Brevet FR2794048A1 — publié le 20001201

L'invention concerne un agencement d'actionnement d'une charge en forme d'un bras oscillant, comprenant un dispositif d'entraînement en pivotement de la charge et des moyens d'équilibrage des forces, notamment de pesanteur, agissant sur la charge. Des agencements de ce type, qui sont connus, utilisent, comme moyens d'équilibrage, un contrepoids, ce qui présente l'inconvénient d'augmenter l'inertie de la masse à mettre en mouvement, de rendre le système plus volumineux, sans garantir un équilibre optimal dans une position quelconque. De plus, cette solution oblige à dimensionner le dispositif d'entraînement de façon qu'il puisse fournir un effort en rapport avec le couple maximum engendré par la charge. Ceci a pour conséquence de devoir calculer l'entraînement spécifiquement pour chaque cas d'utilisation et d'avoir une force d'entraînement d'autant plus importante que la charge est grande. En raison de cet encombrement important, l'agencement est difficile à intégrer dans les machines actuelles o le volume disponible est toujours plus réduit. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des agencements connus, qui viennent d'être énoncés. Pour atteindre ce but, l'agencement selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage sont formés par un dispositif d'équilibrage fournissant à l'axe de pivotement du bras oscillant un couple de compensation sinusoîdal en fonction de l'angle de pivotement du mouvement d'oscillation et en ce que le dispositif d'entraînement est un dispositif produisant un effort sensiblement constant quelle que soit la position angulaire du bras. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un agencement d'actionnement selon la présente invention, montrant le support oscillant dans sa position de travail; - la figure 2 est une autre vue en perspective d'un agencement d'actionnement selon l'invention, montrant le support oscillant dans sa position de pivotement de 120 , et - la figure 3 est une vue simplifiée dans la direction de la flèche III de la figure 1. Comme on le voit sur les figures, l'agencement 1 selon l'invention, pour l'actionnement d'une charge dont seulement le support est indiqué en 2, en forme d'un bras oscillant, comporte essentiellement un dispositif 3 d'entraînement de la charge et un dispositif 4 d'équilibrage des forces, notamment de pesanteur. Le bras pivotant présente la forme générale d'un support en forme d'un U dont la base 6 est configurée pour le support d'un ou de plusieurs outils embarqués, tandis que les branches 7 et 8 sont solidaires d'un arbre 9 qui constitue l'arbre de sortie du dispositif d'équilibrage 4. Ce dernier est du type à fournir à l'arbre 9 un couple de compensation du poids de la charge, qui est sinusoidal quelle que soit la position angulaire a de la charge. Un tel dispositif d'équilibrage est décrit dans le brevet français N 2 627 718 et ne sera donc pas écrit ici.Il importe seulement que la charge soit montée solidaire de l'arbre de sortie de ce dispositif, indiqué en 9 sur les figures. Le dispositif d'équilibrage 4 est monté sur un bâti 11 comportant une plaque 12 qui s'étend parallèlement à l'axe 9. Le dispositif d'entraînement en pivotement 3 de la charge comporte essentiellement un vérin 13 dont le cylindre 14 est monté pivotant autour d'un axe 15 supporté par deux pattes de support 16 formant palliers qui font parties du bâti 11 et sont en saillie verticalement vers le haut de la plaque de bâti 12. L'extrémité extérieure de la tige 17 du vérin est réalisée sous forme d'une chape 18 à laquelle est articulé en 19 le support oscillant ou pivotant 2, par l'intermédiaire d'une bièlle 20, parallèle aux branches 7 et 8, qui est solidaire du support. L'articulation 19 étant excentrique par rapport à l'axe de l'arbre 9, tout déplacement de la tige de vérin 17 provoque un pivotement du support 2. On constate encore que le cylindre de vérin 14 passe au travers d'un évidement 22 pratiqué dans le bâti 12, afin d'avoir une course suffisante pour obtenir un angle de débattement du support 2 allant jusqu'à 120 par rapport à la position sur butée 24, sans modifier la conception du bâti 12. L'agencement, selon l'invention, comporte un dispositif de butée mécanique 24 opérant entre la bielle et le bâti 12, et coopérant avec une came de détection en forme de haricot 25 solidaire de la bielle 20. Cette came comporte une fente 26 en forme d'arc de cercle dont le centre se trouve sur l'axe de l'arbre d'articulation 9, et présente une longueur correspondant à un angle de débattement de 120 . Cette fente permet le réglage de 0 à 120 du détecteur de position arrière du support oscillant 2. Les détections en positions avant et arrière du support oscillant sont assurées par le détecteur double 28 monté sur le support 27, lui-même solidaire du bâti 12, à proximité de la butée mécanique 24 assurant la précision d'arrêt en position avant (ou "travail") du support oscillant 2. Dans la fente 26 s'engage un élément de guidage de la butée 24. L'agencement est complété par un jeu de détecteur 24 de position de repos représentée sur la figure 2 et travail représentée sur la figure 1, dont les positions sont réglables en fonction de l'angle de débattement retenu. L'agencement selon l'invention présente de nombreux avantages. Etant donné que le dispositif d'équilibrage fournit à l'arbre de pivotement 9 un couple de compensation du poids de la charge quelle que soit la position, la motorisation, à savoir le vérin 13, doit seulement fournir l'effort qui est nécessaire à la mise en mouvement de la charge, car l'équilibreur est correctement réglé de façon à assurer un couple moteur équivalent aux couples engendrés par l'effet de pesanteur. L'agencement selon l'invention est beaucoup moins encombrant qu'un système de conception classique et est particulièrement avantageux lorsqu'il est utilisé pour un couple proche de la capacité maximale de l'équilibreur. L'angle de débattement du support oscillant 2, d'un maximum de 120 dans le cas présent, peut être limité en fonction du besoin, par le choix d'un vérin ayant une course inférieure. L'agencement selon l'invention permet l'arrêt de la charge dans n'importe quelle position intermédiaire de sa course, sans nécessité d'y ajouter un système de blocage mécanique. Cet avantage est particulièrement intéressant d'un point de vue sécurité en cas de coupure de l'énergie motrice, par le fait qu'il supprime le risque de mouvements incontrôlés de la charge embarquée, dû notamment à la pesanteur. Un autre avantage très intéressant réside dans le fait que le dispositif est facilement adaptable à une variation de la masse de la charge embarquée durant la mise au point o la vie de la machine sans modification de la motorisation, mais par simple modification du réglage de l'équilibreur en adaptant le type et le nombre de ressorts utilisés. L'agencement selon l'invention constitue un ensemble qui forme un module préassemblé sur laquelle il ne reste à construire que l'élément spécifique à l'application voulue, et une rehausse sous le bâti permettant le positionnement dans l'espace de la machine, en fonction de son utilisation. En fait, pour chaque taille d'équilibreur, l'ensemble de l'agencement équilibré est standardisé: la motorisation est adaptée seulement au couple résiduel, la position de travail est déterminée par la tige de vérin rentrée, l'angle de débattement est variable et déterminée par la course du vérin et la position de repos est déterminée par la fin de course du vérin à tige sortie. Le fait que le dispositif d'équilibrage 4 constituant le pallier de support oscillant 2 et le dispositif d'entraînement 3 sont montés sur le même bâti permet d'intégrer une fonction standard en l'état dans la conception d'une machine. D'autre part, le fait que la position de travail de l'agencement est déterminée par la position rentrée de la tige de piston du vérin assure une conception standard de la fonction quel que soit l'angle de débattement nécessaire. Enfin, le fait que le cylindre du vérin passe à travers l'évidemment dans la plaque de base du bâti permet l'obtention d'un angle de débattement important sans modifier la conception de l'ensemble de la fonction. REVENDICATIONS 1. Agencement d'actionnement d'une charge en forme d'un bras oscillant, comprenant un dispositif d'entrainement en pivotement de la charge et des moyens d'équilibrage des forces, notamment de pesanteur, agissant sur la charge, caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage sont formés par un dispositif d'équilibrage (4) fournissant à l'axe de pivotement (9) du bras oscillant un couple de compensation sinusoidal quel que soit l'angle de pivotement (C) et en ce que le dispositif d'entraînement (3) est un dispositif produisant un effort sensiblement constant quelle que soit la position angulaire du bras (2). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (9) entraîné en pivotement par le dispositif d'entraînement (3) est l'arbre de sortie du dispositif d'équilibrage (4). 3. Agencement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d'équilibrage (4) et le dispositif d'entraînement (3) sont montés sur un même bâti de support (11). 4. Agencement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement est un vérin (13) dont la tige de piston (17) est articulé par une bielle (20) au bras oscillant (2). 5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre (14) du vérin (13) passe à travers un évidement (22) pratiqué dans une plaque de base de bâti de support commun (12) et est monté pivotant (15) sur ce bâti. 6. Agencement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bras oscillant est réalisé sous forme d'un support en forme d'un U (2), sur lequelle peut être monté au moins un outil. 7. Agencement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de butée mécanique (24) du mouvement de pivotement du bras oscillant (2). 8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une came de détection de position (25) en forme d'un haricot est solidaire du bras oscillant (2) et coopère avec le dispositif de butte mécanique (24). 9. Agencement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la position de travail de l'agencement est déterminé par la position rentrée de la tige de piston (17) du vérin (13). 10. Agencement selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'angle de battement du bras oscillant est réglable par variation de la course de la tige de piston (17) du vérin.