130). 8. Dispositif selon les revendications 1 à 7 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les alimentations des corps (321b, 334b, 344b) des susdits vérins (321, 334, 344) sont connectées à une centrale programmée pour déclencher automatiquement et selon des instructions préenregistrées telles que le temps de traitement du susdit poste de travail (200), les phases successives du cycle de travail du susdit ensemble bielle-manivelle (320), du susdit mécanisme de verrouillage de traction (330) et du susdit mécanisme de verrouillage de blocage (340)