Brevet FR2778955A1 — publié le 19991126

i DISPOSITIE D'ENTRAINEMENT EN ROTATION D'UN ELEMENT CREUX La présente invention concerne un dispositif d'entraînement en rotation d'un élément creux, et en particulier un dispositif d'entraînement en rotation d'un noyau sur lequel est enroulé un matériau en bande. Lorsqu'on veut dérouler un matériau en bande enroulé sur un noyau afin d'utiliser le matériau, le noyau est placé sur une broche qui est prévue pour entraîner en rotation le noyau. La broche doit être pourvue d'un système qui permet de solidariser le noyau de la broche lorsque l'on veut dérouler le matériau en bande, de manière que le mouvement de rotation de la broche entraîne le noyau en rotation. D'autre part, dans le domaine des matériaux photographiques, des opérations nécessitant une très grande précision telles que des opérations de coupe ou de perforation sont souvent réalisées après le déroulement. Il est donc nécessaire que le noyau soit centré par rapport à l'axe de la broche de manière que le matériau en bande soit déroulé de tfaçon précise, régulière et uniforme. On connait des systèmes prévus sur une broche pour solidariser un noyau et la broche, qui comprennent des patins, par exemple au nombre de trois et disposés à , prévus pour venir exercer une pression sur le noyau. La figure I représente un premier système dans lequel une chambre à air 10 est placée à l'intérieur de la broche 11 et son axe est confondu avec l'axe principal de la broche. La chambre à air 10 est prévue pour déplacer les patins 12. Lorsqu'on veut solidariser le noyau 13 et la broche 11, on injecte de l'air dans la chambre à air de manière que la chambre à air exerce une pression sur les patins, la pression étant fonction de l'air injecté dans la chambre. De tels systèmes permettent d'obtenir une position de fixation du noyau sur la broche qui ne garantit pas un centrage du noyau sur la broche. En effet, la chambre à air peut prendre une position d'équilibre et exercer une pression sur les patins sans pour autant que le noyau ne soit centré. La figure 2 représente un second type de système pour solidariser le noyau 20 et la broche 21. Il comprend également trois patins 22 qui débordent la broche 21. Chaque patin est solidaire d'une pièce pratiquement tronc-conique 23 mobile. Une pièce 24 pratiquement tronc-conique est prévue à l'intérieur de la broche de façon complémentaire à la pièce 23 et est fixe. La pièce 23 est susceptible de se déplacer grâce à un ressort 25 solidarisant la pièce 23 à la broche 21 au niveau de la base la plus grande du cône, sensiblement au centre de ladite base. La pièce 23 glisse le long de la pièce 24. La pièce 23 présente une protubérance 230 au niveau de la base la plus grande du cône, à la périphérie de la base. La pièce 23 est disposée dans la broche 21 de manière que la protubérance 230 se trouve à l'opposé du patin 22, le plus près de l'axe de la broche. Un doigt 26 est monté dans la broche selon l'axe principal de la broche. Le doigt 26 n'est pas solidaire de la pièce 23. Le doigt 26 est prévu pour coulisser selon l'axe de la broche lorsqu'on exerce une pression extérieure dessus. Lorsque la pression exercée sur le doigt est suffisante, ledit doigt vient en butée contre la protubérance 230 de la pièce 23 ce qui entraîne le déplacement de chacune des pièces 23 solidaire d'un patin. Chaque ressort est alors comprimé et la pièce 23 pratiquement tronc- conique glisse le long de la pièce 24. Chaque patin 22 est déplacé de manière qu'il ne déborde plus la broche, un noyau pouvant alors être enfilé autour de la broche. Le problème rencontré dans ce type de système est que le centrage du noyau sur la broche est très difficile. Chaque patin se déplace grâce à la présence d'un ressort, un ressort étant prévu pour déplacer un patin indépendamment des autres patins. Le déplacement de chaque patin dépend des caractéristiques de chaque ressort et varie donc facilement d'un patin à l'autre. Le noyau est donc difficilement centré par rapport à l'axe de la broche. L'invention vise à développer un système qui permet de solidariser un élément creux sur un second élément qui ne présente pas les inconvénients de la technique antérieure. Un des objets de l'invention est de fournir un dispositif d'entraînement d'un élément creux qui permet un centrage de la cavité de l'élément creux sur ledit dispositif. L'invention concerne un dispositif d'entraînement en rotation d'un élément creux, comprenant au moins trois patins mobiles entre une première position dans laquelle on peut enfiler l'élément creux sur ledit dispositif et une seconde position dans laquelle chaque patin est déplacé radialement par rapport à l'axe de rotation dudit dispositif, le dispositif comprenant en outre un moyen pour activer lesdits patins de manière que lorsqu'un élément creux se trouve sur le dispositif, chaque patin se trouve à une distance sensiblement identique par rapport à l'axe de rotation du dispositif. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins dans lesquels: - la Figure 1 représente un système de la technique antérieure prévu sur une broche pour solidariser un noyau et la broche; - la Figure 2 représente un second système de la technique antérieure prévu sur une broche pour solidariser un noyau et la broche; - les Figures 3a, 3b, 3c représentent un dispositif d'entrainement en rotation d'un élément creux selon l'invention dans trois positions différentes; - les Figures 4a et 4b représentent deux positions possibles de l'élément creux sur le dispositif d'entraînement avant le serrage de l'élément creux; - la Figure 5 représente schématiquement deux positions d'une biellette par rapport au ressort; et - la Figure 6 représente un second mode de réalisation du dispositif de l'invention. Le dispositif d'entraînement en rotation d'un élément creux selon l'invention comprend au moins trois patins mobiles entre deux positions fonctionnelles. De préférence ces patins sont équidistants et placés à 120 par rapport à l'axe de rotation du dispositif d'entraînement. Une première position des patins permet de positionner l'élément creux sur le dispositif. Dans cette position, les patins ne débordent pas la surface extérieure du dispositif. Une seconde position des patins permet de solidariser le dispositif et l'élément creux. Dans cette position, les patins débordent le dispositif. Le mouvement des patins entre les deux positions est obtenu en exerçant une force extérieure sur le dispositif qui entraîne le mouvement des patins. Dans le dispositif d'entraînement de l'invention lorsqu'aucune force extérieure n'est appliquée, les patins se trouvent dans la seconde position c'est-à-dire qu'ils débordent le dispositif et ne permettent pas de positionner l'élément creux sur le dispositif. Si on se réfere aux figures 3a, 3b, 3c, on peut voir un premier mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'entraînement en rotation d'un élément creux est une broche 30 d'entraînement d'un noyau 31. La broche 30 comprend trois patins 32 mobiles, un seul étant représenté sur les figures 3a, 3b, 3c. Un moyen 33 est prévu dans la broche 30 pour activer les patins 32 de manière que lorsqu'un noyau 31 se trouve sur la broche 30, chaque patin 32 se trouve à une distance sensiblement identique par rapport à l'axe principal de la broche 32. Le moyen 33 pour activer les patins 32 comprend tout d'abord un premier élément 330, par exemple un ressort disposé selon l'axe principal de la broche 30 et susceptible d'être déplacé selon cet axe. Le ressort 330 est solidaire d'une pièce centrale 331 de la broche 30, coulissante selon l'axe de rotation de la broche. Le moyen 33 pour activer les patins comprend également trois moyens de liaison 332, par exemple trois paires de biellettes 332, les deux biellettes 332 d'une paire formant un parallélogramme déformable. Chaque paire de biellette est montée de façon pivotante, d'une part, à la pièce centrale 331 par une fixation 333 et, d'autre part, à une pièce 335 prévue à la périphérie de la broche 30 par une fixation 334. Trois pièces 335 indépendantes sont prévues dans la broche, chaque pièce 335 étant solidaire respectivement de chaque patin 32. Chaque paire de biellettes 332 est prévue pour déplacer un patin 32. Une cavité 34 est prévue selon l'axe de rotation de la broche 30, dans le prolongement du ressort 330, pour permettre à un élément extérieur d'activer le ressort 330. Commnie on peut le voir à la figure 3a, lorsque le ressort 330 n'est pas comprimé par une force extérieure et que le noyau 31 ne se trouve pas sur la broche 30, les patins 32 débordent la broche 30. Lorsqu'on veut disposer un noyau 31 sur la broche 30, une force extérieure est appliquée sur la pièce centrale 331 de manière à comprimer le ressort 330, tel que représenté à la figure 3b. La force extérieure est par exemple obtenue au moyen d'un outil quelconque que l'on fait passer au travers de la R) cavité 34. La pièce centrale 331 se déplace selon l'axe de rotation de la broche 30, dans le sens de la flèche D. Le mouvement de la pièce centrale 331 selon la flèche D entraîne également le mouvement de la fixation pivotante 333 de chaque biellette 332. La partie de la biellette 332 qui se trouve le plus près du ressort 330 pivote autour de la fixation 333. Chaque biellette pivote également autour de la fixation 334 de la biellette 332. La pièce 335 fixée au patin 32 étant coulissante radialement par rapport à l'axe principal de la broche 30, le pivotement de la biellette 332 entraîne un déplacement de la pièce 335 ainsi que du patin 32 selon la flèche D'. Le patin 32 est déplacé de manière qu'il ne déborde plus la broche 30, le patin 32 se trouvant pratiquement au même niveau que la périphérie de la broche 30, juste en dessous. Un noyau 31 peut alors être positionné autour de la broche 30. Lorsque le noyau 31 se trouve sur la broche 30 tel que représenté à la figure 3c, aucune force extérieure n'est appliquée sur le ressort 330, ledit ressort 330 n'étant plus comprimé. Chaque biellette 332 a tendance à reprendre sa position initiale (représentée à la figure 3a). Les trois patins 32 viennent en butée contre le noyau 31 de manière que la broche 30 et le noyau 31 sont solidaires. Ira broche 30 en rotation entraîne alors le noyau. Connaissant la charge du noyau qui va être appliquée sur la broche et l'inclinaison des biellettes, on peut déterminer la force à appliquer sur le noyau par un patin, appelée par la suite force utile d'un patin, pour que la broche et le noyau soient solidaires. Les caractéristiques du ressort utilisé peuvent être déterminés en fonction de la force utile d'un patin. On considère que la force utile d'un patin est identique en début et fin de course du patin. On considère également que l'on connaît la course du ressort correspondant à la course de serrage des patins. Lorsque le noyau se trouve sur la broche, la charge du noyau est appliquée sur le ou les patins qui sont en contact avec le noyau. Si le noyau est en contact avec deux patins (voir figure 4a sur laquelle est représenté le cas o deux patins sont en contact avec le noyau et sont placés symétriquement par rapport à la direction de l'effort correspondant à la charge T), la force utile à chacun de ces patins est donnée par la formule suivante T F= cos(a + arc tan f) dans laquelle: T représente la charge du noyau: ax est l'angle compris entre la direction de l'effort correspondant à la charge T et la position d'un patin en contact avec le noyau; f représente les frottements statiques entre le patin et le noyau lors du serrage, f n'étant pas représenté sur la figure 4a. Si le noyau est en contact avec un seul patin (voir figure 4b), la force utile à ce patin est donnée par la formule suivante F =2* F Si on se réfère à la figure 5, la position du ressort et d'une biellette en début de serrage et en fin de serrage est représentée schématiquement. En début de serrage, c'est-à-dire au moment o on n'exerce plus de force extérieure pour comprimer le ressort, l'effort fourni par le ressort est donné par la formule suivante FI = b*F F L cosarc sin (b / L) dans laquelle: L représente la longueur d'une biellette; b représente la projection horizontale de la longueur d'une biellette lorsqu'on est en début de serrage; et F représente la force utile d'un patin, F n'étant pas représentée sur la figure 5. En fin de serrage, c'est-à-dire lorsque les patins sont en butée contre le noyau. l'effort fourni par le ressort est donné par la formule suivante a*F F1, 2 = Lcosarc sin (a / L) dans laquelle: L représente la longueur d'une biellette: a représente la projection horizontale de la longueur d'une biellette lorsqu'on est en fin de serrage; et F représente la force utile d'un patin. La course de la précharge A du ressort c'est-à-dire la distance de laquelle le ressort est comprimé dans la broche avant qu'une force extérieure soit exercée dessus est donnée par la formule: (b - a)*a*cosarc sin (b/L) shi(a / L) -(a* cosarcsin(b / L)) La raideur du ressort est donnée par la formule cK -- a*F A *L*cosarcsin(b/ L) Enfin, la course utile du ressort c'est-à-dire la distance entre la position du ressort libre et la position du ressort comprimé dans le dispositif est donnée par la formule: C= A+b-a Ainsi, les caractéristiques des moyens pour activer les patins sont déterminables 2o avec précision ce qui permet de positionner les patins avec précision et à une distance égale de l'axe de rotation de la broche. On obtient ainsi un centrage du noyau sur la broche. La figure 6 représente un deuxième mode de réalisation dans lequel le moyen 33 pour activer les patins 32 comprend un ressort 330 disposé selon l'axe principal de la broche 30 et des cames 60 pouvant être déplacées dans des lumières 61. Le dispositif d'entraînement de la présente invention permet un entraînement du noyau dans les deux sens et ne nécessite pas un déplacement du noyau dans le sens de l'axe de la broche 30 pour verrouiller le dispositif. Les moyens pour activer les patins qui viennent d'être décrits dans un dispositif d'entraînement par rotation peuvent également être utilisés dans un dispositif qui n'est pas en rotation. De tels moyens peuvent être utilisés par exemple pour solidariser un bras de robot et un élément quelconque à déplacer par le robot. REVENDICATIONS I - Dispositif d'entraînement (30) en rotation d'un élément creux (31), comprenant au moins trois patins (32) mobiles entre une première position dans laquelle on peut enfiler l'élément creux (31) sur ledit dispositif (30) et une seconde position dans laquelle chaque patin (32) est déplacé radialement par rapport à l'axe de rotation dudit dispositif (30), le dispositif (30) comprenant en outre un moyen (33) pour activer lesdits patins (32) de manière que lorsqu'un élément creux (31) se trouve sur le dispositif (30), chaque patin (32) se trouve à une distance sensiblement identique par rapport à l'axe de rotation du dispositif (30). lo 2 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le moyen (33) pour activer les patins (32) comprend: a) un premier élément (330) susceptible d'être déplacé selon l'axe de rotation du dispositif (30); b) une pièce centrale (331) solidaire du premier élément (330); c) au moins trois moyens de liaison (332), chaque moyen de liaison (332) étant solidaire, d'une part, de la pièce centrale (331) et, d'autre part, d'un patin (32). 3 - Dispositif selon la revendication 2 dans lequel chaque moyen de liaison forme un parallélogramme déformable. 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3 dans lequel le premier élément (330) est un ressort. - Dispositif selon une des revendications 2 à 4 dans lequel chaque moyen de liaison (332) comprend deux biellettes sensiblement parallèles mobiles entre deux positions. 6 - Dispositif selon une des revendications 2 à 4 dans lequel le moyen de liaison (332) comprend deux camnes.