FR2502276A1 - Convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif et table tournante dans laquelle ledit convertisseur est utilise - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES MOYENS D'AUTOMATISATION DES CONSTRUCTIONS MECANIQUES. LE CONVERTISSEUR, OBJET DE L'INVENTION, EST DU TYPE COMPRENANT UNE SOURCE D'OSCILLATIONS MECANIQUES, UN ARBRE DE SORTIE 9 ET UN MOYEN DE TRANSMISSION DES MOUVEMENTS OSCILLATOIRES DE LADITE SOURCE AUDIT ARBRE DE SORTIE, ET EST CARACTERISE EN CE QU'EN TANT QUE SOURCE DE MOUVEMENT OSCILLATOIRE, EST UTILISEE UNE VIBROCOMMANDE SUR L'ELEMENT DE SORTIE 3 DE LAQUELLE SE FORMENT DES OSCILLATIONS A COMPOSANTES AXIALE ET DE TORSION, LEDIT MOYEN DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT OSCILLATOIRE ETANT REALISE SOUS FORME D'UN RECIPIENT OU CUVE 5 CONTENANT UNE CHARGE 7 EN PIECES UNITAIRES, LADITE CUVE ETANT RIGIDEMENT SOLIDAIRE DE L'ELEMENT DE SORTIE 3 DE LA VIBROCOMMANDE ET DISPOSEE COAXIALEMENT AUDIT ARBRE DE SORTIE, DONT SONT RIGIDEMENT SOLIDAIRES DES PALES RADIALES 11 ENFONCEES DANS LA MASSE DE LADITE CHARGE. LE CONVERTISSEUR EN QUESTION PEUT ETRE UTILISE EN TANT QUE COMMANDE POUR LES TABLES TOURNANTES, AINSI QUE COMME MOTEUR A FAIBLE VITESSE DE ROTATION DANS N'IMPORTE QUEL MECANISME A ACTION DE ROTATION PERIODIQUE.
Description
La présente invention se rapporte au domaine de l'automatisation des
procédés technologiques et a notamment pour objet un convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif et une table tournante dans laquelle ledit convertisseur est utilisé en tant que mécanisme de rotation. Le convertisseur proposé peut être utilisé aussi en tant que moteur à faible vitesse de rotation dans n'importe quel mécanisme à action de rotation périodique, par exemple dans une table tournante. La table tournante proposée peut être utilisée avec succès dans les opérations de montage, de triage, de traitement, de contrôle, etc.,
de pièces.
A l'heure actuelle on connait des convertisseurs de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif, notamment
des variateurs à impulsions dont le principe de fonctionne-
ment est basé sur la transmission de l'effort de travail par impulsions périodiques. Dans ces dispositifs on utilise en tant que source de mouvement oscillatoire une came excentrique dont le mouvement oscillatoire est transmis à l'arbre de sortie à l'aide d'un moyen de transmission du mouvement, notamment d'un poussoir et de rouleaux sollicités
par des ressorts.
Ledit dispositif n'assure la rotation de l'arbre de
sortie que d'un angle strictement déterminé par la construc-
tion du convertisseur. Dans ces conditions, la précision de l'arrêt de l'arbre baisse rapidement, ce qui est dé à l'usure des surfaces en interaction du poussoir et de la came, et le réglage de la vitesse de rotation et du temps
d'arrêt devient difficile.
On connatt une table tournante comportant un plateau circulaire, un mécanisme pour sa rotation et un mécanisme
de fixation dudit plateau.
En tant que mécanisme de rotation du plateau circulaire on utilise largement un moteur électrique avec
un réducteur servant à réduire sa vitesse de rotation.
Cependant, dans un tel dispositifil est difficile d'assurer des arrêts périodiques précis de la -table tournante lors de sa rotation d'un angle prédéterminé, étant donné que les moteurs électriques sont caractérisés par une grande inertie, le réglage de la vitesse de rotation de la table est compliqué et la nécessité d'utiliser un réducteur rend
la construction du dispositif plus complexe.
On connaît aussi des tables tournantes dans les-
quelles on utilise, en tant que mécanismes de rotation du plateau circulaire, des commandes à mécanismes à came ou à coulisse, à croix de Malte, etc. Tous ces mécanismes assurent la rotation de la table d'un angle strictement prédéterminé par la construction du mécanisme, ainsi qu'un nombre prédéterminé d'arrêts
de la table suivant la circonférence du plateau circulaire.
Le changement des angles de rotation nécessite un changement des paramètres des sous-ensembles et des pièces du mécanisme
ou l'introduction d'éléments complémentaires.
Le but de la présente invention est de créer un convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif, dont la construction permettrait de réaliser avec une haute précision la rotation de l'arbre de sortie de n'importe quel angle donné et de régler au cours du fonctionnement la vitesse de rotation et le temps d'arrêt, et qui pourrait être utilisé en tant que moteur à faible vitesse de rotation facilement réglable dans les mécanismes à action de rotation périodique, par exemple dans les tables tournantes Ce problème est résolu du fait que le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif comprenant une source d'oscillations mécaniques, un arbre de sortie et un moyen de transmission des mouvements oscillatoires de ladite source audit arbre de sortie, est caractérisé, selon l'invention, en ce que la source de mouvement oscillatoire utilisée est une vibrocommande sur l'élément de sortie de laquelle se forment des oscillations à composantes axiale et de torsion, tandis que le moyen de transmission du mouvement oscillatoire se présente comme un récipient en forme de cuve contenant une charge en pièces OR76 unitaires, reliée rigidement à l'élément de sortie de la vibrocommande et disposée coaxialement à l'arbre de sortie, sur lequel sont fixées des pales radiales enfoncées dans
la masse de ladite charge.
Il est avantageux de réaliser dans les pales des trous dont les dimensions sont supérieures à la taille ou
gabarit des pièces de la charge.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif dans une table tournante en tant que mécanisme de rotation d'un plateau circulaire, ladite table comportant en outre un mécanisme de fixation dudit plateau circulaire, ce dernier jouant alors le rôle d'arbre de sortie du convertisseur. Dans la table tournante d'une telle construction, le plateau circulaire peut être constitué de deux parties l'une centrale, sous laquelle est disposée la cuve, et l'autre périphérique en contact avec ladite partie centrale suivant une surface annulaire d'appui, le mécanisme de fixation en position du plateau circulaire étant monté de façon à pouvoir entrer en interaction avec sa partie périphérique, et ladite table étant pourvue de deux aimants permanents cylindriques, orientés l'un vers l'autre par leurs pôles respectifs de noms contraires, lesdits aimants étant disposés coaxialement et fixés rigidement, l'un sur la partie centrale du plateau circulaire, et le
second, sur la cuve.
Afin que la table tournante puisse remplir des fonctions exigeant un couple de rotation élevé, on peut pourvoir la table d'un récipient supplémentaire annulaire revevant la charge en pièces unitaires, relié rigidement à l'élément de sortie de la vibrocommande et disposé sous la partie périphérique du plateau circulaire, en prévoyant, sur celle des surfaces de ladite partie périphérique qui est orientée vers ledit récipient supplémentaire, des pales radiales disposées de façon à s'enfoncer dans la masse de
la charge en pièces unitaires de ce récipient.
e Dans le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif réalisé selon la présente invention, la rotation de l'arbre de sortie peut s'effectuer sur n'importe-quel angle donné et avec n'importe quel nombre d'arrêts nécessaire. Le convertisseur proposé se distingue par sa construction fiable et simple. L'utilisation du convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif, conforme à l'invention, en tant que commande d'une table tournante a permis de créer une table tournante dans laquelle, au cours de son fonctionnement, est facilement - assuré un réglage en douceur ou progressif de la vitesse
de rotation et du temps d'arrêt.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et, avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la
lumière de la description explicative qui va suivre de
différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente le convertisseur proposé de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif (vue d'ensemble); - la figure 2 représente une table tournante comportant un seul récipient avec une charge de pièces unitaires; - la figure 3 illustre une variante de réalisation de la table tournante, avec deux récipients contenant
chacun une charge de pièces unitaires.
Le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif comprend une source d'oscillations mécaniques, c'est-à-dire une vibrocommande, sur l'élément de sortie de laquelle se forment des oscillations à composantes axiale et de torsion. En tant que vibrocommande peut être utilisée par exemple une vibrocommande mécanique, pneumatique ou une vibrocommande basée sur l'utilisation
d'un électro-aimant. Dans la description qui va suivre, on
considère, à titre d'exemple non limitatif,le cas d'un convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif O2t76 comportant une vibrocommande basée sur l'utilisation d'un électro-aimant. Le convertisseur proposé comprend un électro-aimant 2 fixé sur une embase 1 et dont l'armature 3 est liée rigidement, au moyen d'une vis 4, au fond d'une cuve 5 (ou récipient en forme de cuve). L'armature 3 et la cuve 5
sont reliées à l'embase 1 au moyen de ressorts inclinés 6.
L'armature 3 est l'élément de sortie de la vibrocommande et peut réaliser, lorsque la bobine de l'électro-aimant 2 est alimentée, des oscillations à composantes axiale et
de torsion.
La cuve 5 est remplie d'une charge 7 en pièces unitaires. Dans des paliers 8, suivant l'axe de la cuve 5, est disposé l'arbre de sortie 9 du convertisseur. Sur l'arbre 9 est fixée une bride 10 pourvue sur sa surface orientée vers la cuve 5, de pales radiales 11 enfoncées
dans la masse de la charge 7.
En tant que charge en pièces unitaires 7, peuvent être utilisées n'importe quelles petites pièces assurant une surface la plus grande possible de contact entre les parois et le fond de la cuve 5 et entre elles-mêmes (par exemple: écrous, douilles, cubes, etc.) et ayant une masse suffisante pour vaincre le moment d'inertie de l'arbre de sortie 9. Dans les pales 11 sont réalisées des ouvertures 12 de dimensions supérieures à la taille ou au gabarit des
pièces constituant la charge 7.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser le convertisseur proposé de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif en tant que moteur à faible vitesse de rotation dans les mécanismes à action de rotation périodique, par
exemple dans les tables tournantes.
La table tournante conforme à l'invention comprend un plateau circulaire 13 (figure 2), un mécanisme de rotation de ce dernier, constitué par le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif, illustré sur la figure 1, et un mécanisme 14 de fixation en position du plateau circulaire 13. L'électro-aimant 2 et la cuve 5 du mécanisme de rotation du plateau circulaire 13 prennent appui., par l'intermédiaire de montants de réglage 15 et d'amortisseurs 16, sur la base du corps 17 de la 'table tournante. Le plateau circulaire 13 est constitué de deux parties: l'une centrale ou 1nt4rieure 18, et l'autre périphérique ou extérieure, se trouvant en contact l'une
avec l'autre suivant une surface annulaire d'appui 20.
Il est avantageux de réaliser le plateau circulaire 13 (ou bien sa partie centrale 18), au moins dans la zone de la surface d'appui 20, en un matériau ayant une grande résistance à l'usure et de hautes caractéristiques de friction, par exemple en plastique de chlorure de polyvinyle, en plastique fluoré, etc. Le plateau circulaire 13 remplit la fonction d'arbre de sortie du convertisseur du mouvement oscillatoire en mouvement rotatif, et la cuve 5 est disposée sous sa partie centrale, dont la surface orientée vers la cuve 5 comporte les pales radiales 11 enfoncées dans la masse des pièces de la charge 7. Le mécanisme de fixation 14 comprend un élément de fixation 21 à tête conique et une commande électromagnétique 22 immobilisée dans le corps 17 de façon à pouvoir coopérer
avec la partie périphérique 19 du plateau circulaire 13.
Dans celle des surfaces de la partie périphérique 19 qui est orientée vers le mécanisme de fixation 14 sont réalisés des logements coniques 23 recevant la tète de l'élément de fixation 21 et disposés suivant une circonférenee. La partie périphérique 19 prend appui sur un anneau 24 fixé sur des montants 25 installés dans le corps 17. Dans 1a surface de l'anneau 24 et dans celle des surfaces de la partie périphérique 19 qui est orientée vers ladite surface
de l'anneau, sont pratiquées des pistes annulaires identi-
ques 26 et 27, respectivement, pour des billes 28. Sous la partie centrale 18 du plateau 13 est fixé, coaxialement audit plateau, un aimant permanent annulaire 29, en face duquel et coaxialement auquel est fixé sur la cuve 5 un aimant permanent annulaire 30. Les aimants 29 et 30 sont orientés l'un vers l'autre par leurs pôles de noms contraires. En tant que matériau pour la charge 7 de pièces unitaires, afin d'éviter que le champ magnétique des aimants 29 et 30 n'agisse sur ladite charge, il convient de choisir un matériau amagnétique ou un matériau ayant de faibles propriétés magnétiques. Sur la surface de travail du plateau circulaire 13 est montré l'un des dispositifs
de base 31 pour la pièce à traiter.
La variante de réalisation de la table tournante montrée sur la figure 3, à la différence de la variante
montrée sur la figure 2, comprend un récipient supplémen-
taire 32 recevant la charge 7 de pièces unitaires. Le récipient 32 à une forme annulaire, est disposé sous la partie périphérique 19 du plateau circulaire 13 et est réuni rigidement, à l'aide de consoles o supports en
porte-à-faux 33, à l'armature 3 de l'électro-aimant 2.
Sur celle des surfaces de la partie périphérique 19 qui est orientée vers le récipient 32 sont disposées des pales radiales 34 pourvues d'un trou 12 et enfoncées dans la
masse de la charge 7 introduite dans le récipient 32.
Le convertisseur de mouvement oscillatoire en
mouvement rotatif fonctionne de la manière suivante.
A l'application de la tension au bobinage de l'électro-aimant 2, l'armature 3 effectue avec la cuve 5 des oscillations verticales spatiales qui sont transformées par les ressorts inclinés 6 en oscillations en spirale
(oscillations à composantes axiale et de torsion).
Grâce aux oscillations en spirale de la cuve 5,
la charge 7 commence à effectuer un mouvement circulaire.
Les pièces unitaires en mouvement de la charge 7 agissent sur les pales 11 et mettent en rotation la bride 10 avec l'arbre de sortie 9. La présence des trous 12 dans les pales 11 permet de compenser toute surpression éventuelle de la charge 7 sur les pales 11, ce qui contribue en fin
de compte à élever la fiabilité du convertisseur.
Lorsque l'alimentation en courant électrique est coupée, la charge 7 cesse de se mouvoir et freine la bride 10 avec l'arbre de sortie 9. L'arrêt de l'arbre 9 s'effectue pratiquement instantanément. La vitesse de rotation de l'arbre de sortie 9 est réglée facilement par
variation de l'amplitude des oscillations de la vibro-
commande (de la valeur de la tension appliquée au bobinage de l'électroaimant 2). La table tournante dans laquelle, en tant que mécanisme de rotation du plateau circulaire 13, est utilisé le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif conforme à l'invention, fonctionne de la façon
suivante.
A l'application du courant d'alimentation au bobinage de l'électro-aimant 2, la partie centrale 18 du plateau circulaire 13 est mise en rotation. Sous l'action des aimants 29 et 30, la partie centrale 18 est toujours serrée contre la partie périphérique 19 suivant la surface annulaire 20. Dans le cas o l'élément de fixation 21 se trouve en position inférieure ( les logements 23 étant alors libres), la partie centrale 18 en rotation, grâce aux forces d'adhérence par frottement suivant la surface 20, entratne avec elle la partie périphérique 19 en la mettant elle aussi en rotation. Dans le cas o l'élément de fixation 21 se trouve en position supérieure ( la tête dudit élément 21 étant alors engagée dans l'un des logements 23), la partie périphérique 19 se trouve bloquée et s'arrête, tandis que la partie centrale 18, en glissant suivant la surface d'adhérence 20,continue de tourner d'une manière continue. La périodicité des arrêts de la table tournante et leur durée sont commandées par application du courant d'alimentation à la commande électromagnétique 22 du
mécanisme 14 de fixation. La réalisation du plateau -
circulaire 13 en deux parties 18 et 19 reliées entre elles par les forces de friction est surtout avantageuse en cas
de coincement de la table dans l'une de ses positions.
Dans ce cas, la partie périphérique 19 coincée s'arrête, tandis que la partie centrale 18, en glissant par rapport à la partie périphérique, continue de tourner, ce qui
permet d'éviter toute rupture des éléments de la table.
La variante de réalisation de la table tournante illustrée sur la figure 3 est destinée à remplir des fonctions supplémentaires exigeant un grand moment de rotation du plateau circulaire 13, par exemple pour la commande d'interrupteurs terminaux, de tiroirs de distri- bition, etc. Cette table fonctionne d'une manière analogue à celle montrée sur la figure 2, avec la seule différence que l'interaction entre les pales 34 et la charge 7 en pièces unitaires dans le récipient 32 contribue à augmenter encore la valeur du moment de rotation du plateau circulaire 13. Lors de l'arrêt de la partie excentrique 19, les pales 34 s'arrêtent elles aussi, tandis que la charge 7 se
trouvant dans le récipient 32, en effectuant des oscilla-
tions en spirale,passe par les trous 12.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en
oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.
Claims (5)
1.- Convertisseur de mouvement oscillatoire en
mouvement rotatif, du type comprenant une source d'oscilla-
tions mécaniques, un arbre de sortie(,)etun moyen de transmission des mouvements oscillatoires de ladite source audit arbre de sortie, caractérisé en ce qu'en tant que source de mouvement oscillatoire, est utilisée une vibrocommande sur l'élément de sortie (3) de laquelle se forment des oscillations à composantes axiale et de torsion, ledit moyen de transmission du mouvement oscillatoire étant réalisé sous forme d'un récipient ou cuve 5 comprenant une
charge (7) en pièces unitaires, ladite cuve étant rigide-
ment solidaire de l'élément de sortie (3) de la vibro-
commande et disposée coaxialement audit arbre de sortie, dont sont rigidement solidaires des pales radiales (11)
enfoncées dans la masse de ladite charge.
2.- Convertisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans les pales (11) sont réalisées des ouvertures (12) de dimensions supérieures à la taille
des pièces unitaires précitées de ladite charge.
3.- Table tournante du type comprenant un plateau circulaire, un mécanisme pour sa rotation et un mécanisme pour sa fixation en position, caractérisée en ce qu'en tart que mécanisme de rotation est utilisé le convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement rotatif suivant l'une
des revendications 1 et 2, la fonction de l'arbre de sortie
dudit convertisseur étant remplie par un plateau circu-
laire 13.
4.- Table tournante suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la plateau circulaire (13) est constitué de deux parties, l'une centrale (18) sous laquelle est disposée la cuve (5), et l'autre périphérique (19) en contact avec ladite partie centrale (18) suivant une surface annulaire (23), le mécanisme de fixation en position du plateau circulaire (13) étant disposé de façon à pouvoir entrer en interaction avec la partie périphérique (19 dudit plateau circulaire, ladite table étant pourvue de deux aimants permanents cylindriques (29, 30) disposés coaxialement, orientés l'un vers l'autre par leurs pôles respectifs de noms contraires, et fixés rigidement, l'un, sur la partie centrale (18) du plateau circulaire (13),
et l'autre, sur la cuve (5).
5.- Table tournante suivant l'une des revendications
3 et 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un récipient supplémentaire annulaire (32) contenant une charge (7) en pièces unitaires, rigidement solidaire de l'élément de sortie (3) de la vibrocommande et disposée sous la partie périphérique (19) du plateau circulaire (13), celle des surfaces de cette dernièreqiiest oxientébis ledit récipient supplémentaire étant pourvue de pales radiales (34) enfoncées dans la masse de la charge (7) dudit récipient supplémentaire.
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