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REVENDICATIONS
1. Dispositif d'entraînement linéaire pas à pas, caractérisé en ce qu'il comprend une pince fixe (10) reliée à un vérin de traction (1) et une pince mobile (8) actionnée par le vérin de traction (1), chaque pince (8, 10) étant munie de mors de serrage (11, lia), celui de la pince mobile (8) étant relié à une tige de piston creuse (6) guidée dans le vérin de traction (1) et portant un piston annulaire (7), deux orifices (4, 5) d'admission d'un fluide sous pression débouchant dans le vérin de traction (1), un orifice (17, 17a) d'admission du fluide débouchant dans la pince correspondante (8, 10), et une butée réglable (20) fixée au vérin de traction (1).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin de traction (1) est fermé par deux bouchons (2, 3), les orifices (4, 5) débouchant dans la partie tournée vers l'intérieur desdits bouchons.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de plus grand diamètre de chaque mors de serrage (11, 1 la) est entourée d'un anneau conique (12, 12a), un anneau d'appui (13, 13a) étant situé en regard de la pince correspondante (8, 10), en ce qu'un porte-pince (14, 14a), retenu axialement dans la pince correspondante (8, 10), forme, par un de ses côtés, le fond du cylindre de la pince, tandis que son autre côté présente une portion cylindrique sur laquelle repose une douille à portion conique (15, 15a), et en ce que des billes (16, 16a) sont disposées entre l'anneau d'appui (13, 13a) et l'anneau conique (12, 12a) pour que le fluide qui arrive par l'orifice (17, 17a), entre le porte-pince (14, 14a) et la douille à portion conique (15, 15a), agisse par cette dernière pour presser les billes (16,
16a) entre l'anneau conique (12, 12a) et l'anneau d'appui (13, 13a), pousser les mors de serrage (11, 1 la) dans le porte-pince (14, 14a) et enserrer une barre mobile (19).
La présente invention a pour objet un dispositif d'entraînement linéaire pas à pas.
Pour obtenir des déplacements linéaires pas à pas, on utilise généralement des moteurs électriques équipés, par exemple, d'un ensemble vis sans fin et écrou à billes commandé électroniquement.
Ces mécanismes sont coûteux et posent des problèmes d'irrégularités de courses en cas d'efforts anormaux et inopinés.
Dans le brevet français No 2431643 est décrit un dispositif d'entraînement intermittent susceptible de communiquer à une pièce entraînée un mouvement intermittent à partir d'un mouvement continu. Ce dispositif est caractérisé en ce que la pièce entraînée est disposée entre une pièce d'entraînement et une pièce fixe de manière à pouvoir glisser par rapport à celles-ci et comprend au moins un doigt de couplage susceptible de la lier soit à la pièce fixe, soit à la pièce d'entraînement, et en ce que des moyens de commande des doigts de couplage sont prévus entre la pièce entraînée et la pièce d'entraînement.
Le brevet suisse No 599484 se rapporte à un dispositif d'entraînement pas à pas d'un objet au moyen d'un tambour à cames monté rotatif, déplaçable axialement et muni d'un segment qui s'engage, par rapport à un premier élément, dans un second élément pour l'arrêter et qui déplace les deux éléments l'un par rapport à autre.
Tous les dispositifs connus, qu'ils soient à croix de Malte, à cliquets, à accouplements unidirectionnels, sont peu sûrs en ce qui concerne la précision des déplacements et nécessitent des mécanismes de contrôle des positions d'arrêt.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Le dispositif selon l'invention est agencé tel que défini dans la revendication 1.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exérution du dispositif d'entraînement linéaire pas à pas objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue d'ensemble, partiellement en coupe, et
la fig. 2 est une coupe partielle de la pince mobile, à plus grande échelle.
Le dispositif représenté comprend un vérin de traction 1 (fig. 1) fermé par deux bouchons 2, 3. A l'intérieur de chaque bouchon débouche un orifice 4, 5 d'admission d'un fluide sous pression (air comprimé ou liquide). Une tige de piston creuse 6 est guidée dans le vérin de traction 1 et présente un piston annulaire 7 à double action.
Le vérin de traction 1 est relié, par la tige de piston creuse 6, à une pince mobile 8 et, par une entretoise 9, à une pince fixe 10. Ces pinces comprennent, chacune, des mors de serrage 11, 1 la et sont identiques quant à leur construction, sauf que les mors de serrage 1 1 de la pince mobile sont accouplés à la tige de piston creuse 6 (fig. 1 et 2). La partie épaissie des mors de serrage 11, 1 la est entourée d'un anneau conique 12, 12a et est située en regard d'un anneau d'appui 13, 13a. Un porte-pince 14, 14a, retenu axialement, entoure les mors de serrage 11, lia et agit, par un de ses côtés, comme fond du cylindre de la pince 8, 10. Son autre côté présente une portion cylindrique sur laquelle repose une douille à portion conique 15, 15a et jouant le rôle de piston annulaire.
Des billes 16, 16a sont disposées sous la forme d'une couronne entre l'anneau d'appui 13, 13a et l'anneau conique 12, 12a entourant les mors de serrage 11, 1 la. Lorsque le fluide qui arrive par l'orifice 17, 17a agit sur un joint 18 disposé sur le fond du piston annulaire 15, 1 Sa, la portion conique de ce dernier agit sur les billes 16, 16a qui poussent les mors de serrage 11, 1 la dans le porte-pince 14, 14a pour qu'ils enserrent une barre mobile 19.
Le dispositif décrit fonctionne comme suit: si l'on désire obtenir le déplacement linéaire pas à pas de la barre 19 dans le sens de la flèche A (fig. 1), on admet du fluide sous pression par l'orifice 17 (fig. 2) de la pince mobile 9, ce qui a pour effet de déplacer la douille 15, ce déplacement provoquant une poussée sur les billes 16 avec une force amplifiée par l'effet de coin obtenu par le cône de la douille 15.
Les billes 16, prenant appui contre la face de l'anneau d'appui 13, transforment le mouvement perpendiculaire résultant de la poussée de la douille 15 sur les billes 16 en un mouvement parallèle à l'axe de la barre 19 en sens inverse de la poussée de la douille 15 par l'intermédiaire de l'anneau conique 12. Ce déplacement, avec force amplifiée, est appliqué sur la face des mors de serrage 1 1 et rend la barre 19 solidaire de l'ensemble de la pince mobile 8 fixée sur la tige de piston creuse 6.
A ce moment, on admet du fluide sous pression par l'orifice 4 du vérin de traction 1 et l'ensemble de la pince mobile 8 se déplace suivant la flèche A jusqu'à une butée réglable 20 (fig. 1) solidaire du corps du vérin de traction 1 et provoque l'arrêt de la pince mobile 8.
La barre 19 s'est déplacée dans le sens de la flèche A d'une valeur égale à la course de la tige de piston creuse 6 et de la pince mobile 8, c'est-à-dire d'un pas. La pression est maintenue sur la pince 8 et sur la tige de piston creuse par l'orifice 4. De ce fait, l'ensemble est immobilisé.
A ce moment, on admet du fluide sous pression dans la pince fixe 10 pour provoquer le blocage de la barre 19 par rapport à la pince fixe 10. On supprime alors l'arrivée du fluide à l'orifice 17 de la pince 8, ce qui a pour effet de désolidariser la barre 19 de l'ensemble constitué par la pince mobile 8 et la tige de piston creuse 6. On supprime également l'arrivée du fluide dans le vérin de traction 1 par l'orifice 4 et on admet du fluide par l'orifice 5. La tige de piston creuse 6 effectue une course de retour, cependant sans entraîner la barre 19 qui, de ce fait, s'est déplacée d'une valeur égale à la course de la tige de piston creuse 6. Le dispositif est prêt à refaire un cycle complet.
Le dispositif décrit permet d'obtenir des déplacements pas à pas variant de 2 à 80 mm et une précision de positionnement de l'ordre de 0,02 mm. Il permet une course pouvant aller jusqu'à 2 m et fournit une poussée de 35 kg à 5 bar. Il trouve son application dans les tables croisées, les empileurs/dépileurs, les butées mobiles, etc.
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CLAIMS
1. A linear drive device step by step, characterized in that it comprises a fixed clamp (10) connected to a traction cylinder (1) and a movable clamp (8) actuated by the traction cylinder (1), each clamp (8, 10) being provided with clamping jaws (11, lia), that of the movable clamp (8) being connected to a hollow piston rod (6) guided in the traction cylinder (1) and carrying a annular piston (7), two orifices (4, 5) for admission of a pressurized fluid opening into the traction cylinder (1), one orifice (17, 17a) for admitting the fluid opening into the corresponding clamp ( 8, 10), and an adjustable stop (20) fixed to the traction cylinder (1).
2. Device according to claim 1, characterized in that the traction cylinder (1) is closed by two plugs (2, 3), the orifices (4, 5) opening into the part facing inwards of said plugs.
3. Device according to claim 2, characterized in that the part of larger diameter of each clamping jaw (11, 1 la) is surrounded by a conical ring (12, 12a), a support ring (13, 13a) being located opposite the corresponding clamp (8, 10), in that a clamp holder (14, 14a), retained axially in the corresponding clamp (8, 10), forms, by one of its sides, the bottom of the clamp cylinder, while its other side has a cylindrical portion on which rests a socket with conical portion (15, 15a), and in that balls (16, 16a) are arranged between the ring support (13, 13a) and the conical ring (12, 12a) so that the fluid which arrives through the orifice (17, 17a), between the clamp holder (14, 14a) and the socket with conical portion (15 , 15a), acts by the latter to press the balls (16,
16a) between the conical ring (12, 12a) and the support ring (13, 13a), push the clamping jaws (11, 1 la) into the clamp holder (14, 14a) and grip a bar mobile (19).
The present invention relates to a linear drive device step by step.
In order to obtain linear movements step by step, electric motors are generally used equipped, for example, with an endless screw and electronically controlled ball nut assembly.
These mechanisms are costly and pose problems of irregularities in travel in the event of abnormal and unexpected efforts.
In French patent No. 2431643 is described an intermittent drive device capable of communicating to a driven part an intermittent movement from a continuous movement. This device is characterized in that the driven part is disposed between a driving part and a fixed part so as to be able to slide relative to the latter and comprises at least one coupling finger capable of binding it either to the fixed part , or to the drive part, and in that means for controlling the coupling fingers are provided between the driven part and the drive part.
Swiss Patent No. 599484 relates to a device for stepping an object step by means of a cam drum mounted rotatably, axially displaceable and provided with a segment which engages, with respect to a first element , in a second element to stop it and which moves the two elements relative to each other.
All known devices, whether Maltese cross, ratchet, unidirectional couplings, are insecure with regard to the precision of movements and require mechanisms for controlling the stop positions.
The present invention aims to remedy these drawbacks. The device according to the invention is arranged as defined in claim 1.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the linear drive device step by step subject of the invention.
Fig. 1 is an overall view, partially in section, and
fig. 2 is a partial section of the movable clamp, on a larger scale.
The device shown comprises a traction cylinder 1 (fig. 1) closed by two plugs 2, 3. Inside each plug opens an orifice 4, 5 for admitting a pressurized fluid (compressed air or liquid) . A hollow piston rod 6 is guided in the traction cylinder 1 and has an annular piston 7 with double action.
The traction cylinder 1 is connected, by the hollow piston rod 6, to a movable clamp 8 and, by a spacer 9, to a fixed clamp 10. These clamps each comprise clamping jaws 11, 1a and are identical in construction, except that the clamping jaws 1 1 of the movable clamp are coupled to the hollow piston rod 6 (fig. 1 and 2). The thickened part of the clamping jaws 11, 1a is surrounded by a conical ring 12, 12a and is located opposite a support ring 13, 13a. A clamp holder 14, 14a, retained axially, surrounds the clamping jaws 11, 11a and acts, by one of its sides, as the bottom of the cylinder of the clamp 8, 10. Its other side has a cylindrical portion on which rests a sleeve with conical portion 15, 15a and acting as an annular piston.
Balls 16, 16a are arranged in the form of a crown between the support ring 13, 13a and the conical ring 12, 12a surrounding the clamping jaws 11, 11a. When the fluid which arrives through the orifice 17, 17a acts on a seal 18 disposed on the bottom of the annular piston 15, 1 Sa, the conical portion of the latter acts on the balls 16, 16a which push the clamping jaws 11, 1a in the clamp holder 14, 14a so that they enclose a movable bar 19.
The device described operates as follows: if it is desired to obtain the linear stepwise displacement of the bar 19 in the direction of the arrow A (fig. 1), fluid under pressure is admitted through the orifice 17 (fig. 2) of the movable clamp 9, which has the effect of displacing the sleeve 15, this displacement causing a thrust on the balls 16 with a force amplified by the wedge effect obtained by the cone of the sleeve 15.
The balls 16, bearing against the face of the support ring 13, transform the perpendicular movement resulting from the thrust of the sleeve 15 on the balls 16 in a movement parallel to the axis of the bar 19 in the opposite direction from the thrust of the sleeve 15 via the conical ring 12. This displacement, with amplified force, is applied to the face of the clamping jaws 1 1 and makes the bar 19 integral with the assembly of the movable clamp 8 fixed on the hollow piston rod 6.
At this time, fluid under pressure is admitted through the orifice 4 of the traction cylinder 1 and the assembly of the movable clamp 8 moves along the arrow A until an adjustable stop 20 (fig. 1) secured to the body of the traction cylinder 1 and causes the movable clamp 8 to stop.
The bar 19 has moved in the direction of arrow A by a value equal to the stroke of the hollow piston rod 6 and of the movable clamp 8, that is to say one step. The pressure is maintained on the clamp 8 and on the hollow piston rod through the orifice 4. As a result, the assembly is immobilized.
At this time, fluid under pressure is admitted into the fixed clamp 10 to cause the bar 19 to block with respect to the fixed clamp 10. The arrival of the fluid at the orifice 17 of the clamp 8 is then eliminated, this which has the effect of separating the bar 19 from the assembly constituted by the movable clamp 8 and the hollow piston rod 6. It also eliminates the arrival of the fluid in the traction cylinder 1 through the orifice 4 and we admit fluid through the orifice 5. The hollow piston rod 6 performs a return stroke, however without driving the bar 19 which, as a result, has moved by a value equal to the stroke of the hollow piston rod 6 The device is ready to repeat a complete cycle.
The device described makes it possible to obtain stepwise movements varying from 2 to 80 mm and a positioning accuracy of the order of 0.02 mm. It allows a stroke of up to 2 m and provides a thrust of 35 kg at 5 bar. It finds its application in cross tables, stackers / destackers, mobile stops, etc.