FR2966070A1 - Dispositif de manutention d'une charge notamment d'un outil de presse - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de manutention (10) d'un outil de presse comportant un mécanisme tire-pousse (10) pourvu d'un bras rotatif (21) et d'un bras esclave (22), assemblés entre eux par une articulation d'axe A3 pour pivoter l'un par rapport à l'autre dans des plans parallèles. L'extrémité libre du bras rotatif (21) est couplée à un actionneur (12) pour être mobile en rotation autour d'un axe A1, et l'extrémité libre du bras esclave (22) est couplée à des moyens d'attelage (14) d'un outil de presse (1) pour être mobile autour d'un axe A5. Le dispositif comporte également des moyens de transmission de mouvement agencés pour déplacer les moyens d'attelage (14) parallèlement à eux-mêmes en suivant une trajectoire rectiligne dans un plan parallèle aux plans desdits bras (21, 22) et au plan destiné à porter l'outil de presse à déplacer.

Description

DISPOSITIF DE MANUTENTION D'UNE CHARGE NOTAMMENT D'UN OUTIL DE PRESSE

Domaine technique :

La présente invention concerne un dispositif de manutention d'une charge notamment d'un outil de presse, comportant un châssis portant un mécanisme tire-pousse commandé par un actionneur et pourvu de moyens d'attelage destinés à coopérer avec des moyens d'attelage complémentaires prévus sur ledit outil de presse. Technique antérieure :

Les outils de presse utilisés pour la découpe, l'emboutissage, etc. sont habituellement amenés vers une presse ou table de presse par voie aérienne au moyen d'un pont 15 roulant ou similaire. Les outils de presse peuvent être ensuite manutentionnés par un engin de manutention au sol pour équiper une presse ou déposés en attente sur une ou plusieurs consoles porte-outil adjacentes à la table de presse. Dans ce cas, les consoles porte-outil sont montées sur des rails au sol pour pouvoir être déplacées en translation par rapport à la table de presse. Des mécanismes de manutention complexes sont 20 associés soit à chaque console porte-outil, soit à la presse, pour effectuer le changement d'outil de presse, qui consiste à retirer l'outil de presse en travail de la table de presse et à y déposer un nouvel outil de presse en attente. Certains mécanismes nécessitent deux unités de manutention synchronisées mécaniquement, électriquement et/ou hydrauliquement, l'une pour pousser l'outil de presse sur la table 25 de presse et l'autre pour retirer l'outil de presse de la table de presse. D'autres mécanismes comportent une unité de manutention qui remplit les deux fonctions : pousser et tirer, mais qui doit être disposée du côté de la presse opposé à la console. Cette disposition a pour inconvénient de condamner l'accès à la presse des deux côtés. 10 Exposé de l'invention :

La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de manutention compact et polyvalent, convenant aussi bien pour des presses neuves que pour des presses déjà en service quel que soit leur type, pouvant être fixe et intégrer à une table de presse mono-station, fixe mais escamotable pour équiper une table de presse multi-station pourvue de plusieurs consoles porte-outil, ou amovible pour équiper une table de presse temporairement, ce dispositif étant de conception simple et économiquement très compétitif, garantissant une trajectoire précise de l'outil de presse sans guidage additionnel.

Dans ce but, l'invention concerne un dispositif de manutention du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que ledit mécanisme tire-pousse comporte d'une part au moins un couple de bras s'étendant dans des plans parallèles, constitué d'un bras rotatif et d'un bras esclave, assemblés entre eux par une articulation d'axe A3 pour pivoter l'un par rapport à l'autre dans lesdits plans parallèles, l'extrémité libre du bras rotatif étant couplée audit actionneur pour être mobile en rotation autour d'un axe Al, et l'extrémité libre du bras esclave étant couplée auxdits moyens d'attelage pour être mobile autour d'un axe A5, et d'autre part des moyens de transmission de mouvement agencés pour déplacer lesdits moyens d'attelage parallèlement à eux-mêmes en suivant une trajectoire rectiligne dans un plan parallèle auxdits plans et au plan destiné à porter ledit outil de presse à déplacer.

De manière avantageuse, l'entraxe Al-A3 du bras rotatif et l'entraxe A3-A5 du bras esclave sont égaux.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens de transmission comportent une première roue de transmission fixe solidaire du châssis, coaxiale à 2 l'axe Al et associée au bras rotatif, et une deuxième roue de transmission fixe solidaire des moyens d'attelage, coaxiale à l'axe A5 et associée au bras esclave, lesdites première et deuxième roues de transmission étant identiques.

Dans la forme de réalisation préférée, les moyens de transmission de mouvement comportent une troisième et une quatrième roues de transmission superposées et coaxiales à l'axe A3, la troisième roues étant solidaire du bras rotatif et la quatrième roue étant solidaire du bras esclave, lesdites troisième et quatrième roues de transmission étant identiques et leur dimension correspond à la moitié desdites première et deuxième roues de transmission.

Chaque paire de roues de transmission associée à chaque bras est avantageusement liée en rotation par un organe de transmission.

Dans la variante où les roues de transmission sont des pignons, l'organe de transmission est un pignon satellite monté fou sur chacun des bras, lesdits pignons satellite étant identiques.

Dans la variante où les roues de transmission sont des roues dentées, l'organe de transmission est une chaîne, lesdites chaînes étant identiques.

Lesdits moyens d'attelage peuvent comporter une liaison du type à baïonnette ou tout autre liaison adéquate.

Selon les variantes de réalisation, le châssis peut être fixe, ou comporter des moyens de montée/descente agencés pour déplacer ledit dispositif entre une position basse escamotée et une position haute de travail.

Selon les trajectoires à effectuer, le mécanisme tire-pousse peut comporter au moins deux étages de bras rotatif/bras esclave disposés en cascade.

Description sommaire des dessins : La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de manutention selon 10 l'invention selon une première forme de réalisation, - les figures 2A-L sont des vues de dessus en transparence du dispositif de la figure 1 montrant la cinématique de fonctionnement de son mécanisme tire-pousse, - les figures 3A-D sont des vues en situation du dispositif de la figure 1 devant une table de presse dans ses différentes positions pour tirer une charge, ce dispositif 15 étant escamotable entre deux consoles porte-outil, et - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif de manutention selon l'invention selon une seconde forme de réalisation.

Illustrations de l'invention et meilleure manière de la réaliser : 20 En référence aux figures 1 à 3, le dispositif de manutention 10 selon l'invention est agencé pour être disposé devant une presse ou table de presse 2 afin de déplacer une charge telle qu'un outil de presse 1. Dans l'exemple d'application illustré aux figures 3A-D, la table de presse 2 est une table multi-station, c'est à dire qu'elle est associée à 25 plusieurs consoles porte-outil 3 agencées pour recevoir différents outils de presse 1 en attente. Elles sont montées coulissantes sur des rails 4 au sol longeant la table de presse 2 pour pouvoir être déplacées en translation devant la table de presse 2 et procéder au changement d'outil. Dans cet exemple, le dispositif de manutention 10 est installé en poste fixe devant la table de presse 2 en dessous du niveau des consoles5 porte-outil 3 et est associé à des moyens de montée/descente 40 agencés pour le déplacer entre une position basse escamotée (c£ fig. 3A) et une position déployée (c£ fig. 3B). Dans la position basse escamotée (c£ fig. 3A), le dispositif de manutention 1 est au repos et autorise le déplacement des consoles 3 et/ou le passage des fourches d'un chariot élévateur déposant un outil de presse 1 sur la console porte-outil 3. Dans la position déployée (cf. fig. 3B), le dispositif de manutention 1 est au travail et permet la manutention des outils de presse 1. Ces moyens de montée/descente 40 peuvent être constitués par tout moyen d'élévation connu, tel que par vérin(s) pneumatique ou hydraulique, moteur électrique couplé à une transmission pignon/crémaillère, ou similaire, combiné ou non à des colonnes de guidage verticales.

Selon les applications visées et le type de presse concerné, le dispositif de manutention 10 peut être installé en poste fixe et à hauteur fixe devant une presse mono-station, c'est à dire alimentée par une seule console porte-outil 3, ou peut constituer un poste mobile installé temporairement devant différentes presses en fonction des changements d'outils de presse 1 à opérer.

Ce dispositif de manutention 10 est agencé pour extraire par traction un outil de presse 1 de la table de presse 2 (cf. fig. 3C) et le déposer sur une console porte-outil 3 libre, puis pour prélever un nouvel outil de presse 1 d'une console porte-outil 3 et de le déposer par poussée sur la table de presse 2. Pour effectuer ces opérations, le dispositif de manutention 10 comporte un mécanisme tire-pousse 20 porté par un châssis 11 et commandé par un actionneur 12 agencé pour déplacer l'outil de presse 1 parallèlement à lui-même, selon une trajectoire plane et rectiligne confondue avec le plan de la table de presse 2 et celui des consoles porte-outils 3. L'actionneur 12 peut être un moteur électrique type motoréducteur comme illustré, ou tout autre actionneur selon les sources d'énergie disponibles, tels qu'un vérin pneumatique ou hydraulique, ou similaire.

Le mécanisme tire-pousse 20 comporte également des moyens d'attelage 15 associés au mécanisme tire-pousse 20 et agencés pour coopérer avec des moyens d'attelage 5 complémentaires prévus sur l'outil de presse 1. Dans l'exemple illustré aux figures 3A-D, les moyens d'attelage 15 sont constitués d'une poutre transversale portant à ses extrémités des tétons 16 agencés pour se loger par emboîtement dans des encoches 6 prévues dans des pattes formant les moyens d'attelage 5 et disposées sur les faces latérales des outils de presse 1 (c£ fig. 3B). Tout autre moyen d'accrochage peut convenir. Un attelage du type à baïonnette peut convenir si le dispositif de manutention 10 est équipé de moyens montée/descente 40 conformément aux figures 3A-D puisque, dans ce cas, le dispositif est mobile verticalement et peut s'élever au dessus des moyens d'attelage 5 de l'outil de presse 1 pour accrocher et décrocher ses moyens d'attelage 15.

Le mécanisme tire-pousse 20 tel que représenté en détail sur la figure 1 comporte un bras rotatif 21 et un bras esclave 22 parallèles, assemblés entre eux par une articulation A3 représentée par son axe de rotation, pour pivoter l'un par rapport à l'autre dans des plans parallèles, à la manière d'une genouillère. En fonction de la course à effectuer, le mécanisme tire-pousse 20 peut comporter plusieurs étages de bras rotatif/bras esclave, disposés en cascade. L'extrémité libre du bras rotatif 21 est solidaire de l'arbre moteur représenté par l'axe Al de l'actionneur 12 monté sur le châssis 11 et constituant le point fixe F en translation du mécanisme. L'extrémité libre du bras esclave 22 est couplée aux moyens d'attelage 15 par un poussoir 14 constituant le point mobile M en translation du mécanisme représenté par un axe A5. Ce poussoir 14 permet le réglage angulaire des moyens d'attelage 15 par rapport à l'outil de presse 1 à déplacer et reste toujours perpendiculaire à la trajectoire du point mobile M.

Le mécanisme tire-pousse 20 comporte en outre des moyens de transmission de mouvement s'étendant entre l'arbre moteur Al de l'actionneur 12 et le point mobile M et agencés pour déplacer ce point mobile M parallèlement à lui-même suivant une trajectoire rectiligne dans un plan parallèle au plan de la table de presse 2, sans guidage additionnel, comme expliqué en référence aux figures 2A-L.

Les moyens de transmission de mouvement comportent des pignons formant un premier train d'engrenage et un second train d'engrenage, associés respectivement à chacun des bras 21, 22. Le premier train d'engrenage comporte un premier pignon fixe 23 dont l'axe est confondu avec l'axe Al, ce pignon étant solidaire d'une bride 13 permettant la fixation de l'actionneur 12 au châssis 11. Il comporte un second pignon fixe 25 dont l'axe est confondu avec l'axe A3, ce pignon étant solidaire du bras esclave 22. Les deux pignons fixes 23, 25 sont liés en rotation par un pignon satellite 24 monté fou sur le bras rotatif 21 autour d'un axe de rotation A2. Le second train d'engrenage comporte un premier pignon fixe 26 superposé au second pignon fixe 25 selon l'axe A3, ce pignon étant solidaire du bras rotatif 21. Il comporte un second pignon fixe 28 dont l'axe est confondu avec l'axe A5, ce pignon étant solidaire du poussoir 14. Les deux pignons fixes 26, 28 sont liés en rotation par un pignon satellite 27 monté fou sur le bras esclave 22 autour d'un axe de rotation A4.

Pour garantir une trajectoire rectiligne du point mobile M du mécanisme : - les entraxes Al-A3 et A3-A5 respectivement du bras rotatif 21 et du bras esclave 22 sont identiques, - les pignons fixes 23 et 28 respectivement d'axes Al et A5 sont identiques, - les pignons fixes 25 et 26 d'axe A3 sont identiques et comportent un nombre de dents inférieur de moitié par rapport aux pignons 23 et 28 pour avoir un rapport de entre les pignons 23 et 25 et un rapport de 2 entre les pignons 26 et 28, et - les pignons satellites 24 et 27 sont identiques et peuvent comporter un nombre de dents quelconque. On privilégiera des pignons 24, 27 de petits diamètres pour limiter l'encombrement du mécanisme, cet encombrement s'inscrivant dans la surface délimitée par chacun des bras 21, 22.

La cinématique de fonctionnement du mécanisme tire-pousse 20 de l'invention est représentée étape par étape aux figures 2A-L entre ses deux positions extrêmes d'extension selon la figures 2A et 2L en passant par une position médiane de complète rétraction selon la figure 2F. Dans la figure 2A, le mécanisme est dans une première position extrême d'extension lui permettant de chercher un outil de presse 1 comme illustré à la figure 3C et de l'extraire de la table de presse 2, et dans la figure 2L, le mécanisme est dans la deuxième position extrême d'extension lui permettant de déposer l'outil de presse 1 sur une console porte-outil 3 ou toute autre surface de réception. Ces figures 2A-L illustrent clairement la cinématique de fonctionnement du mécanisme tire-pousse 20 qui garantit le déplacement du point mobile M du mécanisme 20 parallèlement à lui-même sur une trajectoire rectiligne le long d'une droite fixe passant par les axes Al et A5 sans jamais dévier de cette trajectoire et dans un même plan parallèle au plan de la table de presse 2, et ceci sans aucun guidage additionnel.

En partant de la figure 2A, l'arbre moteur de l'actionneur 12 met en rotation le bras rotatif 21 autour de l'axe Al dans le sens horaire. Le rotation du bras 21 entraîne le déplacement du bras 22. Les pignons 25 et 26 coaxiaux à l'articulation A3 des bras 21 et 22 étant respectivement liés en rotation avec le pignon fixe 23 d'axe Al et le pignon fixe 28 d'axe A5 par les pignons satellites 24 et 27, le point mobile M du bras esclave 22 se rapproche du point fixe F du bras rotatif 21 selon une trajectoire rectiligne passant par les axes Al et A5, conformément aux figures 2B à 2E. En effet, lors de la rotation du bras 21 autour de l'axe Al, l'articulation A3 liant les bras 21 et 22 se déplace sur une trajectoire circulaire centrée sur l'axe Al grâce au pignon satellite 24 qui circule autour du pignon fixe 23 (cf fig. 2B à 2E). A la figure 2F, les axes Al et A5 sont confondus et les deux bras 21 et 22 sont parfaitement superposés.

La poursuite de la rotation du bras 21 dans le sens horaire entraîne le déplacement du bras esclave 22 dans le sens inverse. Lors de la poursuite de la rotation du bras 21 autour de l'axe Al, l'articulation A3 liant les bras 21 et 22 poursuit sa trajectoire circulaire centrée sur l'axe Al grâce au pignon satellite 24 qui circule autour du pignon fixe 23 (c£ fig. 2G à 2K) jusqu'à atteindre la seconde position extrême d'extension selon la figure 2L. En conséquence, la course totale parcourue par le pousseur 14 ou le point mobile M du mécanisme tire-pousse 20 est égale à quatre fois la longueur de l'entraxe Al-A3 du bras rotatif 21.

Cette cinématique permet également une bonne maîtrise de la vitesse de déplacement du point mobile M et une bonne gestion des efforts, puisqu'en début et en fin de course (cf. fig. 2A-B ; 2J-K) la vitesse de déplacement est lente et la force de traction ou de poussée est maximale, et en milieu de course (c£ fig. 2C-E ;2G-I) la vitesse de déplacement est plus rapide et la force de traction ou de poussée est moindre.

Variante de réalisation de l'invention :

La figure 4 illustre une variante de réalisation du mécanisme tire-pousse du dispositif de manutention 100 selon l'invention dans laquelle les moyens de transmission du mécanisme tire-pousse 200 sont constitués de roues dentées et de chaînes ou de roues crantées et de courroies crantées. Il comporte un actionneur 120 monté sur un châssis 110 et deux bras (non représentés) similaires au bras rotatif 21 et au bras esclave 22 de l'exemple précédent, liés en rotation par une articulation d'axe A3. Les moyens de transmission comportent deux roues dentées fixes 230 et 280 solidaires respectivement de l'arbre moteur de l'actionneur 120 selon l'axe Al et du poussoir 140 selon l'axe A5. L'articulation A3 porte deux roues dentées fixes 250 et 260 superposées dont le diamètre est inférieur de moitié à celui des roues dentées 230 et 280 pour conserver un rapport de entre les roues dentées 230 et 250, et un rapport de 2 entre les roues dentées 260 et 280. Chaque paire de roues dentées est liée en rotation par une chaîne 240 et 270 de même longueur. La définition des différentes roues dentées est équivalente à celle de l'exemple précédent. De même, le fonctionnement de ce mécanisme tire-pousse est similaire au précédent à la différence que la transmission par trains d'engrenage garantit une meilleure précision de déplacement.

Possibilités d'application industrielle :

Le dispositif de manutention 10, 100 selon l'invention permet d'atteindre tous les buts fixés. La cinématique original de ce dispositif lui permet par une simple poussée axiale de garantir, même en cas de résistances tendant à désaxer l'outil de presse, la correcte orientation et le bon positionnement de l'outil de presse. Le montage de ce dispositif est très facile puisqu'il suffit de le fixer devant la table de presse ou entre les consoles porte-outil nouvelles ou existantes, à moins qu'il soit proposer dans une version mobile et déplaçable par un engin de manutention ou tout autre moyen équivalent. Un simple boîtier électrique permettra de commander la mise en marche et l'arrêt du dispositif, ce boîtier pouvant être fixe sur le dispositif ou distant et pourvu d'une liaison filaire ou sans fil.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de manutention (10, 100) d'une charge notamment d'un outil de presse (1), comportant un châssis (11, 111) portant un mécanisme tire-pousse (20, 200) commandé par un actionneur (12, 120) et pourvu de moyens d'attelage (14, 15) destinés à coopérer avec des moyens d'attelage (5) complémentaires prévus sur ledit outil de presse (1), caractérisé en ce que ledit mécanisme tire-pousse (10, 100) comporte d'une part au moins un couple de bras (21, 22) s'étendant dans des plans parallèles, constitué d'un bras rotatif (21) et d'un bras esclave (22), assemblés entre eux par une articulation d'axe A3 pour pivoter l'un par rapport à l'autre dans lesdits plans parallèles, l'extrémité libre du bras rotatif (21) étant couplée audit actionneur (12, 120) pour être mobile en rotation autour d'un axe Al, et l'extrémité libre du bras esclave (22) étant couplée auxdits moyens d'attelage (14, 15) pour être mobile autour d'un axe A5, et d'autre part des moyens de transmission de mouvement agencés pour déplacer lesdits moyens d'attelage (14, 15) parallèlement à eux-mêmes en suivant une trajectoire rectiligne dans un plan parallèle auxdits plans et au plan destiné à porter ledit outil de presse (1) à déplacer.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraxe Al-A3 du bras rotatif (21) et l'entraxe A3-A5 du bras esclave (22) sont égaux.
3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission comportent une première roue de transmission fixe (23, 230) solidaire du châssis (11, 110), coaxiale à l'axe Al et associée au bras rotatif (21), et une deuxième roue de transmission fixe (28, 280) solidaire des moyens d'attelage (14, 15), coaxiale à l'axe A5 et associée au bras esclave (22), et en ce que lesdites première et deuxième roues de transmission (23, 28 ; 230, 280) sont identiques. 11
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce lesdits moyens de transmission de mouvement comportent une troisième et une quatrième roues de transmission superposées (25, 26 ;250, 260) et coaxiales à l'axe A3, la troisième roues étant solidaire du bras rotatif (21) et la quatrième roue étant solidaire du bras esclave (22), et en ce que lesdites troisième et quatrième roues de transmission (25, 26 ; 250, 260) sont identiques et correspondent à la moitié desdites première et deuxième roues de transmission (23, 28 ; 230, 280).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque paire de roues de transmission associée à chaque bras est liée en rotation par un organe de transmission.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites roues de transmission sont des pignons, en ce que l'organe de transmission est un pignon satellite (24, 27) monté fou sur chacun des bras (21, 22), et en ce que lesdits pignons satellite (24, 27) sont identiques.
7. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites roues de transmission sont des roues dentées, en ce que l'organe de transmission est une chaîne (240, 270), et en ce que lesdites chaînes (240, 270) sont identiques.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'attelage (14, 15) comportent une liaison du type à baïonnette.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce 25 que ledit châssis (1l, 110) est fixe.
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de montée/descente (40) agencés pour déplacer ledit dispositif entre une position basse escamotée et une position haute de travail.20
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mécanisme tire-pousse comporte au moins deux étages de bras rotatif (21)/bras esclave (22), disposés en cascade.