FR2751949A1 - Convoyeur a mouvement lineaire differentiel bidirectionnel - Google Patents

Abstract

Convoyeur à mouvement différentiel (20) comprenant un bac (23) et un entraînement de convoyeur (30), l'entraînement de convoyeur comprenant un ensemble d'embrayage/frein (116), qui est sélectivement activé pour déplacer le bac à une première vitesse (s1 ) dans une première direction, et sélectivement désactivé lors du déplacement du bac à une deuxième vitesse (s2 ) dans une direction opposée. Il est en outre mis à disposition un procédé pour convoyer un matériau, qui consiste à détecter une position d'un bac (23), à activer un ensemble d'embrayage/frein (116) lorsque le bac est dans une première position pour déplacer le bac à une première vitesse (s1 ) dans une première direction, et à désactiver l'ensemble d'embrayage/frein lorsque le bac est dans une deuxième position pour déplacer le bac à une deuxième vitesse (s2 ) plus grande dans une deuxième direction opposée à la première direction.

Description

La présente invention concerne un équipement pour convoyer un matériau en

vrac, et plus particulièrement

des convoyeurs à mouvement différentiel.

Les convoyeurs à mouvement différentiel peuvent être utilisés pour convoyer un matériau en vrac tel que de la nourriture en libre service et analogue. A la différence des convoyeurs vibratoires dans lesquels les forces nécessaires pour convoyer le matériau ont des composantes horizontale et verticale, les forces pour les convoyeurs à mouvement différentiel ne s'appliquent que dans la direction horizontale. C'est pour cette raison que cette classe de convoyeurs est souvent désignée sous l'expression de convoyeurs à mouvement horizontal. On s'aperçoit en général que les convoyeurs à mouvement différentiel distribuent le matériau d'une façon plus ménagée et avec moins d'accumulation que les convoyeurs vibratoires. Si l'on se réfère à la Figure 1, on voit représentée une courbe du déplacement en fonction du temps pour un convoyeur à mouvement différentiel. Dans un convoyeur à mouvement différentiel, la surface de convoyage est déplacée horizontalement à partir d'un point de déplacement négatif 10 vers un point de déplacement positif 12 à une certaine vitesse et revient du point 12 au point 10 à une vitesse plus grande. Des particules sur 1a- auirfce de convoyage ne sont soumises qu'à la force normale due à la gravité et au coefficient de frottement entre les particules et la surface de convoyage. Comme le tempnécessaire pour aller du point 10 au point 12 est plus long que celui pour aller du point 12 au point 10, il y a un mouvement net des particules dans la direction

à vitesse lente.

Les convoyeurs à mouvement différentiel de la technique antérieure peuvent par exemple utiliser un dispositif d'excitation linéaire à quatre arbres dans lequel deux jeux différents de poids contrarotatifs créent un mécanisme qui produit une force linéaire plus importante dans une direction que dans l'autre. Des compagnies telles que Triple S Dynamics, FEC et General Kinematics, par exemple, proposent des dispositifs d'excitation linéaires à quatre arbres. Toutefois, un dispositif d'excitation à quatre arbres peut être volumineux et relativement coûteux, et il peut être

difficile d'isoler la structure de support du mouvement.

En outre, les dispositifs d'excitation linéaires à quatre

arbres peuvent nécessiter un entretien plus important.

Un autre dispositif de la technique antérieure, décrit dans le brevet US N 5 351 807 à Svejkovsky, incorporé ici à titre de référence, utilise un axe écarté par un joint universel afin d'engendrer un mouvement différentiel. Toutefois, cette construction peut avoir une dimension limitée et utilise un amortisseur sous la forme d'un frein hydraulique pour éliminer le jeu de

charge d'inertie aux points de transition de la vitesse.

Le brevet US N 3 253 700, incorporé ici à titre de référence, décrit en outre un convoyeur à mouvement différentiel utilisant des engrenages elliptiques pour procurer un mouvement différentiel. Toutefois, cette construction peut nécessiter un amortisseur pour éliminer le jeu provoqué par les charges d'inertie quand la course du convoyeur change de vitesse et de direction. Le jeu non seulement génère un bruit indésirable, mais également endommage les dents d'engrenages quand elles viennent en contact en raison de cette vibration. En outre, l'huile, nécessitée par les engrenages pour leur lubrification, et le fluide hydraulique, si un amortisseur à frein hydraulique est utilisé, sont indésirables dans un environnement de traitement de la nourriture, du point de

vue sanitaire, au cas o se produirait une fuite.

Une simulation dynamique montre que, aux vitesses auxquelles l'équipement fonctionne normalement, il se produit un glissement entre les particules et la surface

de convoyage, dans les deux directions du déplacement.

Quelle que soit la vitesse moyenne du convoyeur, le débit d'alimentation est d'autant meilleur à cette vitesse que le déplacement est important. Le glissement est aussi affecté par le coefficient de frottement entre les particules et la surface de convoyage et, en résultat, certains matériaux peuvent être mieux distribués que d'autres. Toutefois, le coefficient de frottement n'a généralement pas une grande influence sur le débit d'alimentation. Par conséquent, la vitesse et la course peuvent affecter le débit d'alimentation du convoyeur. Il est souhaitable d'optimiser la combinaison de vitesse et de course pour un convoyeur à mouvement différentiel de façon que le convoyeur puisse convoyer un matériau d'une

manière plus efficace.

Certaines applications pour des convoyeurs peuvent aussi nécessiter l'aptitude à pouvoir changer la direction dans laquelle est distribué le matériau. Bien que certains fabricants proposent des équipements capables de distribuer le matériau en marche avant ou en marche arrière, l'équipement nécessite habituellement que l'opérateur déplace physiquement un mécanisme ou bien peut nécessiter une plus grande complexité du mécanisme d'entraînement, augmentant le coût du mécanisme d'entraînement. Il est par conséquent souhaitable d'avoir un convoyeur qui soit capable de pouvoir facilement changer la direction dans laquelle est distribué le

matériau.

Il est mis à disposition un convoyeur à mouvement différentiel comprenant un bac et un entraînement de convoyeur. L'entraînement de convoyeur comprend un ensemble embrayage/frein qui est sélectivement activé pour le déplacement du bac à une première vitesse dans une première direction, et sélectivement désactivé lors du déplacement du bac à une deuxième vitesse dans une

direction opposée.

Il est aussi mis à disposition un convoyeur à mouvement différentiel comprenant un bac, un détecteur pour détecter une position du bac, un entraînement de convoyeur comprenant un ensemble embrayage/frein, et un dispositif de commande, dans lequel le dispositif de commande active l'ensemble embrayage/frein pour le déplacement du bac à une première vitesse dans une première direction et désactive l'ensemble embrayage/frein pour le déplacement du bac à une deuxième

vitesse plus grande dans une direction opposée.

Il est en outre mis à disposition un procédé pour convoyer un matériau, qui consiste à détecter une position d'un bac, à activer un ensemble embrayage/frein quand le bac est dans une première position pour le déplacement du bac à une première vitesse dans une première direction, et à désactiver un ensemble embrayage/frein quand le bac est dans une deuxième position pour le déplacement du bac à une deuxième vitesse plus grande dans une deuxième direction opposée à

la première direction.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui suit et des dessins annexés, dans

lesquels._ la Figure 1 est une courbe du déplacement en fonction du temps pour un convoyeur à mouvement différentiel; la Figure 2 est une vue schématique du convoyeur à mouvement différentiel de la présente invention; la Figure 3 est une vue de dessus de l'entraînement de convoyeur de la Figure 2; et la Figure 4 est une représentation schématique des relations commandant la fréquence naturelle du convoyeur

à mouvement différentiel.

Si l'on se réfère à la Figure 2, on voit une vue schématique du convoyeur à mouvement différentiel 20 de la présente invention. La structure de bac 22 comprenant un bac 23 est supportée par un système de ressorts 24. Le système de ressorts 24 peut comprendre des ressorts à lames montés en position verticale entre un étrier de montage de ressorts de bacs 26 et l'étrier de montage de ressorts de structure de support 28, comme cela est normalement utilisé dans l'industrie. Les ressorts à lames peuvent être en acier ou en matière plastique

renforcée, par exemple de fibres de verre ou de graphite.

D'une autre façon, les ressorts 24 peuvent être des ressorts à boudin ou des ressorts élastomères tels que des ressorts en polyisoprène. En plus du bac 23, la structure de bac 22 comprend les étriers de montage de ressorts 28. La structure de bac 22 comprend en outre tous les éléments de structure qui s'ajoutent au poids total du convoyeur, tels que les nervures de raidissement, les étriers de couplage d'entraînement et les éléments de renfort, non représentés, comme on le

sait dans l'industrie.

L'entraînement de convoyeur 30 est connecté au bac 23 au point 32 sur la manivelle excentrique 34 par l'intermédiaire d'un -bras de manivelle 36 au travers de l'étrier de montage de bac 38. Un contrepoids 40, qui est dimensionné de façon à équilibrer les forces d'inertie horizontales du bac 23 en déplacement, est fixé à un deuxième bras de manivelle 42 et à la manivelle excentrique 34 par l'utilisation d'un étrier de montage de contrepoids 44. Le deuxième bras de manivelle 42 est de préférence décalé de 180 degrés par rapport au premier bras de manivelle 36. Le contrepoids 40 peut être connecté à une structure de support 46 par des ressorts 48 montés entre des étriers de montage de ressorts de structure de support 50 et les étriers de montage de ressorts de contrepoids 52, comme cela est normalement effectué dans l'industrie. Le bras de manivelle de contrepoids 42 peut être connecté au point 54 sur la manivelle excentrique 34, qui peut être éloigné de 180 degrés du point 32. Ceci permet au contrepoids 40 de se déplacer avec un décalage de 180 degrés par rapport au mouvement du bac. En résultat, les forces horizontales

peuvent être équilibrés aux fins d'isolation.

Un détecteur ou transducteur 56 peut être connecté aux ressorts 24. D'une autre façon, le détecteur ou transducteur 56 peut être connecté à la structure de bac 22, ce qui n'est pas représenté. La tension de sortie du transducteur 56 est connectée au dispositif de commande 58 au moyen de deux fils 57 et 59. Le transducteur 56 délivre en sortie une tension ayant une valeur proportionnelle au déplacement du bac 23 et une polarité définissant sa direction de déflexion et, par conséquent, la direction d'alimentation du convoyeur 20. De préférence, le transducteur 56 est fabriqué à partir d'un film en matière plastique piézo-électrique. Quand on utilise un transducteur piézo-électrique, lorsque le ressort 24 est défléchi dans une direction, une tension positive est produite, et, lorsqu'il est défléchi dans

une-lirection oppoêe---une tension négative est produite.

Le transducteur 56 peut- être par exemple un transducteur de l'une des références LDT1-028K, LDT2-028K, LDT3-028K ou LDT4-D28K, fabriquées par Atochem Sensors Inc. Lorsque par exemple la taille du convoyeur 20 est petite et l'espace disponible pour monter le transducteur 56 est limitée, alors on peut utiliser la référence LDT1-028K de

Atochem Sensors.

La sortie du transducteur 56 peut être connectée à un dispositif de commande 58. Le dispositif de commande 58 peut être par exemple un dispositif de commande UMC1, CMC1l ou CMC2, fabriqué par FMC Corporation, qui est la présente demanderesse. De préférence, le dispositif de commande 58 utilise un microcontrôleur 59 tel qu'un microcontrôleur Motorola 68HCll. La sortie du transducteur 56 peut être connectée à l'un des convertisseurs A/N sur le microcontrôleur 59 68HC11 de Motorola. En outre, la sortie du transducteur 56 peut être, de façon appropriée, conditionnée de façon à produire un signal de 0 à 5 volts représentatif de la sortie du signal de tension positive et négative du transducteur, et peut être égalisée avant d'entrer dans le convertisseur A/N du microcontrôleur 59 88HC11 de Motorola. Le dispositif de commande 58 comprend aussi un potentiomètre 60. Le potentiomètre 60 peut être connecté à une autre entrée A/N du microcontrôleur 59 68HC11 de Motorola et sert de point de réglage pour commander électroniquement la course entre une valeur minimale et une valeur maximale. Comme cela sera décrit, le microcontrôleur 59 compare le point de réglage du potentiomètre 60 à l'entrée fournie par le transducteur 56. Si l'on se réfère à la Figure 3, on voit une vue de

dessus de l'entraînement de convoyeur 30 de la Figure 2.

L'entrainement de convoyeur 30 comprend un moteur à engrenage 100 ayant un arbre de sortie 102, un arbre d'entrainement 104 et des moyens de transmission à courroie 106 connectant l'arbre de sortie 102 à l'arbre -d'entraînement 104. Les moyens de transmission à courroie 106 peuvent par exemple comprendre une première poulie 108 disposée autour de l'arbre de sortie 102, une deuxième poulie 110 disposée autour de l'arbre d'entraînement 104, et une courroie d'entraînement 112 disposée autour de la première poulie 108 et de la deuxième poulie 110. Les lignes 66 et 68 partant du dispositif de commande 58 représentent des fils conducteurs de sortie au moteur 100 de façon que le dispositif de commande 58 puisse mettre le moteur 100 en service ou hors service quand cela est souhaité. Le

moteur 100 peut être un moteur à engrenage monophasé.

D'une autre façon, on peut utiliser un moteur à engrenage triphasé. L'entraînement de convoyeur 30 comprend en outre un arbre de transmission 114 et un ensemble d'embrayage/frein 116. L'arbre d'entraînement 104 peut être connecté à l'arbre de transmission 114 par l'intermédiaire de l'ensemble d'embrayage/frein 116. En d'autres termes, lorsque-l'ensemble d'embrayage/frein 116 est en prise, l'arbre d'entraînement 104 est couplé à l'arbre de transmission 114. Ceci fait tourner l'arbre de transmission 114 avec l'arbre d'entraînement 104. De préférence, l'arbre de transmission 114 est percé de façon à s'assujettir de manière coaxiale au-dessus de l'arbre d'entraînement 104 avec un grand espace, de façon que l'arbre de transmission 114 soit également libre de

tourner de façon douce.

L'arbre d'entraînement 104 peut être supporté par des paliers 118 et 120. En outre, l'arbre de transmission 114 peut être supporté par des paliers 122 et 124. Les paliers 118, 120, 122 et 124 peut par exemple être des paliers à rouleaux sphériques PE-U220N montés dans des supports de paliers fabriquées par PTC Components Inc., Indianapolis, Indiana. De plus, la manivelle excentrique 34 comprend des paliers excentriques 126 et 128. Les paliers excentriques 126 et 128 sont montés sur l'arbre de transmission 114 et sont fixés aux bras de manivelle 36 et 42. Les paliers excentriques 126 et 128 peuvent par exemple être des unités de cartouches à brides pour paliers à rouleaux sphériques FCB22440H fabriquées par PTC Components Inc. Les unités de cartouches à brides pour paliers à rouleaux sphériques FCB22440H peuvent être assujetties au- dessus d'excentricités qui peuvent être usinées sur l'arbre de transmission 114, comme cela est normalement réalisé dans l'industrie. Ceci entraîne le bac 23 et le contrepoids 40, les faisant se déplacer

respectivement quand l'arbre de transmission 114 tourne.

L'ensemble d'embrayage/frein 116 peut être un dispositif d'embrayage/frein hydraulique à viscosité réglable et est de préférence un dispositif hydraulique magnétorhéologique. De préférence, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est un dispositif hydraulique magnétorhéologique MRB-1000 fabriqué par Lord Corporation, Erie, Pennsylvanie. D'une autre façon, l'ensemble d'embrayage/frein 116 peut être réalisé conformément au brevet US N 5 492 312 au nom de Lord

Corporation et incorporé ici à titre de référence.

L'ensemble d'embrayage/frein 116 peut avoir un couple de l'ordre de 200 N.m (150 pieds-livres). L'ensemble d'embrayage/frein comprend un ensemble de bagues collectrices 130 qui recueille l'énergie de commande pour mettre l'accouplement en prise. Des fils conducteurs 70 et 72 sont connectés à un enroulement de commande, non représentés, disposé dans l'ensemble d'embrayage/frein 116, et se terminent sur les bagues collectrices 130, permettant la rotation de l'ensemble d'embrayage/frein 116 avec l'arbre d'entraînement 104. Des brosses, non repréeent&ee, au contact des bagues collectrices 130, connectent l'enroulement de commande au dispositif de --commande 56 au moyen de fils conducteurs 62 et 64. Quand

-- 10

on utilise le dispositif hydraulique magnétorhéologique MRB-1000 de Lord Corporation, l'énergie de commande est à un maximum de 3 A à 12 V pour développer le couple de

l'ordre de 200 N.m (150 pieds-livres).

Il est souhaitable d'optimiser la vitesse et la course de façon que les particules disposées sur le bac 23 puissent être convoyées efficacement. Si l'on revient à la Figure 1, on voit tavg, qui est la durée du cycle de convoyeur totale moyenne. La durée du cycle moyenne tavg peut être approchée par l'équation suivante: tavg = (t1 + t2)/2 dans laquelle le terme t1 représente la durée de la partie lente du cycle du convoyeur et le terme t2 représente la durée de la partie rapide du cycle du convoyeur. En outre, la relation entre t1 et t2 peut être approchée par la relation suivante: t1 = Rt2 dans laquelle R représente le rapport entre la partie lente du cycle du convoyeur et la partie rapide du cycle du convoyeur. En résultat, les valeurs pour t1 et t2 peuvent être approchées par les équations suivantes: t1 = 2tavgR/(l+R), et t2 = 2tavg/(l+R) Comme tavg, t1 et t2 sont définis comme étant une période de temps par cycle, et comme la vitesse peut être définie en termes de cycles par période de temps, la vitesse équivalente pour chacun de tavg, t1 et t2 est simplement l'inverse de ces valeurs. En d'autres termes, la vitesse moyenne savg, la vitesse faible équivalente s1 et la vitesse élevée équivalente s2 sont en relation respectivement avec tavg, t1 et t2, de la façon sulvante: Savg = l/tavg si = 1/t1, et

S2 = 1/t2.

il En résultat, s1 = Savg(l+R)/2R, et s2 = Savg(l+R)/2 Dans un mode de réalisation préféré, le facteur R vaut 2,43 et tavg vaut 0,286 seconde (c'est-à-dire 0,286 seconde par cycle), t1 vaut environ 0,405 seconde et t2 vaut environ 0,167 seconde. On sélectionne la valeur de R en effectuant des simulations pour obtenir la différence

de vitesse optimale pour le débit d'alimentation maximal.

Une valeur de R de 2,43 peut s'appliquer à tous les dispositifs d'excitation linéaires à deux arbres. En résultat, savg vaut environ 210 cpm, si vaut environ 148 cpm et s2 vaut environ 360 cpm. Comme les équations indiquées ci-dessus donnent la relation entre les composantes de vitesse du déplacement du convoyeur (c'est-à- dire la course), alors on peut optimiser la vitesse et la course en faisant fonctionner le convoyeur

à la vitesse donnée par ces équations.

La partie lente de la course de convoyage est engendrée par l'utilisation du moteur à engrenage 100. La vitesse du moteur à engrenage 100 peut être définie par la valeur si, et, dans le cas du mode de réalisation indiqué ci-dessus, vaut 148 cpm. En d'autres termes, on peut obtenir une approximation de la valeur s1 par la vitesse du moteur à engrenage 100. Si l'on se réfère aussi à la Figure 4, la partie rapide de la course est générée par un système de ressorts-masse 132 formé à partir de la structure de bac 22, et les ressorts 24 étant connectés entre la structure de bac 22 et la

structure de support de convoyeur 48.

De préférence, le système de ressorts-masse 132 est configuré de façon à avoir une fréquence naturelle No proche de la vitesse souhaitée définie par s2, qui est d'environ 360 cpm dans l'exemple illustré. La relation pour la fréquence naturelle No est approchée par l'équation suivante: No = (M/K)1/2 dans laquelle M est la masse de la structure de bac 22 et K est la constante de rappel des ressorts 24. Le système de ressorts-masse 132 peut être mis à une vitesse souhaitée par ajout ou retrait de ressorts d'épaisseurs variables, afin d'ajuster la constante de rappel K, par ajout ou retrait de poids de réglage à la structure de bac 22, par modification de la masse du bac M, ou par une combinaison de tout ce qui précède. En résultat, la valeur pour s2 peut être approchée par la

fréquence naturelle No du système de ressorts-masse 132.

Le transducteur 56 contrôle la position du bac 23 à tous moments et envoie cette entrée au dispositif de commande 58 pour mettre en prise ou débrayer l'ensemble d'embrayage/frein 116 au moment approprié du cycle. De façon spécifique, le transducteur 56 détecte la position du bac 23 et envoie l'information, par l'intermédiaire de lignes 57 et 59, au microcontrôleur 59 renfermé dans le dispositif de commande 58. Le potentiomètre 80 fournit au microcontrôleur 59 des points de référence correspondant aux positions indiquant les déplacements positif et

négatif du bac 23.

Le point de référence est une référence qu'utilise le dispositif de commande 58 pour déterminer la course du bac de convoyeur 23. La valeur du point de référence peut être ajustée de façon à représenter la course de fonctionnement en n'importe quel endroit sur toute la course du convoyeur. La sortie du transducteur 58, qui représente la course de bac réelle, est comparée, par le microcontrôleur 59, à la valeur du point de référence donée au microcontrôleur par le potentiomètre 60. Une résistance variable donnée par le potentiomètre 60 représente l'intervalle de course, allant d'une course minimale (résistance nulle) à une course maximale (résistance maximale). L'ensemble d'embrayage/frein 116 est actionné de façon à ajuster la course du convoyeur pour l'amener en accord avec celle du point de référence, dans le cas o elles sont différentes. Le point de réglage est ajusté par l'opérateur pour obtenir une course de bac souhaitée. En d'autres termes, une fois que le transducteur 56 détecte que le convoyeur est dans la position de course établie par le réglage du potentiomètre 60, le dispositif de commande 58 met en prise l'ensemble d'embrayage/frein 116 dans une direction, ou bien remet en prise l'ensemble

d'embrayage/frein dans la direction opposée.

Lorsque le bac 23 est en un endroit correspondant au point de référence pour le déplacement positif maximal, le microcontrôleur 59 envoie un signal par l'intermédiaire de la ligne 62 pour désactiver l'ensemble d'embrayage/frein 116. Lorsque le bac 23 est en un endroit correspondant au point de référence pour le déplacement négatif maximal, le microcontrôleur 59 envoie un signal par l'intermédiaire de la ligne 62 pour activer

l'ensemble d'embrayage/frein 116. Comme indiqué ci-

dessus, les déplacements maximaux positif et négatif sont

déterminés par le potentiomètre 60.

Lorsque le convoyeur 20 est au repos, l'arbre de manivelle 36 peut par exemple être en une position 135 par rapport à la manivelle excentrique 34. Lors du démarrage, l'ensemble d'embrayage/frein est mis en prise et la manivelle excentrique 34 fait tourner le bras de manivelle 36 dans le sens des aiguilles d'une montre, comme l'indique la flèche 134, vers la position 136. De façon spécifique, le moteur 100 entraîne l'arbre de transmission 114 qui est connecté au bac 23 par le bras de manivelle excentrique 36 lorsque l'ensemble d'embrayage/frein 116 est en prise. A cette position 136, le convoyeur 20 est à la course maximale. Comme la vitesse de l'arbre de sortie dans l'exemple proposé est de 148 cpm et comme l'ensemble d'embrayage/frein 116 est en prise, la manivelle excentrique 34 fait tourner le bras de manivelle 36 vers la position 136 à la vitesse

maximale si du moteur 100, ou à 148 cpm.

A la position 136, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est débrayé et le système de ressorts-masse 132 ramène bras de manivelle 36 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, à peu près à la position 138 par rapport à la manivelle excentrique 34, à la vitesse élevée ou 2 Comme indiqué ci-dessus, de préférence, s2 est équivalente ou à peu près équivalente à la fréquence naturelle No. La vitesse élevée de l'exemple présenté est de 360 cpm. De préférence, les positions 136 et 138 sont situées chacune à 90 degrés de la position 135 quand le

potentiomètre 90 est établi à la course maximale (c'est-

à-dire le réglage maximal). A la position 138, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est remis en prise et le bac passe une fois de plus la position 32 vers la position 136 et

le cycle est répété quand le bac 23 oscille en va-et-

vient. L'ensemble d'embrayage/frein 116 n'est mis en prise que pour la partie lente du cycle de course o le bac 23 se déplace entre un déplacement négatif maximal 10 et un déplacement positif maximal 12. La période de temps pour laquelle l'ensemble d'embrayage/frein 116 est en prise

est définie comme étant tl/2.

Quand le bac 23 est entraîné dans la direction définie par la rotation du moteur 100, il défléchit les ressorts 24. A la déflexion maximale définie par l'excentricité de la manivelle excentrique 34 et en considéraitt-l'intervalle de temps défini par tavg, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est débrayé, permettant à l'énergie stockée dans les ressorts 24 de ramener le bac à sa position d'origine. La période de temps pour laquelle l'ensemble d'embrayage/frein 116 est débrayé est définie comme étant t2/2. Quand le bac 23 s'approche de la position d'origine, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est de nouveau mis en prise, ralentissant le bac 23 jusqu'à l'arrêt et inversant la direction pour répéter le

cycle du convoyeur.

En bref, au cours du démarrage initial, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est mis en prise de la position 136 à la position 136. Ainsi, le bac 23 se déplace à une vitesse avant s1. A la position 136, l'ensemble d'embrayage/frein est débrayé de la position 136 à la position 138 en passant par la position 135. En résultat, le bac 23 se déplace à une vitesse arrière s2. A la position 138, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est remis en prise et reste en prise jusqu'à la position 136 en passant par la position 135. Le bac 23 se déplace maintenant à la vitesse avant s1. Le processus de mise en prise de l'ensemble d'embrayage/frein 116 à la position 138 et de débrayage de l'ensemble d'embrayage/frein 116 à la position 136 se poursuit tant que le convoyeur 20 est

en marche.

Quand, par exemple, le potentiomètre 60 est réglé au réglage maximal, les positions 136 et 138 seront à 90 degrés de la position 135. Quand le potentiomètre 60 est à 50 % du réglage maximal, les positions 136 et 138 seront chacune à 45 degrés de la position 135, au lieu des 90 degrés par rapport à la position 135 lors du réglage maximal. En d'autres termes, l'ensemble d'embrayage/frein 116 sera en prise entre -45 degrés par rapport à la position 136 et +45 degrés par rapport à la position 135. L'ensemble d'embrayage/frein 116 sera débrayé entre + 45 degrés par rapport à la position 136 et -45 degrés par rapport à la position 135. De façon similaire, quand le potentiomètre 60 est à 25 % du réglage maximal, les positions 136 et 138 seront chacune

à 22,5 degrés de la position 135.

L'excentricité du bras de manivelle 36 peut par exemple être légèrement supérieure à 2,54 cm (1 pouce) en longueur, et par conséquent la course totale peut être d'environ 5,1 cm (2 pouces). L'excentricité peut être ajustée de façon à représenter un peu plus de la moitié de la course totale, pour permettre un glissement quelconque de l'ensemble d'embrayage/frein 116. Comme la course réelle du bac peut être déterminée par la combinaison du signal de rétroaction 57, 59 envoyé par le transducteur 58 et le dispositif de commande 58, la course de fonctionnement maximale peut être quelque peu inférieure à celledéterminée par la quantité d'excentricité sur l'arbre d'entraînement. Une charge sur le bac 23, par exemple, peut provoquer l'apparition d'un glissement (déphasage) entre l'arbre entraîné et l'arbre de sortie. Ce glissement pourrait être compensé si l'excentricité était quelque peu supérieure à la course

théorique maximale.

Pour inverser la direction d'alimentation, on peut disposer un interrupteur 140 sur le dispositif de commande 58. En d'autres termes, l'interrupteur peut être mis sur la position avant ou sur la position arrière. La position du commutateur 140 peut être détectée par le logiciel du microcontrôleur 59. Si, par exemple, le commutateur 140 est sur marche, la direction d'alimentation souhaitée est la direction de rotation de la manivelle excentrique 34 (c'est-à-dire la direction avant). Si l'interrupteur est sur arrêt, alors la direction d'alimentation souhaitée sera la direction

opposée (c'est-à-dire la direction arrière).

La direction d'alimentation peut être inversée à tout moment du cycle du convoyeur, par mise en prise de l'ensemble d'embrayage/frein 116 suffisamment longtemps pour permettre au bras de manivelle 34 de tourner vers une position décalée de 180 degrés à partir de la première direction d'alimentation, ou alimentation avant, par rapport à la manivelle excentrique 34. La partie entrainée à petite vitesse du cycle peut alors être dans la direction opposée et, en conséquence, la direction

d'alimentation est inversée.

De préférence, le commutateur 140 est mis sur la position arrêt avant le démarrage du convoyeur 20. Lors du démarrage, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est mis en prise et la manivelle excentrique 34 fait tourner l'arbre de manivelle 36, qui va de la position 135 située après la position 136, continue en direction de la position 137 puis en direction de la position 138. En résultat, l'arbre de manivelle 34 va tourner dans le sens des aiguilles d'une montre d'environ 270 degrés par rapport à la manivelle excentrique 34 quand le potentiomètre 60 est réglé au réglage maximal. De préférence, la position 137 est située à 180 degrés de la position 135. Ceci déplace le bac 23 à la vitesse faible dans la direction opposée à la direction 134 de rotation de la manivelle excentrique 34. En résultat, le bac 23 est entraîné vers le point de déplacement maximal 138 du bac 23 et le ressort 24 est défléchi vers le point de déplacement maximal 138, emmagasinant de l'énergie pour renvoyer le bac 23 par la position de manivelle 137 et à proximité de la position 136. L'ensemble d'embrayage/frein 116 est débrayé quand le point de déplacement maximal 138 est atteint. Quand l'arbre de manivelle 36 est proche de la position 136, l'ensemble d'embrayage/frein 116 est mis en prise et le processus -est répété, l'alimentation se faisant maintenant dans la direction opposée. Le potentiomètre 60 peut, de façon similaire, être réglé à moins de 100 % de la course maximale, comme cela a été réalisé dans la direction arrière ci-dessus. En outre, si le convoyeur 20 est mis hors service, le bras de manivelle 34 va rester à la position 137 lors du fonctionnement dans la direction

d'alimentation inverse.

D'une autre façon, la direction d'alimentation peut être inversée par changement de la direction de la rotation du moteur à engrenage 100. Toutefois, certains moteurs à engrenage ont une direction de rotation préférée et, pour des moteurs à engrenage qui autorisent le changement de direction, l'inversion de la direction peut raccourcir la durée de vie du moteur. En résultat, il est préférable que la direction d'alimentation soit inversée par l'utilisation d'un commutateur 140 et par la possibilité de débrayer l'ensemble d'embrayage/frein 116

de plus de 180 degrés, comme décrit ci-dessus.

On doit reconnaître que, bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation préférés de celle-ci, l'homme du métier peut développer de larges variantes de détails de structure sans s'écarter des principes de l'invention. Par

conséquent, les revendications annexées doivent être

comprises comme couvrant tous les équivalents tombant

dans le cadre réel et l'esprit de l'invention.

19 2751949

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Convoyeur à mouvement différentiel (20), caractérisé en ce qu'il comprend: un bac (23); et un entraînement de convoyeur (30), ledit entraînement de convoyeur comprenant un ensemble d'embrayage/frein (116), ledit ensemble d'embrayage/frein étant sélectivement activé pour déplacer ledit bac (23) à une première vitesse (si) dans une première direction, et sélectivement désactivé lors du déplacement dudit bac (23) à une deuxième vitesse (s2) dans une direction

opposée.

2. Convoyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième vitesse est plus

grande que ladite première vitesse.

3. Convoyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première vitesse est approchée par l'équation: S1 = Savg(l+R)/2R, et ladite deuxième vitesse est approchée par l'équation: S2 = Savg(î+R)/2 dans lesquelles savg est la vitesse moyenne pour un cycle donné du convoyeur et R est un rapport entre la durée d'une partie lente dudit cycle de convoyeur et la

durée d'une partie rapide dudit cycle de convoyeur.

4. Convoyeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite deuxième vitesse est à peu près égale à une fréquence naturelle (No) d'un système de ressorts-masse (132) dudit convoyeur à mouvement différentiel, ladite fréquence naturelle étant approchée par l'équation: No = (M/K)1/2 dans laquelle M est la masse d'une structure de bac (22) et K est la constante de rappel des ressorts (24).

5. Convoyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble d'embrayage/frein est un dispositif d'embrayage/frein hydraulique à

viscosité réglable.

6. Convoyeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit ensemble d'embrayage/frein

est un dispositif hydraulique magnétorhéologique.

7. Convoyeur selon la revendication 1, dans lequel ledit convoyeur à mouvement différentiel est bidirectionnel.

8. Convoyeur à mouvement différentiel (20), caractérisé n- ce qu'il comprend: un bac (23); un détecteur (56) pour détecter une position dudit bac; un entraînement de convoyeur (30), ledit entraînement de convoyeur comprenant un ensemble d'embrayage/frein (116); et un dispositif de commande (58); et en ce que ledit dispositif de commande active ledit ensemble d'embrayage/frein pour déplacer ledit bac à une première vitesse (si) dans une première direction, et désactive ledit ensemble d'embrayage/frein pour déplacer ledit bac à une deuxième vitesse (s2) dans une

direction opposée.

9. Convoyeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit ensemble d'embrayage/frein est un dispositif d'embrayage/frein hydraulique à

viscosité réglable.

10. Convoyeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit ensemble d'embrayage/frein

est un dispositif hydraulique magnétorhéologique.

11. Convoyeur selon la revendication 10, dans lequel ladite première vitesse est approchée par l'équation: S1 = Savg(l+R)/2R, et ladite deuxième vitesse est approchée par l'équation: S2 = Savg(l+R)/2 dans lesquelles savg est la vitesse moyenne pour un cycle donné du convoyeur et R est un rapport entre la durée d'une partie lente dudit cycle de convoyeur et la

durée d'une partie rapide dudit cycle de convoyeur.

12. Convoyeur selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite deuxième vitesse est à peu près égale à une fréquence naturelle (No) d'un système de ressorts-masse (132) dudit convoyeur à mouvement différentiel, ladite fréquence naturelle étant approchée par l'équation: No = (M/K)1/2 dans laquelle M est la masse d'une structure de bac (22) et K est la constante de rappel des ressorts (24).

13. Convoyeur selon la revendication 10, dans lequel ledit convoyeur à mouvement différentiel est bidirectionnel.

14. Procédé pour convoyer un matériau, caractérisé en ce qu'il consiste à: détecter une position d'un bac (23); activer un ensemble d'embrayage/frein (116) lorsque ledit bac est à une première position pour déplacer ledit bac à une première vitesse (sl) dans une première direction; et désactiver un ensemble d'embrayage/frein quand ledit bac est à une deuxième position pour déplacer ledit bac à une deuxième vitesse (s2) plus grande dans une

deuxième direction opposée à ladite première direction.

15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel ladite première vitesse est approchée par l'équation: S1 = Savg(l+R)/2R, et ladite deuxième vitesse est approchée par l'équation: S2 = savg(l+R)/2 dans lesquelles Savg est la vitesse moyenne pour un cycle donné du convoyeur et R est un rapport entre la durée d'une partie lente dudit cycle de convoyeur et la

durée d'une partie rapide dudit cycle de convoyeur.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite deuxième vitesse est à peu près égale à une fréquence naturelle (No) d'un système de ressorts-masse (132) dudit convoyeur à mouvement différentiel, ladite fréquence naturelle étant approchée par l'équation:

NO = (M/K)1/2

dans laquelle M est la masse d'une structure de bac (22) et K est la constante de rappel des ressorts (24).

17. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit ensemble d'embrayage/frein est un dispositif d'embrayage/frein hydraulique à

viscosité réglable.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ledit ensemble d'embrayage/frein est un dispositif hydraulique magnétorhéologique.

19. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à mettre en prise ledit ensemble d'embrayage/frein à plus de 180 degrés par rapport à une manivelle excentrique (34) pour inverser la direction

d'alimentation dudit convoyeur.

20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite étape de mise en prise s'effectue à environ

270 degrés par rapport à ladite manivelle excentrique.