FR2558556A1

FR2558556A1 - Mechanical device for converting a constant-velocity circular movement into a periodic, variable-velocity circular movement.

Info

Publication number: FR2558556A1
Application number: FR8400965A
Authority: FR
Inventors: Jean-Luc Barbereau
Original assignee: MANUTENTION STOCKAGE CIE
Current assignee: MANUTENTION STOCKAGE CIE
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1985-07-26
Also published as: FR2558556B1

Abstract

The subject of the invention is a mechanical device for communicating a periodic-velocity circular movement to a second shaft 20 from a constant-velocity circular movement of a first shaft 10, characterised in that it comprises: - a first plate 12 which is free to rotate about a third shaft 25 and rotatably driven from the first shaft; - at least one pinion 13, free to rotate about a fourth fixed shaft 40 securely fastened to the said first plate 12 parallel to the said third shaft and arranged between the centre and the periphery of the said first plate, the said pinion being equipped with a crank 15 parallel to the said fourth shaft and arranged between the centre and the periphery of the said pinion and close to the working diameter of the said pinion, the said pinion meshing with a fixed toothed wheel 14, coaxial with the said first plate, the said crank 15 engaging in a radial slot 16 of a second plate 17 having as a shaft the said second shaft 20. Application to the movements of the fork of a transporter-stocking device.

Description

Dispositif mécanique de transformation d'un mouvement circulaire a vitesse constante en mouvement circulaire à vitesse variable périodiquement
La présente invention est relative à un dispositif mécanique de transformation d'un mouvement circulaire à vitesse constante en mouvement circulaire à vitesse variable périodiquement.Mechanical device for transforming a circular movement at constant speed into a circular movement at variable speed periodically
The present invention relates to a mechanical device for transforming a circular movement at constant speed into a circular movement at variable speed periodically.

La présente invention s'applique en particulier à des mouvements de course constante pour lesquelles il est souhaité une mise en mouvement à vitesse croissant progressivement ainsi qu'un arrêt à ralentissement progressif, donc sans à-coups ni au démarrage ni à l'arrêt. The present invention applies in particular to constant stroke movements for which it is desired to set in motion at gradually increasing speed as well as a stop with progressive deceleration, therefore without jerks either at start-up or at stop.

Ces impératifs s'appliquent à l'entratnement des fourches télescopiques d'un appareil de manutention, en particulier d'un transtockeur déposant et reprenant des charges dans des casiers de part et d'autre d'une allée de manutention. These requirements apply to the drive of the telescopic forks of a handling device, in particular of a stacker crane depositing and picking up loads in lockers on either side of a handling aisle.

Dans de tels appareils, le mouvement rectiligne des fourches supports de charge est généralement obtenu par transformation du mouvement rotatif d'un groupe moto-réducteur au moyen d'un ensemble pignon-cré mailler ou d'un système vis-écrou. In such devices, the rectilinear movement of the load support forks is generally obtained by transformation of the rotary movement of a geared motor group by means of a pinion-create mesh assembly or a screw-nut system.

Les caractéristiques du mouvement de la charge (accélération, vitesse, décélération) dépendent alors des caractéristiques du moteur et de son appareillage auxiliaire de commande. En général, le couple est important au démarrage et produit une forte accélération. The characteristics of the movement of the load (acceleration, speed, deceleration) then depend on the characteristics of the engine and its auxiliary control equipment. In general, the torque is high at start-up and produces a strong acceleration.

Si la charge à transporter est de poids élevé, son inertie est grande ; il existe un seuil de poids au-delà duquel la charge ne suit plus le mouvement des fourches du transtockeur. Le même inconvénient existe à l'arrêt du mouvement des fourches. If the load to be transported is heavy, its inertia is high; there is a weight threshold beyond which the load no longer follows the movement of the stacker cranes. The same drawback exists when the movement of the forks stops.

Si on utilise un moteur à faible vitesse, et corrélativement à accélération plus réduite, on évite les difficultés ci-dessus, mais alors les durées des opérations de manutention sont augmentées, ce qui nuit aux performances globales de l'appareil de manutention. If an engine is used at low speed, and correspondingly at reduced acceleration, the above difficulties are avoided, but then the durations of the handling operations are increased, which harms the overall performance of the handling device.

On peut envisager d'alimenter le moteur au moyen de courant continu à travers une alimentation à semi-conducteurs commandés, mais cette solution est d'un prix de revient élevé en raison de la complexité de l'asservissement, et peut manquer de fiabilité. It is conceivable to supply the motor by means of direct current through a supply of controlled semiconductors, but this solution is of a high cost price due to the complexity of the control, and may lack reliability.

Un but de l'invention est de réaliser un dispositif purement mécanique qui associé à un moteur tournant à vitesse normale génère un mouvement de rotation périodique d'un arbre, ctest-à-dire un mouvement avec passages périodiques par zéro de la valeur de la vitesse et de l'accélération. An object of the invention is to provide a purely mechanical device which associated with a motor running at normal speed generates a periodic rotational movement of a shaft, that is to say a movement with periodic passages by zero of the value of the speed and acceleration.

L'invention a pour objet un dispositif-mécanique pour communiquer un mouvement circulaire à vitesse périodique à un second arbre à partir d'un mouvement circulaire à vitesse constante d'un premier arbre, caractérisé en ce qu'il comprend - un premier plateau libre en rotation autour d'un troisième arbre et entraîné en rotation à partir du premier arbre, - au moins un pignon, libre en rotation autour d'un quatrième arbre fixe solidaire dudit premier plateau parallèle audit troisième arbre et disposé entre le centre et la périphérie dudit premier plateau, ledit pignon étant muni d'un maneton parallèle audit quatrième arbre et disposé entre le centre et la périphérie dudit pignon et proche du diamètre primitif dudit pignon, ledit pignon engrenant avec une roue dentée fixe, coaxiale audit premier plateau, ledit maneton s'engageant dans une lumière radiale d'un second plateau ayant pour arbre ledit second arbre. The subject of the invention is a mechanical device for communicating a circular movement at periodic speed to a second shaft from a circular movement at constant speed from a first shaft, characterized in that it comprises - a first free plate in rotation around a third shaft and driven in rotation from the first shaft, - at least one pinion, free in rotation around a fourth fixed shaft secured to said first plate parallel to said third shaft and disposed between the center and the periphery of said first plate, said pinion being provided with a crank pin parallel to said fourth shaft and disposed between the center and the periphery of said pinion and close to the pitch diameter of said pinion, said pinion meshing with a fixed toothed wheel, coaxial with said first plate, said pin engaging in a radial lumen of a second plate having as a tree said second tree.

Avantageusement, il comprend trois pignons disposés en triangle équilatéral, ledit second plateau comprenant trois lumières à 120 degrés l'une de l'autre. Advantageously, it comprises three pinions arranged in an equilateral triangle, said second plate comprising three lights at 120 degrees from one another.

L'invention concerne également un dispositif de manutention de charge comprenant des fourches télescopiques muni du dispositif mécanique précité. The invention also relates to a load handling device comprising telescopic forks provided with the aforementioned mechanical device.

L'invention sera bien comprise par la description ci-après d'un mode préféré de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique éclatée du dispositif qui illustre le principe de l'invention - la figure 2 est un diagramme représentant en fonction du temps l'angle de rotation de l'arbre de sortie du dispositif, sa vitesse et son accélération - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation industriel du dispositif de l'invention - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. The invention will be better understood from the following description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the appended drawing in which: - Figure 1 is an exploded schematic view of the device which illustrates the principle of invention - FIG. 2 is a diagram representing as a function of time the angle of rotation of the output shaft of the device, its speed and its acceleration - FIG. 3 is a view in axial section of an industrial embodiment of the device of the invention - Figure 4 is a sectional view along line IV-IV of Figure 3.

Dans la figure 1, la référence 10 représente un premier arbre animé d'un mouvement de rotation à vitesse constante, tandis que la référence 20 désigne un second arbre qu'on souhaite animer d'un mouvement à vitesse périodique. In FIG. 1, the reference 10 represents a first shaft driven by a rotation movement at constant speed, while the reference 20 designates a second shaft which it is desired to drive with a movement at periodic speed.

Pour cela, on utilise un pignon 11 calé sur l'arbre 10 et entrai- nant un plateau denté 12 libre en rotation autour d'un arbre 25, dans le prolongement de l'arbre 20. For this, use is made of a pinion 11 wedged on the shaft 10 and driving a toothed plate 12 free to rotate around a shaft 25, in the extension of the shaft 20.

Le plateau porte, disposé parallèlement à l'arbre 25, au moins un arbre 40 portant un pignon fou 13. The plate carries, arranged parallel to the shaft 25, at least one shaft 40 carrying an idler gear 13.

Pour des raisons de répartition symétrique des efforts, le plateau 12 porte de préférence trois arbres 40 disposés selon un triangle équilatéral et portant des pignons 13 d'égal diamètre. For reasons of symmetrical distribution of forces, the plate 12 preferably carries three shafts 40 arranged in an equilateral triangle and carrying pinions 13 of equal diameter.

Les pignons 13 engrènent avec un pignon fixe 14 dont l'axe est confondu avec la ligne d'arbres 20-25. The pinions 13 mesh with a fixed pinion 14 whose axis coincides with the line of shafts 20-25.

Chaque pignon 13 porte un maneton 15 dont l'axe est proche de l'axe primitif du pignon 13 coopérant avec une lumière 16 d'un plateau 17 centré et calé sur l'arbre 20. Each pinion 13 carries a crank pin 15 whose axis is close to the original axis of the pinion 13 cooperating with a slot 16 in a plate 17 centered and wedged on the shaft 20.

On montre que si le plateau 12 est animé d'un mouvement angulaire à vitesse constante tJ , l'arbre 20 est alors animé d'un mouvement angu- laire : a(t) = tat t - Arctg

avec R1 rayon du pignon 14
R2 rayon des pignons 13
Les diagrammes de la figure 2 représentent, en fonction du temps, les allures de l'angle a de rotation de l'arbre 20, de sa vitesse a' et de son accélération a". On voit que vitesse et accélération sont périodiques de période égale à
2 R R2
Lc ' R1
Les figures 3 et 4 montrent un exemple de réalisation industrielle d'un dispositif selon l'invention. We show that if the plate 12 is animated by an angular movement at constant speed tJ, the shaft 20 is then animated by an angular movement: a (t) = tat t - Arctg

with R1 radius of the pinion 14
R2 pinion radius 13
The diagrams of FIG. 2 represent, as a function of time, the paces of the angle a of rotation of the shaft 20, of its speed a 'and of its acceleration a ". It can be seen that speed and acceleration are periodical periodically equal to
2 R R2
Lc 'R1
Figures 3 and 4 show an industrial embodiment of a device according to the invention.

Un bâti cylindrique 1 contient les divers éléments du dispositif, à savoir : le plateau denté 12 attaqué par le pignon 11 de l'arbre 10, les pignons 13 d'axes 40 fixés au plateau 12, et engrenant sur le pignon fixe 14, les manetons 15 comprenant un arbre 15A et un galet 15B et le second plateau 17 solidaire de l'arbre de-sortie 20 du dispositif, maintenu dans un palier 20A. A cylindrical frame 1 contains the various elements of the device, namely: the toothed plate 12 attacked by the pinion 11 of the shaft 10, the pinions 13 with axes 40 fixed to the plate 12, and meshing on the fixed pinion 14, the crank pins 15 comprising a shaft 15A and a roller 15B and the second plate 17 secured to the output shaft 20 of the device, held in a bearing 20A.

Les lumières 16 du disque 17 sont constituées par trois équerres 26, 27, 28 sur lesquelles s'appuient des cales triangulaires telles que 29, 30 munies de trous de fixation oblongs 29A, 30A permettant un réglage aisé de la largeur des lumières. The openings 16 of the disc 17 consist of three brackets 26, 27, 28 on which triangular wedges such as 29, 30 are supported, provided with oblong fixing holes 29A, 30A allowing easy adjustment of the width of the openings.

Dans une application du dispositif au mouvement des fourches d'un transtockeur, le mouvement de rotation de l'arbre 20 est transformé, de manière connue, en mouvement de translation des fourches. In an application of the device to the movement of the forks of a stacker crane, the rotational movement of the shaft 20 is transformed, in known manner, into the translational movement of the forks.

On peut choisir les dimensions des divers composants du dispositif pour qu'une rotation de l'arbre 20, pendant une période telle que définie plus haut, entrain un mouvement des fourches correspondant soit à la course désirée, soit à un sous-multiple de celle-ci. The dimensions of the various components of the device can be chosen so that a rotation of the shaft 20, for a period as defined above, results in a movement of the forks corresponding either to the desired stroke, or to a submultiple of that -this.

On peut prévoir des capteurs tels que 35 (optiques, magnétiques, inductifs, etc...) placés de préférence sur le plateau 12, pour provoquer l'arrêt du mouvement avec précision aux passages par zéro de la vitesse de rotation de l'arbre 40. It is possible to provide sensors such as 35 (optical, magnetic, inductive, etc.) preferably placed on the plate 12, to cause the movement to stop precisely with zero crossings of the speed of rotation of the shaft. 40.

Le dispositif présente les avantages recherchés : - les caractéristiques du mouvement sont indépendantes de la masse de la charge - la charge est stable sur les fourches en raison des variations progressives de la vitesse et de l'accélération - on peut obtenir un temps de cycle optimum grâce à une succession de phases d'accélération et de décélération sans maintien de vitesse constante - l'asservissement électrique est simplifié - l'arrêt est obtenu avec précision de la position grâce aux passages par zéro de la vitesse. The device has the desired advantages: - the characteristics of the movement are independent of the mass of the load - the load is stable on the forks due to gradual variations in speed and acceleration - an optimum cycle time can be obtained thanks to a succession of acceleration and deceleration phases without constant speed maintenance - the electrical control is simplified - the stop is obtained with precision of the position thanks to the zero crossings of the speed.

Claims

1 / Mechanical device for communicating a circular movement at periodic speed to a second shaft (20) from a circular movement at constant speed from a first shaft (10), characterized in that it comprises - a first plate ( 12) free to rotate around a third shaft (25) and driven in rotation from the first shaft, - at least one pinion (13), free to rotate around a fourth fixed shaft (40) integral with said first plate (12) parallel to said third shaft and arranged between the center and the periphery of said first plate, said pinion being provided with a crank pin (15) parallel to said fourth shaft and arranged between the center and the periphery of said pinion and close to the pitch diameter of said pinion, said pinion meshing with a fixed toothed wheel (14), coaxial with said first plate, said pin (15) engaging in a radial lumen (16) of a second plate (17) having said second shaft (20) ).

2 / Device according to claim 1, characterized in that it comprises three pinions (13) arranged in an equilateral triangle, said second plate (17) comprising three light (16) at 120 degrees from one another.

3 / Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the lights are constituted by triangular shims (29, 30) provided with oblong fixing holes (29A, 30A) resting on brackets (26, 27, 28).

4 / Load handling device of the type comprising telescopic forks actuated from an electric motor by means of transformation of the rotational movement of the motor into translational movement of the forks characterized in that a mechanical device according to one of the preceding claims is inserted between the motor shaft and said transformation means.