Brevet FR2792038A1 — publié le 20001013

L'invention concerne un dispositif d'entraînement linéaire comportant au moins un composant qui est déplaçable dans la direction longitudinale entre deux positions d'extrémité à l'aide d'une énergie auxiliaire, et un dispositif réglable d'amortissement, qui freine le composant dans au moins une direction longitudinale avant qu'il rencontre une butée dans une position d'extrémité. On utilise des dispositifs d'entrainement linéaire pour produire des déplacements linéaires. Les domaines d'application sont notamment des machines-outils, des systèmes de convoyage utilisés en atelier, des véhicules assujetis à circuler en suivant une piste, etc. Les dispositifs d'entraînement linéaire possède au moins un composant qui est déplaçable dans une direction longitudinale entre deux positions d'extrémité, au moyen d'une énergie auxiliaire. L'énergie auxiliaire peut être fournie sous la forme d'une énergie électrique, ou électromagnétique et/ou sous la forme d'une pression de gaz ou d'une pression d'un liquide, etc. Des dispositifs d'entraînement linéaire pneumati- ques et hydrauliques possèdent un piston guidé dans un cylindre et déplaçable dans la direction longitudinale entre deux positions d'extrémité. Dans les positions d'extrémité, le piston est en général freiné par des butées, qui peuvent être formées par des parois frontales du cylindre. Pour permettre des vitesses élevées entre les positions d'extrémité et réduire l'usure du piston et de la butée, il est connu de freiner le piston à l'aide d'un dispositif d'amortissement installé dans le cylindre, avant l'impact contre la butée. Des dispositifs d'amortissement connus utilisés dans des vérins pneumatiques possèdent un point d'étranglement, qui permet d'influer sur la sortie de l'air hors du cylindre et par conséquent sur la vitesse d'impact du piston contre la butée. Pour pouvoir régler le dispositif d'entraînement linéaire sur différentes conditions marginales, comme par exemple des températures différentes de l'air, des pressions d'air différentes et/ou une usure différente au niveau du point d'étranglement, on utilise des points d'étranglement réglables. Le dispositif d'entraînement linéaire selon l'invention possède au moins un composant qui est déplaçable dans la direction longitudinale entre deux positions d'extrémité, à l'aide d'une énergie auxiliaire. En outre le dispositif d'entraînement linéaire possède un dispositif d'amortissement réglable, qui freine le composant dans au moins une direction longitudinale avant que ce dernier rencontre une butée dans une position d'extrémité. Il est proposé conformément à l'invention que le dispositif d'amortissement comporte au moins un capteur, à l'aide duquel un nombre caractéristique pour une vitesse d'impact du composant contre la butée peut être détecté. Avec le nombre caractéristique, on peut réaliser un réglage manuel simple, rapide, commode et précis et notamment un réglage complètement ou au moins partiellement automatisé. On peut réduire la dépense de réglage et d'usure et réaliser une économie sur le coût. Le nombre caractéristique peut être déterminé à l'aide de différents procédés de mesure qui apparaîtront appropriés au spécialiste, par exemple par détection de contraintes internes au niveau de la butée, à l'aide de jauges extensométriques, de capteurs de pression, qui détectent l'établissement d'une pression dans un cylindre et/ou une force appliquée à la butée, ou de capteurs de vitesse, qui détectent la vitesse du premier composant avant la butée, etc. Cependant le capteur est formé d'une manière particulièrement avantageuse par un capteur d'accélération. Les capteurs d'accélération sont fabriqués en grand nombre, par exemple des capteurs d'accélération comportant un élément piézoélectrique pour des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, ce qu'on appelle des capteurs de cognement. Ainsi des capteurs d'accélération peuvent être fabriqués à un prix particulièrement bon marché. En outre à l'aide capteurs d'accélération on peut déterminer de façon simple des nombres caractéristiques pouvant être réutilisés. Avantageusement le capteur d'accélération peut être fixé en tous les emplacements d'un dispositif d'entraînement linéaire ou de composants adjacents auxquels un son de structure peut être transmis par la butée. Cependant pour obtenir un signal aussi intense que possible et un nombre aussi faible que possible de grandeurs parasites de la part d'autre dispositifs lors de la détermination du nombre caractéristique, il est proposé de fixer le capteur ou le capteur d'accélération sur un composant constituant la butée. Le capteur est fixé de préférence au niveau d'ouvertures et/ou de tiges filetées, qui existent déjà, ce qui permet de supprimer des composants supplémentaires, une dépense de montage supplémentaire et un coût supplémentaire. Dans une forme de réalisation de l'invention il est proposé que le dispositif d'amortissement possède un dispositif de régulation qui détecte le nombre caractéristique et le règle, au moyen d'une unité de réglage, sur une valeur de consigne. Un réglage manuel peut être remplacé par un réglage entièrement ou partiellement automatisé. Un réglage compliqué en des emplacements que l'on peut difficilement atteindre peut être évité, et le confort d'utilisation notamment de machines-outils etc peut être accru. En outre un nombre caractéristique déterminé peut être maintenu en permanence automatiquement dans une gamme optimale de valeurs au moyen d'un processus continu de régulation ou bien au moyen de plusieurs intervalles de régulation, et de ce fait l'usure peut être réduite et l'intensité sonore peut être réduite autour du dispositif d'entraînement linéaire. D'une manière particulièrement avantageuse on peut exécuter, à l'aide du dispositif de régulation, un premier réglage, qui permet d'éviter complètement un réglage manuel. Pour éviter que, lors de la mise en service, le dispositif d'entraînement linéaire soit détruit par un amortissement réglé trop faible, avant un réglage automatique possible, avantageusement le dispositif d'amortissement est réglé à partir d'un amortissement, qui est trop élevé en étant accru d'une valeur de sécurité, jusqu'à une gamme optimale. La solution selon l'invention peut être utilisée d'une manière particulièrement avantageuse dans des dispositifs d'entraînement linéaire hydrauliques et notamment dans des dispositifs d'entraînement linéaire pneumatiques comportant un piston guidé dans un cylindre. Avec un capteur d'accélération on peut déterminer avantageusement, et ce avec une faible dépense du point de vue construction, dans un vérin pneumatique, un nombre caractéristique pour la vitesse d'impact d'un piston contre une butée ou contre une face frontale du cylindre et créer un dispositif d'entraînement linéaire qui se règle de lui- même d'une manière nettement meilleur marché. En outre, dans le cas de vérins pneumatiques, on peut éviter d'utiliser des organes d'étanchéité coûteux vis-à-vis de l'extérieur et obtenir des déplacements de réglage particulièrement rapides. Dans une forme de réalisation de l'invention il est proposé que l'unité de réglage du dispositif de régulation possède au moins un point d'étranglement réglable, à l'aide duquel la sortie d'un fluide hors du cylindre et par conséquent la vitesse d'impact du piston contre la butée sont réglables. L'amortissement avec un point d'étranglement réglable est particulièrement bon marché, et conduit à une faible usure et peut être utilisé notamment dans des vérins pneumatiques. Cependant on peut également imaginer des amortisseurs de choc réglables. Le dispositif de régulation peut fonctionner selon un mode hydraulique, électrique, électromagnétique et/ou pneumatique. Si le dispositif de régulation fonctionne électriquement, on peut utiliser des systèmes d'alimenta- tion en courant présents la plupart du temps, éviter l'emploi de composants supplémentaires et réaliser une économie sur les coûts, notamment dans le cas de dispositifs d'entraînement linéaire pneumatiques, dans lesquels aucun milieu de pression hydraulique n'est disponible. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente un dispositif d'entrainement linéaire pneumatique selon l'invention. La figure unique présente un dispositif d'entraînement linéaire pneumatique comportant un piston , qui est déplaçable dans la direction longitudinale à l'intérieur d'un vérin pneumatique 12 entre deux positions d'extrémité 14, 16 sous l'action d'air comprimé envoyé par l'intermédiaire d'un raccord de pression non représenté de façon détaillée. Une force de réglage peut être appliquée par le piston 10, par l'intermédiaire d'une tige de piston 32, à un composant non représenté de façon détaillée, par exemple une pièce de machine-outil etc. En outre le dispositif d'entraînement linéaire comporte un dispositif d'amortissement 18 qui freine le piston 10 dans les deux directions longitudinales avant de rencontrer une butée 20, 22, dans les positions d'extrémité 14, 16. Le dispositif d'amortissement possède un capteur 24, qui est formé par un capteur d'accélération et à l'aide duquel un nombre caractéristique pour une vitesse d'impact du piston 10 contre les butées 20, 22 formées par le cylindre 12, peut être détecté. Le capteur 24 est fixé sur le cylindre 12, et ce sur l'une de quatre tiges filetées 34, qui est montée sur le cylindre 12 pour la fixation à un composant non représenté de façon détaillée, mais n'est pas utilisée pour assurer la fixation. Ceci supprime des composants supplémentaires et des coûts supplémentaires. Le dispositif d'amortissement 18 possède un dispositif de régulation 26 qui détecte le nombre caractéristique et le règle continûment de façon automatique, au moyen d'une unité de réglage, sur une valeur de consigne. En outre avec le dispositif de régulation 26, on peut exécuter un réglage initial. L'unité de réglage du dispositif de régulation 26 possède deux points d'étranglement réglables 28, 30, au moyen desquels la sortie d'air hors du vérin pneumatique 12 et par conséquent la vitesse d'impact du piston 10 contre les butées 20, 22 sont réglables. Les points d'étranglement 28, 30 sont réglés électriquement. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement linéaire comportant au moins un composant qui est déplaçable dans la direction longitudinale entre deux positions d'extrémité (14, 16) à l'aide d'une énergie auxiliaire, et un dispositif réglable d'amortissement (18), qui freine le composant dans au moins une direction longitudinale avant qu'il rencontre une butée (20, 22) dans une position d'extrémité (14, 16), caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement (18) comporte au moins un capteur (24), à l'aide duquel un nombre caractéristique pour une vitesse d'impact du composant contre la butée (20, 22) peut être détecté. 2. Dispositif d'entraînement linéaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (24) est formé par un capteur d'accélération. 3. Dispositif d'entraînement linéaire selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capteur (24) est fixé à un composant formant la butée (20, 22). 4. Dispositif d'entraînement linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement (18) comporte un dispositif de régulation (26) qui détecte le nombre caractéristique et le règle, au moyen d'une unité de réglage, sur une valeur de consigne. 5. Dispositif d'entraînement linéaire selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un réglage initial peut être exécuté avec le dispositif de régulation (26). 6. Dispositif d'entraînement linéaire selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le dispositif de régulation (26) règle de façon automatique, continûment ou pendant certains intervalles, le nombre caractéristique sur une valeur de consigne. 7. Dispositif d'entraînement linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier composant est un piston (10) guidé dans un cylindre (12). 8. Dispositif d'entraînement linéaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de réglage du dispositif de régulation (26) possède au moins un point d'étranglement réglable (28, 30), a l'aide duquel la sortie d'un fluide hors du cylindre (12) et par conséquent la vitesse d'impact du piston (10) contre la butée (20, 22) sont réglables. 9. Dispositif d'entraînement linéaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que le cylindre (12) est le cylindre d'un vérin pneumatique et que le piston (10) est déplaçable à l'aide d'air comprimé. 10. Dispositif d'entraînement linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de régulation (26) fonctionne au moins en partie électriquement.