FR2994112A1 - Carrousel rotatif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un carrousel rotatif permettant de déplacer angulairement une plateforme, en fonction notamment des équipements placés sur ce carrousel, de l'environnement dans lequel il est utilisé, et des procédés mis en oeuvre dans lesquels il est utilisé. L'invention trouve une application particulière dans le domaine de la fonderie dans lequel sont utilisés des carrousels dont les sections de plateforme sont équipées de moules recevant un métal liquide pour la fabrication de pièces moulées. Le carrousel présente un axe central 10 et comprend une plateforme 1 et des moyens d'entraînement 4, 4a de la plateforme en rotation autour de l'axe central, Cette plateforme 1 comprend plusieurs sections radiales 2 formant des satellites 2 distincts et libres au moins partiellement les uns par rapport aux autres en roulis, tangage et ascension. Les moyens d'entraînement 4, 4a de la plateforme comprennent au moins un moyen d'entraînement décentré 4, 4a associé à un unique satellite 2 et apte à entraîner directement ce satellite 2 en rotation autour de l'axe central 10.

Description

Carrousel rotatif La présente invention a pour objet un carrousel rotatif permettant de déplacer angulairement une plateforme selon le besoin, en fonction notamment des équipements qui peuvent être placés sur ce carrousel, de l'environnement dans lequel il est utilisé, et des procédés mis en oeuvre dans lesquels il est utilisé. L'invention trouve une application particulière dans le domaine de la fonderie dans lequel sont utilisés des carrousels dont les sections de plateforme sont équipées de moules recevant un métal liquide pour la fabrication de pièces moulées. Un tel carrousel rotatif est généralement entraîné en rotation au moyen d'une couronne d'orientation dentée et concentrique à l'axe central du carrousel. Cette couronne dentée est accouplée à un motoréducteur. Pour limiter le coût de la couronne, on utilise généralement une couronne de diamètre réduit. La différence entre le diamètre de la couronne et le diamètre principal du carrousel requière alors l'utilisation d'un motoréducteur. Lorsque le carrousel présente un diamètre principal important, ce qui est généralement le cas dans le domaine de la fonderie, avec des carrousels dont le diamètre peut être par exemple de l'ordre de 8 mètres, la différence de diamètre est encore plus grande, ce qui nécessite d'utiliser un motoréducteur avec un couple particulièrement important. Lorsque, de plus, le carrousel est destiné à supporter des charges importantes, ce qui est encore le cas dans le domaine de la fonderie avec des carrousels dont la charge utile peut être par exemple de l'ordre de 60 tonnes, l'impact sur le couple requis pour le motoréducteur est encore plus important. Aussi, l'ensemble constitué de la couronne d'orientation et du motoréducteur constitue un équipement coûteux, avec des difficultés d'approvisionnement, en raison notamment d'une fabrication en faible quantité. En outre, pour le montage et la maintenance de cet ensemble constitué de la couronne d'orientation et du motoréducteur, un important génie civil est nécessaire. Il faut notamment prévoir une fosse permettant au personnel d'avoir accès à l'équipement pour son entretien et son remplacement.

Par ailleurs, les carrousels de fonderie connus sont des ensembles mécano soudés. Aussi, après assemblage, la plateforme du carrousel constitue une structure rigide d'une seule pièce. La rigidité de cette plateforme est un inconvénient notamment pour les carrousels équipés de roues porteuses. Ces roues sont placées sous le plateau et reprennent une partie du poids du carrousel, en se déplaçant sur une piste de roulement.

Du fait de la rigidité de la structure, et selon la qualité de sa fabrication ainsi que de celle de la piste de roulement, l'appui des roues porteuses sur la piste de roulement n'est pas toujours de bonne qualité. Cela génère alors des tensions mécaniques dans la structure qui engendrent à leur tour une usure prématurée des roues et de la couronne d'orientation. L'invention vise donc à résoudre les problèmes précités parmi d'autres problèmes, en proposant un carrousel qui ne nécessite pas l'utilisation d'une couronne d'orientation ni d'un motoréducteur, et qui présente une structure moins rigide. Ainsi, le carrousel rotatif présente un axe central, et comprend une plateforme et des moyens d'entraînement de la plateforme en rotation autour de l'axe central. La plateforme comprend plusieurs sections radiales formant des satellites distincts et libres au moins partiellement les uns par rapport aux autres en roulis, tangage et ascension. Par roulis, on entend une rotation sensiblement autour de la direction de déplacement d'un satellite. Par tangage, on entend une rotation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement d'un satellite, dans le plan du déplacement, ou encore un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe central du carrousel. Par ascension, on entend un déplacement dans une direction sensiblement parallèle à l'axe central du carrousel. En outre, les moyens d'entraînement de la plateforme comprennent au moins un moyen d'entraînement décentré associé à un unique satellite et apte à entraîner directement ce satellite. L'ensemble modulaire de satellites distincts et mobiles réduit donc la rigidité du carrousel, avec un entraînement au niveau de tout ou partie des satellites et non au niveau de l'axe central. Dans une variante de réalisation, le moyen d'entraînement décentré est disposé sous le satellite auquel il est associé, en sorte de constituer également un moyen de support de ce satellite.

De préférence, le moyen d'entraînement et de support décentré est positionné en sorte d'être en contact avec le satellite qu'il supporte en une zone la plus éloignée de l'axe central. Ce moyen d'entraînement et de support décentré peut comprendre une ou plusieurs roues porteuses motrices 4, 4a destinées à rouler sur une piste de roulement.

Dans une deuxième variante de réalisation, éventuellement en combinaison avec la première, au moins un des satellites est supporté par au moins un moyen de support non moteur. Dans le cas de la combinaison des deux variantes précédentes, le satellite supporté par le moyen d'entraînement et de support décentré peut également être supporté par deux moyens de support non moteurs, dont l'un est positionné en sorte d'être en contact avec le satellite en une zone la plus éloignée de l'axe central, et dont l'autre est positionné en sorte d'être en contact avec le satellite en une zone la plus proche de l'axe central.

De préférence, dans ce cas, les positions respectives du moyen d'entraînement et de support décentré et des deux moyens de support non moteurs définissent un triangle d'aire maximisée. Dans cette deuxième variante, le ou les moyens de support non moteurs peuvent comprendre une ou plusieurs roues porteuses non motrices destinées à rouler sur une piste de roulement. Dans une autre variante, éventuellement en combinaison avec une ou plusieurs quelconques des précédentes, le carrousel comprend, pour chaque satellite, des moyens de blocage aptes à bloquer au moins partiellement l'avance, la dérive et le lacet du satellite.

Par avance, on entend un décalage sensiblement dans la direction de déplacement d'un satellite. Par dérive, on entend un décalage dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement et dans le plan de déplacement, ou sensiblement perpendiculaire à l'axe central.

Par lacet, on entend la rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe central. De préférence, les moyens de blocage comprennent deux moyens de type biellettes croisés et reliant le satellite à l'axe central, par exemple au niveau d'une colonne centrale.

De préférence encore, les points de liaison respectifs entre les moyens de type biellettes et le satellite d'une part et l'axe central d'autre part, comprennent des éléments de type rotule. Dans encore une autre variante, éventuellement en combinaison avec une ou plusieurs quelconques des précédentes, chaque satellite est relié aux satellites voisins par des moyens de liaison. De préférence, les moyens de liaison comprennent un élément de type biellette.

De préférence encore, les points de liaison respectifs entre les moyens de type biellette et les satellites qu'ils relient comprennent des éléments de type rotule. L'utilisation des moyens de liaison entre satellites voisins permet de renforcer le blocage de l'avance, de la dérive et du lacet des satellites.

Dans encore une autre variante, éventuellement en combinaison avec une ou plusieurs quelconques des précédentes, un platelage est disposé entre au moins deux des satellites, et/ou entre au moins un des satellites et l'axe central, en sorte de faciliter le déplacement d'un opérateur entre ces deux satellites et/ou ce satellite et l'axe central. De préférence, le platelage est alors monté glissant par rapport aux deux satellites entre lesquels il est disposé et/ou entre le satellite et l'axe central. Ainsi, les satellites disposent de plusieurs degrés de liberté de mouvement permettant de conserver en permanence un excellent appui sur les roues porteuses, et ce même si la surface de roulement des roues porteuses n'est pas d'une excellente planéité. De plus, la présence de trois roues par satellite permet une bonne reprise de charge et un appui de qualité de la bande de roulement des roues pour une faible usure de celles-ci. Selon les dimensions du carrousel et le poids des équipements embarqués, un nombre plus important de roues peut être nécessaire par satellite, par exemple quatre. La roue motrice peut être entrainée par divers moyens, notamment électrique, hydraulique ou pneumatique. Il s'agit avantageusement d'une roue standard, disponible dans le commerce, d'un coût limité et facile d'approvisionnement. Selon les dimensions du carrousel et la charge embarquée, plusieurs roues motrices peuvent être installées, par exemple une tous les deux satellites, une sur chaque satellite, ou deux sur chaque satellite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'une variante préférée de réalisation de l'invention, laquelle est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence au dessin annexé suivant : - Figure 1 : représente schématiquement, en vue de dessous, un exemple de carrousel selon l'invention.

Sur la figure 1, le carrousel est représenté avec une plateforme 1 comprenant cinq sections radiales distinctes les unes des autres, formant des satellites 2. Cette plateforme 1 est mobile en rotation autour de l'axe central 10 du carrousel. Les satellites 2 sont donc entraînés en rotation autour de l'axe central 10, selon la direction matérialisée par la double flèche référencée 13, dans un sens ou dans l'autre.

Ces satellites 2 sont libres, au moins partiellement, les uns par rapport aux autres en roulis, tangage, et ascension.

On rappelle que par roulis, on entend une rotation sensiblement autour de la direction de déplacement 13 d'un satellite 2. Autrement dit, le roulis d'un satellite 2 se matérialise par un basculement vers l'intérieur du carrousel, c'est-à-dire vers l'axe central 10, ou vers l'extérieur du carrousel, c'est-à-dire vers l'opposé de l'axe central 10.

On rappelle également que par tangage, on entend une rotation autour d'un axe 12 sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement 13 d'un satellite 2, dans le plan de ce déplacement. Il s'agit donc d'une rotation autour d'un axe 12 sensiblement perpendiculaire à l'axe central 10 du carrousel. Autrement dit, le tangage d'un satellite 2 se matérialise par un basculement dans la direction de déplacement 13, vers l'avant ou vers l'arrière. On rappelle enfin que, par ascension, on entend un déplacement dans une direction 14 sensiblement parallèle à l'axe central 10 du carrousel. Autrement dit, l'ascension d'un satellite 2 se matérialise par une montée ou une descente sensiblement perpendiculairement à l'axe central 10.

L'entraînement en rotation des satellites 2 est obtenu par des moyens d'entraînement 4, 4a, qui comprennent au moins un moyen d'entraînement décentré 4, 4a, associé à un seul satellite 2. Ce moyen d'entraînement décentré 4, 4a permet l'entraînement direct en rotation du satellite 2 autour de l'axe central 10 du carrousel, sans éléments de transmission. Par ailleurs, l'entraînement décentré ne nécessite aucun élément d'entraînement au niveau de l'axe central 10. Dans l'exemple représenté à la figure 1, les cinq satellites 2 sont pourvus d'un moyen d'entraînement décentré 4, 4a. Mais d'autres configurations sont possibles, pourvu qu'au moins un des satellites 2 soit entraîné en rotation par au moins un moyen d'entraînement décentré 4, 4a. Ainsi, par exemple, selon les dimensions du carrousel et la charge embarquée, on peut utiliser un ou deux moyen d'entraînement décentrés 4, 4a tous les deux satellites 2. Chaque moyen d'entraînement décentré 4, 4a est disposé sous la plateforme 1, et constitue ainsi également un moyen de support de la plateforme 1, au moins au niveau du satellite 2 auquel il est associé.

Dans l'exemple de la figure 1, ces moyens d'entraînement et de support décentrés 4, 4a sont disposés en sorte d'être en contact avec les satellites 2 qu'ils supportent respectivement, en une zone la plus éloignée de l'axe central 10, donc en une zone périphérique de la plateforme 1. Dans cet exemple représenté à la figure 1, chaque moyen d'entraînement et de support décentré 4, 4a comprend une roue porteuse motrice 4, 4a destinée à rouler sur une piste de roulement, à savoir une roue 4 associé à un élément d'entraînement 4a qui peut être motorisé. Cet entraînement de la roue motrice 4 peut être obtenu par divers moyens, notamment électriques, hydrauliques ou pneumatiques. Par ailleurs, on peut prévoir un ou plusieurs moyens de support non moteurs 3, 3' supplémentaires, pour tout ou partie des satellites 2.

Dans l'exemple, chaque satellite 2 est aussi supporté par deux moyens de support non moteurs 3, 3'. Un premier moyen de support non moteur 3 est disposé en sorte d'être en contact avec le satellite 2 qu'il supporte, en une zone la plus éloignée de l'axe central 10, donc en une zone périphérique de la plateforme 1. Un deuxième moyen de support non moteur 3' est disposé en sorte d'être en contact avec le satellite 2 qu'il supporte, en une zone la plus proche de l'axe central 10. Dans la mesure où, dans l'exemple, les satellites 2 ont une forme d'ensemble sensiblement triangulaire, on préférera un positionnement sensiblement triangulaire du moyen d'entraînement et de support décentré 4, 4a et des deux moyens de support non moteurs, 3, 3', avec une aire de triangle maximisée par rapport à l'aire du satellite 2.

Par ailleurs, les moyens de support non moteurs 3, 3' peuvent aussi comprendre une ou plusieurs roues porteuses mais non motrices 3, 3'. Plus généralement, les positions, dimensions et caractéristiques, respectives des moyens d'entraînement et de support décentrés 4, 4a et des moyens de support non moteurs 3, 3', sont définies en fonction du plan de masse des satellites 2 et selon la nature des équipements qu'ils reçoivent. Dans le cas d'utilisation de roues porteuses motrices 4, 4a et/ou de roues porteuses non motrices 3, 3 ', les dimensions et caractéristiques des roues seront donc définies en fonction du plan de masse des satellites 2 et de la nature des équipements reçus par ces satellites 2. Par ailleurs, des moyens de blocage 6, 9, 11, 6', 9', 11' sont prévus pour bloquer, au moins partiellement, l'avance et la dérive des satellites 2. On rappelle que par avance, on entend un décalage du satellite 2 sensiblement dans la direction 13 de déplacement d'un satellite. On rappelle également que par dérive, on entend un décalage du satellite 2 dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction 13 de déplacement et dans le plan de ce déplacement, ou sensiblement perpendiculaire à l'axe central. Il s'agit donc d'un décalage sensiblement parallèlement à un axe tel que l'axe 12 représenté sur la figure 1. On rappelle encore que par lacet, on entend la rotation autour d'un axe 14 sensiblement parallèle à l'axe central 10.

Dans l'exemple de la figure 1, ces moyens de blocage 6, 9, 11, 6', 9', 11' comprennent des moyens de type biellette 6, 6' Ainsi, chaque satellite 2 est relié à une couronne centrale 8, typiquement assurant le passage des fluides, de l'énergie et autre signaux, au moyen de deux biellettes 6, 6'. Seules les références des biellettes 6, 6' pour deux des satellites 2 ont été matérialisées sur la figure 1, par souci de clarté. Les autres biellettes pour les autres satellites 2 sont représentées mais non référencées. Les liaisons respectives entre les biellettes 6, 6' et les satellites 2 correspondants sont réalisées aux points 9, 9', par des éléments de type rotule 9, 9', en sorte de permettre une rotation relative entre chaque biellette 6, 6' et le satellite 2 correspondant. De même, les liaisons respectives entre les biellettes 6, 6' et la couronne centrale 8 sont réalisées aux points 11, 11', par des éléments de type une rotule 11, 11', en sorte de permettre une rotation relative entre chaque biellette 6, 6' et la couronne centrale 8. Les couples de biellettes 6, 6' sont montées croisées comme représenté sur la figure 1, en sorte effectivement de bloquer l'avance et la dérive du satellite 2 correspondant.

Par ailleurs, chaque satellite 2 est relié aux deux satellites voisins des moyens de liaison 5. Dans l'exemple de la figure 1, ces moyens de liaison 5 comprennent des éléments de type biellette 5. Seules deux références de biellettes 5 ont été matérialisées sur la figure 1, par souci de clarté. Les autres biellettes entre chaque satellite 2 sont représentées mais non référencées. Les liaisons respectives de chacune des extrémités des biellettes 5 avec les satellites correspondants 2, sont réalisées en des point 7, 7' qui sont placés au plus loin de l'axe central 10 du carrousel, en sorte d'obtenir un positionnement précis des satellites avec une contrainte mécanique limitée aux points de liaison. Ces liaisons aux points 7, 7' sont réalisées par des éléments de type rotule 7, 7', en sorte de permettre une rotation relative entre chaque biellette 5 et les satellites 2 correspondants. La présence des biellettes 5 renforce le blocage de la dérive, de l'avance et du lacet des satellites 2. On peut prévoir de remplir totalement, ou partiellement, tout ou partie des espaces situés entre les satellites 2, et/ou entre les satellites 2 et l'axe central 10 du carrousel. On peut par exemple utiliser un platelage, non représenté à la figure 1, pour se remplissage. Cela permet de faciliter le déplacement des opérateurs autours des équipements qui peuvent être placés sur le carrousel.

Un tel platelage est de préférence monté glissant, pour ne pas gêner les degrés de liberté des satellites 2. Il est rappelé que l'ensemble de la description ci-dessus est donné à titre d'exemple et n'est pas limitatif de l'invention.5

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1.- Carrousel rotatif présentant un axe central (10), comprenant une plateforme (1) et des moyens d'entraînement (4, 4a) de la plateforme (1) en rotation autour de l'axe central (10), caractérisé en ce que la plateforme (1) comprend plusieurs sections radiales (2) formant des satellites (2) distincts et libres au moins partiellement les uns par rapport aux autres en roulis, tangage et ascension, et en ce que les moyens (4, 4a) d'entraînement de la plateforme (1) comprennent au moins un moyen d'entraînement décentré (4, 4a) associé à un unique satellite (2) et apte à entraîner directement ce dit satellite (2) en rotation autour de l'axe central (10).
2. 2.- Carrousel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement décentré (4, 4a) est disposé sous le satellite (2) auquel il est associé, en sorte de constituer également un moyen de support dudit satellite (2).
3. 3. Carrousel selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement et de support décentré (4, 4a) est positionné en sorte d'être en contact avec le satellite (2) qu'il supporte en une zone la plus éloignée de l'axe central (10).
4. 4.- Carrousel selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement et de support décentré (4, 4a) comprend au moins une roue porteuse motrice (4, 4a) destinée à rouler sur une piste de roulement.
5. 5. Carrousel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un des satellites (2) est supporté par au moins un moyen de support non moteur (3, 3').
6. 6. Carrousel selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le satellite (2) supporté par le moyen d'entraînement et de support décentré (4, 4a) est également supporté par deux moyens de support non moteurs (3, 3'), dont l'un (3) est positionné en sorte d'être en contact avec ledit satellite (2) en une zone la plus éloignée de l'axe central (10), et dont l'autre (3') est positionné en sorte d'être en contact avec ledit satellite (2) en une zone la plus proche de l'axe central (10).
7. 7. Carrousel selon la revendication 6, caractérisé en ce que les positions respectives du moyen d'entraînement et de support décentré (4, 4a) et des deux moyens de support non moteurs (3, 3') définissent un triangle d'aire maximisée.
8. 8. Carrousel selon l'une quelconque 1 à 7, caractérisé en ce que le ou les moyens de support non moteurs (3, 3'), comprennent au moins une roue porteuse non motrice (3, 3') destinée à rouler sur une piste de roulement.
9. 9. Carrousel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque satellite (2), des moyens de blocage (6, 9, 11, 6', 9 `, 11') aptes à bloquer au moins partiellement l'avance , la dérive et le lacet dudit satellite (2).
10. 10. Carrousel selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent deux moyens de type biellettes (6, 6') croisés et reliant le satellite (2) à l'axe central (10), de préférence au niveau d'une colonne centrale (8).
11. 11. Carrousel selon la revendication 10, caractérisé en ce que les points de liaison respectifs entre les moyens de type biellettes (6, 6') et le satellite (2) d'une part et l'axe central (10) d'autre part, comprennent des éléments de type rotule (9, 9', 11, 11').
12. 12. Carrousel selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que chaque satellite (2) est relié aux satellites voisins (2) par des moyens de liaison (5).
13. 13. Carrousel selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de liaison (5) comprennent un élément de type biellette (5).
14. 14. Carrousel selon la revendication 13, caractérisé en ce que les points de liaison respectifs entre les moyens de type biellette (5) et les satellites (2) qu'ils relient, comprennent des éléments de type rotule (7, 7').
15. 15. Carrousel selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'un platelage est disposé entre au moins deux des satellites (2), et/ou entre au moins un des satellites (2) et l'axe central (10), en sorte de faciliter le déplacement d'un opérateur entre les deux satellites.
16. 16. Carrousel selon la revendication 15, caractérisé en ce que le platelage est monté glissant par rapport aux deux satellites (2) entre lesquels il est disposé. 20