Dispositif transporteur
La présente invention a pour objet un dispositif transporteur.
On connaît des transporteurs comprenant un guidage et une série d'éléments porte-charge consécutifs articulés les uns aux autres par des articulations primaires. Chaque élément est lui-même constitué par une paire d'éléments rigides ayant tous deux la même longueur et articulés entre eux par une articulation secondaire. Cet ensemble d'éléments se meut le long d'un guidage qui impose aux articulations primaires, respectivement secondaires, des trajectoires différentes dont l'écartement varie. Un tel ensemble articulé, lorsqu'il se meut le long du guidage, se plie et se déplie progressivement, ce pliage et ce dépliage provoquent une variation de la distance entre les axes des articulations primaires, de sorte que le pas des éléments porte-charge est variable. Ce sont des transporteurs de ce genre qui sont décrits dans le brevet suisse N 395863.
Toutefois, le taux de pliage qu'il est possible d'obtenir sans que les réactions mutuelles exercées par le guidage et les articulations primaires et secondaires dépassent les limites admissibles est restreint, de sorte que la variation du pas ne dépasse guère 2:1.
Le but de l'invention est de réaliser un dispositif transporteur à pas variable dans lequel la variation du pas est de loin supérieure à la limite imposée par les structures analogues connues à l'heure actuelle, ce qui le rend particulièrement apte à l'entraînement de charges à vitesse variable.
Ce dispositif transporteur est caractérisé par le fait qu'il comporte un guidage présentant une première surface de roulement et une seconde surface de roulement,
I'écartement entre ces surfaces variant le long d'au moins une partie de ce guidage et un ensemble de maillons, dont chacun comprend au moins un premier galet coopérant avec la première surface, au moins un second galet coopérant avec la seconde surface, au moins une poulie principale montée sur l'axe du premier galet, au moins un lien souple passant autour de la poulie principale qui partage ce lien souple en un brin longitudinal et en un brin transversal, l'extrémité du brin longitudinal étant attachée à l'axe du premier galet d'un premier des éléments contigus, et le brin transversal étant relié à l'axe du second galet,
et un organe d'accouplement reliant l'axe du second galet à l'axe de l'un des deux galets de l'un des éléments contigus.
Trois formes d'exécution du dispositif conforme à l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé.
Les fig. 1 et 2 sont deux vues d'une même partie de la première forme d'exécution, la fig. 1 étant une coupe suivant la ligne I-I de la fig. 2, cette dernière étant une vue en plan.
La fig. 3 est une coupe transversale, à plus grande échelle, suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe, dans un plan analogue à celui de la fig. 1, d'une autre partie de cette première forme d'exécution.
Les fig. 5 et 6 sont deux vues d'une partie de la deuxième forme d'exécution, la fig. 5 étant une coupe suivant un plan analogue à celui de la fig. 1 et la fig. 6 étant une coupe à plus grande échelle suivant la ligne
VI-VI de la fig. 5.
Les fig. 7 et 8 sont deux vues d'une partie de la troisième forme d'exécution, la fig. 7 étant une coupe dans un plan analogue à celui de la fig. 1 et la fig. 8 étant une vue en plan et à plus grande échelle.
La fig. 9 est une coupe transversale, à une échelle encore plus grande, suivant la ligne IX-IX de la fig. 7.
La fig. 10 est un tableau récapitulatif qui illustre schématiquement les trois formes d'exécution ainsi que leurs variantes principales.
La fig. 11 est une coupe, dans un plan analogue à celui de la fig. 1, et représente une variante de la troisième forme d'exécution.
La fig. 12 est une coupe transversale, à plus grande échelle, suivant la ligne XII-XII de la fig. 11.
La fig. 13 représente une application particulière du dispositif dans sa première forme d'exécution et illustre la mise en oeuvre de celui-ci en vue de l'entraînement de charges à vitesse variable.
Dans la fig. 1, on reconnaît une paire d'éléments consécutifs du premier mode d'exécution et une partie de chacun des éléments contigus à cette paire. Tous les éléments sont identiques et on va en décrire un seul, étant entendu que les numéros de référence se rapportant aux mêmes parties d'éléments différents ne se distinguent que par un indice littéral désignant l'élément.
Un élément, tel que l'élément C, comprend un câble 1C, une poulie principale 2C, autour de laquelle le câble 1C décrit un coude qui le partage en une première partie constituant un brin longitudinal 3C et en une seconde partie constituant un brin transversal 4C, une manille
SC fixée à l'extrémité du brin longitudinal et une paire de bras parallèles 6C qui est fixée à l'extrémité du brin transversal par une manille 7C. La manille 5C est destinée à attacher l'extrémité du brin longitudinal 3C à l'axe 8D de la poulie principale 2D de l'élément D contigu au maillon C, et la paire de bras 6C constitue un moyen d'accouplement qui est destiné à accoupler l'extrémité du brin transversal 4C à la même poulie principale 2D de l'élément suivant D.
Ces liaisons sont assurées par des axes, dont l'axe 8C porte la poulie principale 2C et traverse la manille 5B du maillon précédent
B, et dont l'axe 9C traverse les bras 6C et la manille 7C.
Ces axes sont munis chacun d'une paire de galets, une première paire (supérieure) 10C pour l'axe 8C et une seconde paire (inférieure) tiC pour l'axe 9C. Ces deux paires de galets coopèrent avec les deux surfaces de roulement d'un guidage 15 inséré entre chacune d'elles: ainsi la première paire 10C coopère avec la surface de roulement supérieure 16 et la seconde paire llC coopère avec la surface de roulement inférieure 17.
Ce guidage 15 a une épaisseur qui varie progressivement (dans la situation représentée à la fig. 1, il est mince au droit du maillon A et plus épais au droit du maillon D) : il constitue en fait une came qui fait varier l'écartement relatif de ces paires de galets au cours de la progression du maillon. I1 est formé d'une paire de rails qui sont disposés côte à côte et qui sont assemblés l'un à l'autre à l'aide de traverses surbaissées disposées de loin en loin, comme la traverse 18.
L'ensemble des éléments, attachés ensemble de la manière qui vient d'être décrite et qui est illustrée par les fig. 1, 2 et 3 pour les éléments A, B, C et D, constitue une structure caténiforme. Cette dernière est mue par un moyen quelconque, non représenté, le long du guidage 15, par exemple dans le sens de la flèche 20.
Ce faisant, l'écartement entre les paires de galets 10C et i lC varie progressivement en fonction de l'épaisseur du guidage. La longueur du brin transversal de chaque élémerlt varie proportionnellement à cet écartement, et celle du brin longitudinal varie en sens inverse. I1 en résulte que le pas de la structure caténiforme, pas qui est défini par la distance entre les axes 8 des poulies principales de deux éléments consécutifs, varie au cours de la progression.
Dans la fig. 1, les bras de chaque élément sont munis de prolongements pourvus d'encoches, tels que, pour les bras 6C de l'élément C, les prolongements 12C munis des encoches 13C et 14C. Ces prolongements sont agencés de manière que l'une des paires d'encoches d'un élément s'engage, lorsque l'écartement des paires de galets de ce maillon est minimal, donc lorsque le pas de la structure caténiforme est maximal, sur l'axe portant la seconde paire (inférieure) de galets de l'élément suivant: ainsi, à la fig. 1, les encoches 1 3A des prolongements 12A des bras 6A appartenant à l'élément A sont engagées sur l'axe 9B portant la seconde paire de galets 11B de l'élément suivant B.
Quant aux encoches de l'autre paire, elles sont disposées sur ces prolongements de manière que, lorsque l'écartement des paires de galets est maximal, donc lorsque le pas de la structure caténiforme est minimal, elles s'engagent sur l'axe portant la première paire de galets de l'élément suivant d'ordre deux. C'est ce qui apparaît à la fig. 4 où l'on voit comment, lorsque l'épaisseur du guidage 15 et, par conséquent, l'écartement entre les paires de galets supérieurs 10Y et inférieurs i lY atteignent leur valeur maximale, les encoches 14X des prolongements 1222 des bras 6X appartenant à l'élément X viennent s'engager sur l'axe 8Z portant la première paire de galets 102 ; de l'élément
Z qui est le suivant d'ordre deux de l'élément.
Le rôle de ces prolongements et de ces encoches est de soulager les câbles le long des tronçons du guidage dans lequel le pas est minimal, respectivement maximal: dans le premier cas, en effet, la traction à laquelle peut être soumise la structure caténiforme est prise en charge, au moins partiellement, par les bras et leurs prolongements (6A, 12A, 6B, fig. 1); dans le second cas, la traction est prise en charge, au moins partiellement, par les prolongements seuls (12Y, 12Z, fig. 4).
La présence de ces prolongements et de ces encoches peut être avantageuse dans certains cas.
La deuxième forme d'exécution, représentée aux fig.
5 et 6, ne diffère de la première que par le fait que l'extrémité du , brin longitudinal d'un élément donné s'y trouve attachée à l'axe de la poulie principale de l'élément suivant et que l'extrémité supérieure de la paire de bras de ce même élément donné se trouve reliée à l'axe de la poulie principale de l'élément précédent, alors que, dans la première forme d'exécution, l'extrémité supérieure d'une paire de bras était reliée à l'axe de la poulie principale de l'élément suivant.
Ainsi pour l'élément C, qui comprend un câble 2iC, une poulie principale 22C, autour de laquelle ce câble décrit un coude qui le partage en une première partie constituant un brin longitudinal 23C et en une seconde partie constituant un brin transversal 24C, une manille 25C et une paire de bras 26C, l'extrémité du brin longitudinal 23C est attachée par la manille 25C à l'axe 28D de la poulie principale 22D de l'élément suivant D, tandis que les extrémités supérieures des bras 26C sont traversées par l'axe 28B de la poulie principale 22B de l'élément précédent B.
A part cette différence, les éléments se comportent, dans cette deuxième forme d'exécution, de manière analogue à ce qui a été décrit à propos de la première forme d'exécution: le guidage 35, constitué par une paire de rails parallèles, a une épaisseur variable et constitue une came qui fait varier l'écartement entre les paires de galets supérieurs 30 (première paire) et inférieurs 31 (seconde paire); cette variation d'écartement modifie la longueur du brin transversal, et par conséquent celle du brin longitudinal. Le pas de la structure caténiforme que constitue l'ensemble des éléments liés les uns aux autres de la manière représentée à la fig. 5 est défini par la distance séparant les axes des poulies principales de deux maillons consécutifs ; ce pas varie donc localement au cours de la progression des éléments le long du guidage.
Dans cette forme d'exécution, il est également prévu de munir les bras de prolongements, tels que les prolongements 32C pour les bras 26C, pourvus d'encoches, comme les encoches 33C. Les encoches des bras d'un maillon sont disposées de manière à venir s'engager, lorsque le pas de la structure caténiforme est maximal, sur l'axe de la poulie principale de ce même élément, alors que dans la première forme d'exécution, les encoches correspondantes venaient s'engager sur l'axe de la seconde paire de galets de l'élément suivant. La présence de ces prolongements a pour raison d'être, comme dans la première forme d'exécution, la prise en charge au moins partielle de l'effort de traction qu'exercent les éléments les uns sur les autres ce qui soulage d'autant, le long des tronçons à pas maximal, les câbles.
Dans la troisième forme d'exécution, représentée aux fig. 7, 8 et 9, on a une structure caténiforme dans laquelle l'accouplement entre les extrémités des brins transversaux des éléments et les poulies principales des éléments contigus est assuré par des câbles auxiliaires, en lieu et place des bras de liaison rigides. Ainsi, pour l'élé- ment B visible aux fig. 7 et 8, on reconnaît un câble 41B qui est double et qui est partagé, par une paire de poulies principales 42B, en un brin double longitudinal 43B et en un brin double transversal 44B.
L'extrémité du brin double longitudinal 43B est attachée par une manille 45B à l'axe 48C de la paire de poulies principales 42C affectée à l'élément suivant C, tandis que l'extrémité du brin double transversal 44B est attachée par une paire de manilles 47B à un axe 49B qui porte une poulie secondaire 52B autour de laquelle passe un câble auxiliaire 51 B que cette poulie partage en un brin longitudinal auxiliaire 53B et un brin transversal auxiliaire 54B. Le brin longitudinal auxiliaire 53B est attaché, par une manille 46B, à l'axe 49C qui est homologue,
dans l'élément C, à l'axe 49B de l'élément B.
L'extrémité du brin transversal auxiliaire 54B est attachée par
une manille 58B à l'axe 48B de la paire de poulies prin
cipales 42B. On voit que le câble auxiliaire 51B joue,
avec la poulie secondaire 52B, un rôle analogue à celui
que jouait la paire de bras 6B dans la première forme d'exécution: cet élément relie en effet indirectement l'extrémité du brin transversal 44B (lequel est double)
du câble 41B de l'élément B, avec la paire de poulies
principales 42C de l'élément suivant C. Cette liaison
est indirecte car elle fait appel au brin transversal 44C du câble de cet élément suivant, contrairement à la liai
son directe assurée, dans la première forme d'exécu
tion, par la paire de bras 6.
L'axe 48B de la paire de poulies principales (supérieures) 42B porte une première
paire de galets 50B et l'axe 49B de la poulie secondaire 52B porte une seconde paire de galets 60B. Les paires
de galets 50B, respectivement 60B, coopèrent avec les
surfaces de roulement supérieure 56, respectivement in
férieure 57, d'un guidage 55 constitué par une paire de
rails maintenus parallèles l'un à l'autre par des traver
ses surbaissées comme la traverse 58. Ce guidage a une
épaisseur variable comme dans les autres formes d'exé
cution.
Il peut être avantageux d'obliger les axes des
poulies principales et secondaires, par exemple les axes
48C et 49C des poulies principales 42C et secondaires
52C, à rester perpendiculaires au guidage 55, et d'obli
ger le brin transversal 44C, et le brin transversal auxi
liaire 54C de l'élément C à rester sensiblement perpendiculaire à la direction du mouvement de la structure (direction représentée par la flèche 20): c'est pourquoi il est prévu de relier ces axes deux à deux à l'aide de leviers articulés d'égales longueurs, comme les leviers 29, et d'astreindre leur articulation 39 à suivre une gorge 59 tracée à mi-épaisseur du guidage 55.
Lorsque la structure caténiforme constituée par l'ensemble des éléments qui viennent d'être décrits progresse le long du guidage, la longueur des brins transversaux varie et la longueur des brins longitudinaux varie en conséquence; cet ensemble constitue donc une structure caténiforme à pas variable.
On a décrit ci-dessus trois formes d'exécution du dispositif. Il est évident que ces formes d'exécution peuvent être modifiées de plusieurs manières, notamment en adoptant des éléments qui sont symétriques, par rapport aux lignes médianes LL', de ceux que représentent les fig. 1, 5 et 7. La fig. 10 illustre, sous forme de tableau récapitulatif. les principales variantes. Ce tableau est suffisamment explicite par lui-même (les numéros de référence y ont la même signification que dans les descriptions ci-dessus) pour qu'il n'y ait pas de grand commentaire à donner. Signalons à titre de rappel que l'élément (a) correspond à celui de la première des formes d'exécution qui ont été décrites ci-dessus, l'élément (b) à celui de la deuxième et élément (e) à celui de la troisième.
Les éléments (c), respectivement (d) se déduisent des maillons (a), respectivement (b) par symétrie par rapport aux lignes médianes LL'. II en est de même des éléments (e) et (g), respectivement (f) et (h). L'élément (f) résulte du remplacement, dans l'élément (b) qui a été décrit à propos de la deuxième forme d'exécution, des bras rigides 26 par un câble auxiliaire 53, 54, à la manière de ce qui a été décrit à propos de la troisième forme d'exécution. Pour plus de clarté, on a représenté en traits doubles ces câbles auxiliaires et on a représenté par ± l'écartement variable des trajectoires décrites par les axes des premiers, respectivement des seconds, galets auxquels sont attachées les extrémités des brins transversaux, respectivement des brins transversaux auxiliaires.
Une variante qui se rapporte à la troisième forme d'exécution, est représentée aux fig. 11 et 12. Elle consiste à former avec le brin transversal de chaque câble plusieurs sous-brins transversaux en faisant passer ce brin transversal sur des poulies de renvoi de façon que ces sous-brins transversaux constituent une moufle.
Dans les fig. 1 1 et 12, on a un câble supérieur 61B qui est double et un câble auxiliaire (inférieur) 66B qui est simple, comme dans les fig. 8 et 9. Le brin transversal du câble supérieur 61B (fig. 11) passe autour d'une poulie de renvoi double 62B et son extrémité est attachée par une manille 63B, sur un axe 64B portant une poulie principale double 65B (fig. 12).
Symétriquement, le brin transversal du câble auxiliaire (inférieur) 66B passe sur une poulie de renvoi 67B montée sur l'axe 64B de la poulie principale double 65B, et son extrémité est attachée, par une manille 68B, à un axe 69B portant une poulie secondaire inférieure 70B et la poulie de renvoi double 62B. Les axes 64B et respectivement 69B, portent chacun, comme précédemment, une première paire de galets 71B, respectivement une seconde paire de galets 72B lesquels coopèrent avec les surfaces de roulement supérieures 56, respectivement inférieures 57, d'un guidage 55 à deux rails parallèles d'épaisseur variable.
Dans cette variante, le câble 61B comporte donc un brin transversal unique à deux sous-brins 73B et 74B; ces derniers constituent, avec la poulie de renvoi 62B, une moufle dont l'axe 69B est relié, par l'intermédiaire du moyen d'accouplement que constitue le câble auxiliaire 66B, à l'axe correspondant de l'élément suivant.
Le brin transversal de ce câble auxiliaire 66B est composé, lui aussi, de deux sous-brins 75B et 76B qui constituent, avec la poulie de renvoi 67B, une seconde moufle.
L'utilisation de câbles à plusieurs sous-brins transversaux mouflés offre l'avantage de réduire la variation d'épaisseur du guidage qui est requise pour obtenir une variation donnée de la longueur des brins longitudinaux; à encombrement transversal donné du dispositif transporteur, une variante à sous-brins transversaux mouflés permet d'obtenir une plus grande variation du pas.
Les fig. 1 1 et 12 se réfèrent au cas où les moufles comprennent chacune deux sous-brins et une seule poulie de renvoi. Il est évident que ces moufles peuvent comprendre plus de deux sous-brins et plusieurs poulies de renvoi: plus l'ordre de multiplicité des moufles est élevé, plus élevé est le rapport obtenu entre le pas maximal et le pas minimal de la structure caténiforme; mais plus élevés aussi sont les efforts supportés par les surfaces de roulement du guidage et par les galets.
Le dispositif transporteur décrit se prête particulièrement bien à l'entraînement de charges appelées à cheminer à vitesse variable le long d'un circuit fermé. I1 suffit pour cela de former avec les éléments une structure caténiforme en boucle fermée, de disposer le guidage de manière que la trajectoire des poulies principales soit parallèle au circuit que décrivent les charges à entraîner, et de lier ces dernières aux axes des poulies principales. C'est ce qui est représenté à la fig, 13 où l'on voit le guidage 81 d'une structure caténiforme constituée par des éléments 83 appartenant à la première forme d'exécution; cette structure est disposée en une boucle fermée qui est placée de manière que ses poulies principales 84 décrivent une trajectoire parallèle à une trajectoire 85 le long de laquelle cheminent des charges 86.
Le guidage 81 a, dans la zone RMN, une épaisseur minimale min, dans la zone OPQ une épaisseur maximale emax; dans la zone NO, son épaisseur croît progressivement de ±min à Emax et dans la zone QR cette épaisseur décroît progressivement de max à ±min. Un groupe moteur 82, de type quelconque, assure le déplacement de la structure caténiforme le long du guidage dans le sens de la flèche 80. Les charges 86 sont accrochées à l'aide de crochets 87 (représentés en traits interrompus dans les fig. 3, 9 et 12) aux axes des poulies principales.
On voit que, la structure caténiforme étant entraînée à vitesse constante, la variation de son pas, entre la valeur maximale Pmax (dans la zone
RMN) et la valeur minimale Pmin (dans la zone OPQ) provoque une variation de la vitesse de déplacement des charges entraînées, variation dont la loi est déterminée par celle qui régit l'épaisseur du guidage 81.
Comme charges qu'un tel système est à même d'entraîner, on peut citer les unités de transport appartenant aux systèmes décrits dans les brevets suisses Nos 385732, 388191, 414982 et 443390. II faut alors que le guidage du dispositif transporteur soit disposé de manière qu'une partie au moins de la trajectoire des poulies principales dessine une courbe parallèle à une partie au moins de la trajectoire que doivent décrire ces unités de transport.