Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
zoos~$~
Dispositif de sustentation et dispositif
de déplacement d'objets
La présente invention se rapporte à un dispositif de
sustentation d'objets sensiblement plats, tels que des
planches en bois, des panneaux, des poutres, des dosses ou
tout autre article équivalent en bois ou en un matériau
quelconque.
On connaît dans l'état de la technique de nombreux
dispositifs de sustentation comportant une platine
d'aspiration présentant à sa surface inférieure des orifices
d'aspiration obturables par dés clapets tarés et reliés à des
moyens de dépression. Ces dispositifs ont fait l'objet de
nombreux perfectionnements en vue de faciliter la prise
d'objets déformés par vrillage, ou comportant des fentes ou
des bords très irréguliers. La surface inférieure de la
platine comporte généralement une multitude d'orifices entre
plusieurs dizaines et plusieurs centaines d'orifices,
permettant l'aspiration et donc le placage de l'objet
disposé en regard. Afin d'éviter que l'air ne pénètre de
ZO façon trop abondante par les orifices recouverts de l'objet
plat à soulever, chacun des orifices est muni d'un clapet
taré constitué par une tige mobile librement verticalement et
surmontée par une ou plusieurs rondelles en caoutchouc et en
métal. Le poids de ces rondelles est ajusté de façon à ce que
les clapets restent en position ouverte lorsque le débit
d'air à travers l'orifice correspondant est faible, voire
nul, ce qui se produit lorsqu'un objet est plaqué contre
l'orifice considéré. En revanche, lorsqu'aucun objet n'est
plaqué contre un orifice particulier, le clapet est aspiré
vers le haut et obture l'orifice correspondant.
Pour les platines de grandes dimensions, un débit
instantané très important est nécessaire pour soulever la
totalité des clapets correspondants aux orifices d'aspiration
non obturés par l'objet à soulever. ~n particulier, lorsque
la planche est de faible dimension, elle n'obture qu'un
petit nombre d'orifices et le débit doit donc être suffisant
pour aspirer tous les autres clapets. Pour obtenir ce débit
instantané important, une solution consiste à prévoir une
turbine de forte puissance. Cette solution consiste toutefois
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à surdimensionner la capacité de la turbine et on a donc
proposé dans l'état de la téchnique d'insérer entre la
turbine et la platine d'aspiration un réservoir de dépres-
sion. Ce réservoir de dépression communique avec la chambre
délimitée par la platine d'aspiration par un conduit
obturable. Cette chambre délimitée par une platine
d'aspiration communique par ailleurs avec l'air ambiant par
un deuxième orifice obturable. Le cycle des opérations est le
suivant. On obture toût d'abord l'orifice de dépression et
l'orifice de mise à l'air. La turbine crée de ce fait un
vide dans le réservoir de dépression dont le volume peut être
relativement important. Lorsque la platine d'aspiration est
positonnée au-dessus de l'objet à soulever, on ouvre
l'orifice d'obturation, ce qui crée un appel d'air important
dans la chambre délimitée par la platine d'aspiration, appel
d'air dont le débit est suffisant pour plaquer en position
d'obturàtion tous les clapets correspondant aux orifices non
recouverts par l'objet à soulever.
Pendant la phase suivante, l'objet est maintenu plaqué
contre la platine d'aspiration et un débit faible est
suffisant puisque tous les orifices de la surface inférieure
de la platine sont obturés, soit par les clapets, soit par
l'objet à soulever. Le débit d'air nécessaire pour le
maintien d'une valeur suffisante de dépression est simplement
destiné à compenser les fuites éventuelles.
La troisième phase consiste à déposer l'objet plaqué
contre la platine d'aspiration. Cette dépose se fait par
ouverture de l'orifice de mise à l'air qui fait chuter à zéro
la dépression régnant à l'intérieur de la chambre délimitée
par la platine d'aspiration. Cette ouverture de l'orifice
d'obturation fait également chuter à zéro la dépression
régnant à l'intérieur du réservoir de dépression.
On pourrait certes envisager de refermer simultanément
ou préalablement l'orifice de dépression. Cela serait
néanmoins très préjudiciable pour la durée de vie de la
turbine qui fonctionnerait dans ce cas dans la partie de sa
courbe de.rendement correspondant aux faibles débits et aux
très fortes dépressions, c'est-à-dire aux limites de sa
capacité. Dans cette partie de .sa courbe de rendement, la
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3
turbine nécessite une puissance élevée et entraîne une
consommation électrique importante. I1 est également
nécessaire de prévoir un moteur surdimensionné si l'on
veut éviter un chauffage préjudiciable tant du moteur que
des éléments mécaniques.
En revanche, le fait de laisser en position
ouverte l'orifice de dépression permet d'éviter ces
inconvénients. Il en résulte malheureusement un temps de
reconstruction du vide élevé de l'ordre de plusieurs
secondes, entre le moment où l'orifice de mise à l'air est
refermé et le moment où la dépression régnant à
l'intérieur du réservoir de dépression est à nouveau
suffisante pour plaquer en position d'obturation tous les
clapets. Pour limiter ce temps de reconstitution, il est
nécessaire de diminuer le volume, ce qui limite le nombre
de clapets et pose des problèmes de sécurité (réserve
moindre en cas de coupure de courant). En outre, si
l' orifice de mise â l' air est refermé prématurément et si
l'orifice de dépression n'est pas ouvert lorsque la
dépression atteint la valeur de fonctionnement, on retombe
sur les inconvénients précédemment évoqués.
La présente invention vise un dispositif de
sustentation d'objets sensiblement plats, comportant une
platine d'aspiration ayant une surface inférieure
présentant des orifices d'aspiration obturables par des
clapets tarés, ladite platine communiquant avec un
réservoir de dépression par un orifice obturable, ledit
réservoir de dépression étant raccordé à une turbine, le
réservoir de dépression communiquant avec la platine
d'aspiration par un moyen de fuite contrôlé produisant une
fuite contrôlée pour maintenir une dépression de
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3a
fonctionnement normal dans le réservoir de dépression â
une valeur maximum prédéterminée, la platine d'aspiration
et le réservoir de dépression étant séparés par une paroi
commune comportant un premier orifice de mise en
dépression, un deuxiême orifice obturable de mise à l'air
ambiant et un orifice calibré de fuite contrôlée,
l'orifice calibré comprenant le moyen de fuite contrôlé,
le réservoir de dépression étant une colonne creuse de
soutien de la platine d'aspiration raccordant la platine
d'aspiration â la turbine.
Cette fuite contrôlée permet d'empêcher la
dépression à l'intérieure du réservoir de dépression de
dépasser une valeur prédéterminée au-dessus de laquelle la
turbine fonctionne dans la plage des faibles débits et des
dépression s'élevées. Cette condition se trouve vérifiée
quelle que soit la position des moyens d'obturation des
orifices de dépression et de mise à
a
~oo~z$o
_ .
l'air.
En particulier, lorsque l'orifice de dépression est
obturé, la dépression régnant à l'intérieur du réservoir de
dépression atteint sa valeur seuil et se maitient à cette
valeur pendant une durée indéterminée. Le dispositif de
sustentation est ainsi immédiatement opérationnel pour la
prise d'un nouvel objet sans qu'il soit nécessaire de refaire
le vide dans le réservoir de dépression. Par ailleurs,
l'orifice de dépression permet d'obtenir, avant la prise d'un
objet, une dépression plus faible que le point de
fonctionnement de la turbine, évitant ainsi un appel d'air
violent qui fermerait d'une manière intempestive des clapets
proches d'un orifice d'aspiration ou des clapets dont
les joints ne sont pas complètement plaqués, les orifices
d'aspiration correspondant n'étant que partiellement
recouverts par l'objet à soulever, mais qui, une fois une
dépression minimum atteinte sur les joints, deviennent
étanches. La valeur prédéterminée de la dépression de
fonctionnement normal dans le réservoir de dépression dépend,
bien sûr, des caractéristiques de la turbine employée et
cette valeur est généralement indiquée par le constructeur de
la turbine. L'homme du métier peut certes déterminer cette
valeur ainsi que les caractéristiques de la fuite contrôlée
par des calculs théoriques faisant partie de son savoir-faire
normal. Une solution plus simple consiste toutefois à relier
la turbine à un vacuomètre par l'intermédiaire d'un tuyau
comportant plusieurs trous calibrés dont les dimensions sont
connues. On met la turbine en marche et on obture sucessi-
vement un puis plusieurs trous calibrés et ce, jusqu'à ce que
la dépression indiquée par le vacuomètre atteigne la valeur
désirée. Il suffit alors de compter le nombre de trous non
encore obturés pour déterminer les caractéristiques à retenir
pour la fuite contrôlée. Selon la présente invention, la
platine d'aspiration et le réservoir de dépression peuvent
être reliés par tout moyen.
Selon un mode préférentiel de réalisation, la platine
d'aspiration et le réservoir de dépresssion sont séparés par
une paroi commune comportant un premier orifice de mise en
dépression obturable, un deuxième orifice de mise à l'air
2oos~~o
obturable et un orifice calibré de fuite.
Selon un mode particulier de réalisation de la présente
invention, la platine d'aspiration et le réservoir de
dépression forme un caisson unique et compact.
5 Selon un mode de réalisation préféré, le réservoir de
dépression est formé par un élément constitutif de la
machine tel que, par exemple, une colonne creuse de soutien
de la platine d'aspiration. Il est ainsi possible de diminuer
le poids du dispositif, la colonne creuse combinant les
fonctions de soutien de la platine d'aspiration et de
réservoir de dépression.
Par ailleurs, il est possible de connecter directement
la partie supérieure de la colonne creuse avec la turbine,
ce qui évite l'emploi de tuyaux de grande longueur
occasionnant généralement des pertes d'efficacité.
La présente invention concerne également un dispositif
de déplacement d'objets sensiblement plats comportant un bâti
supportant un chariot mobile horizontalement, ledit chariot
mobile soutenant un dispositif de sustentation d'objets
sensiblement plats mobile verticalement, ledit dispositif de
sustentation comportant une platine d'aspiration présentant à
sa surface inférieure des orifices d'aspiration obturables
par des clapets tarés, ladite platine communiquant avec un
réservoir de dépression par un orifice de dépression
obturable. Le réservoir de dépression est constitué par une
colonne creuse verticale coopérant avec le chariot mobile et
supportant la platine d'aspiration. La chambre de dépression
délimitée par la colonne creuse est raccordée à la chambre
délimitée par 1a platine d'aspiration, d'une part par une
orifice obturable et d'autre part par un orifice calibré.
Bien entendu, l'orifice calibré peut être réalisé sur le
moyen d'obturation dudit orifice obturable où à n'importe
quel endroit faisant communiquer la réserve de dépression et
la platine d'aspiration.
Le déplacement vertical de l'ensemble colonne + platine
d'aspiration est obtenu par des moyens mécaniques ou
hydrauliques de type connu.
D'autres exemples et modes de réalisation ressortiront
mieux de la description qui va suivre, s'appuyant sur les
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~~,m. _ 6 _
dessins où .
- la figure 1 représente une vue en perspective d'un
dispositif de déplacement,
- la figure Z représente une courbe débit-dépression
d'une turbine,
- les figures 3, 4, représentent une vue en coupe d'un
dispositif de sustentation à différentes phases.
Le dispositif de déplacement d'objets sensiblement plats
selon la présente invention comporte un bâti (1) supportant
ûn chariot mobile horizontalement (2). Le chariot mobile (2)
comporte par exemple des roues (3) coopérant avec des rails
de guidage (/~). Les roues sont entraînées par un moteur
électrique (5). Le dispositif de déplacement comporte, en
outre, un dispositif de sustentation (6) supporté par une
colonne (7). La colonne (7) est mobile verticalement par
rapport au chariot mobile (2) et est maitenue par un puits
(8). Un moteur électrique (9) permet de déplacer
verticalement l'ensemble constitué par le dispositif de
ZO sustentation (6) et la colonne (7) par l'intermédiaire d'un
ruban souple (10). Le chariot mobile (2) supporte également
une turbine (11) raccordée à la colonne (7) creuse par
l'intermédiaire d'un tuyau flexible (1Z). La colonne (7) est
creuse et ferrnée de façon étanche à ses extrémités. La
chambre délimitée par la colonne creuse (7) communique avec
la chambre délimitée par le dispositif de sustentation (6)
par l'intermédiaire d'un orifice d'aspiration et d'un orifice
calibré.
La figure 2 représente un exemple de courbe débit
dépression caractéristique d'une turbine. L'abscisse du
graphique représenté en figure 2 correspond aux dépressions
engendrées à la sortie de la turbine. Cet axe est gradué
depuis la droite.où la valeur de la dépression correspond
sensiblement à la pression atmosphérique habituelle vers la
gauche par dépressions croissantes en valeur absolue.
L'ordonnée est graduée logarithmiquement et représente le
débit en mètres cubes par heure de la turbine . On distingue
sur cette courbe essentiellement deux régimes. Le premier
régime représenté par la portion de droite (13) située à
~oos~so
_ 7 _
droite d'un point de fonctionnement (14) correspond au régime
des forts débits et des faibles dépressions. A ce régime, la
consommation électrique de la turbine est relativement
faible et son efficacité est maximale. Le deuxième régime
représenté par la portion de courbe (15) correspondant aux
dépressions inférieures à la dépression correspondant au
point de fonctionnement (14) concerne les faibles débits et
les fortes dépressions. A ce régime, la puissance électrique
consommée par la turbine est maximale et il se produit des
phénomènes pouvant entraîner des dommages ou, à tout le
moins, une réduction de la durée de vie de la turbine. I1
s'agit notamment d'un échauffement accru, d'une usure plus
importante et de phénomènes de pompage bien connus de l'homme
du métier. Le but de la présente invention est d'éviter en
toutes circonstances d'imposer à la turbine (11) un régime de
fonctionnement situé au-delà du point (14), dans la partie
représentée par la portion de courbe (15).
La figure 3 représente une vue en coupe schématique d'un
dispositif de sustentation suivant la présente invention. Il
comporte une colonne creuse (7) délimitant une chambre
formant réservoir de dépression (16) communiquant avec la
turbine (11). La platine d'aspiration (17) délimite une
chambre intérieure communiquant avec le réservoir de
dépression (16) d'une part par un orifice d'aspiration (18)
et d'autre part par un orifice calibré (19). L'orifice
d'aspiration (18) peut être obturé par un clapet d'obturation
(20) actionné par un moyen mécanique tel qu'un vérin (21). Il
peut être avantageux de prévoir l'orifice calibré (19) sur le
clapet d'obturation (20). Le volume intérieur de la platine
d'aspiration (17) peut être mis en communication avec l'air
ambiant par un orifice de mise à l'air (22) obturable par un
clapet d'obturation (23) actionné par un moyen mécanique tel
qu'un vérin (24). La platine d'aspiration (17) comporte à sa
surface inférieure des orifices d'aspiration (25, 26)
obturables par des clapets tarés (27, 28). Le fonctionnement
de ces clapets tarés est connu de l'homme du métier. Ils sont
constitués par des rondelles en caoutchouc et en métal
surmontées d'une tige coulissant librement dans la direction
verticale. Leur poids est déterminé de façon à ce que ces
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clapets restent en position basse dans laquelle ils
n'obturent pas l'orifice d'aspiration lorsque le débit est
faible, ce qui se produit en particulier lorsqu'un objet plat
est accolé contre la surface inférieure de la platine
d'aspiration (17) au niveau dudit orifice d'aspiration (26).
En revanche, lorsqu'aucun objet n'est disposé en regard dudit
orifice d'aspiration (26), le débit important résultant d'une
éventuelle dépression régnant à l'intérieur de la platine
d'aspiration (17) provoque la remontée du clapet taré (27,
28) et par conséquent l'obturation des orifices d'aspiration
correspondants. La surface inférieure de la platine
d'aspiration (17) comporte, en outre, des moyens élastiques
(30), constitués par exemple de mousse, présentant des
cellules individuelles communiquant avec les orifices
d'aspiration (25, 26). La figure 3 représente un dispositif
de sustentation en phase de dépose d'un objet plat (29).
L'orifice de mise à l'air (22) est ouvert et permet une
communication directe entre le volume intérieur de la platine
(17) et l'air ambiant. En raison de la pression de l'orifice
calibré (19), cet orifice (22) doit être dimensionné de façon
à permettre des débits résultant de la fuite permanente au
niveau de l'orifice calibré (19). La pression régnant à
l'intérieur de la platine d'aspiration est donc voisine de la
pression atmosphérique et l'objet plat (29) initialement
maintenu par le dispositif de sustentation (6) sé sépare de
la surface inférieure de la platine (17) sous l'effet de la
gravité. La pression étant voisine de zéro, les clapets
d'aspiration (27, 28) tombent vers le bas sous l'effet de
leur poids et maintiennent donc les orifices d'aspiration
(25, 26) en position ouverte. L'orifice de dépression (18)
est maintenu obturé par le clapet (20). Toutefois, l'orifice
calibré (19) crée une fuite contrôlée empêchant la dépression
régnant à l'intérieur du réservoir de dépression (16) de
dépasser en valeur absolue une valeur seuil au-delà de
laquelle la turbine (11) fonctionne dans le régime forte
dépression-faible débit. La dépression régnant à l'intérieur
de la colonne (7) reste donc constamment aux alentours de la
dépression correspondant au point de fonctionnement (14) pré-
déterminé. Sur les systèmes faisant partie de l'état de la
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technique, l'orifice de dépression (18) doit impérativement
être maintenu en position ouverte pendant cette phase de
dépose pour éviter que la dépression régnant à l'intérieur du
réservoir de dépression (16) n'atteigne des niveaux
inacceptables.
La figure 4 représente un dispositif de sustentation en
position de prise d'un objet plat (2g). La platine de
sustentation (6) est rapprochée de l'objet plat (29) à
saisir. L'orifice de mise à l'air (22) est obturé par le
clapet (23). L'orifice de dépression (18) est ouvert par
retrait du clapet (20) ce qui provoque une dépression et un
débit d'air important dans la chambre délimitée par la
platine (17). De ce fait, l'objet plat (29) est plaqué contre
la surface intérieure de la platine (17). Tous les clapets
(27) correspondant à des orifices d'aspiration (25) non
recouverts par un objet à saisir sont aspirés en position
haute en raison du débit important d'air et provoquent une
obturation étanche desdits orifices d'aspiration (25). Les
fuites existant inévitablement du fait des irrégularités des
objets à saisir empêchent la dépression d'atteindre des
valeurs inacceptables.
La présente invention ne saurait en aucun cas être
limitée à l'exemple de réalisation décrit afin de mieux faire
comprendre le fonctionnement du dispositif. Au contraire, de
nombreuses variantes peuvent être envisagées. En particulier,
l'orifice calibré (19) peut être réalisé sous forme de trou
ou d'une série de trous, de géométrie indifférente. De même,
les différents moyens d'obturation peuvent mettre en oeuvre
diverses techniques connues par l'homme du métier.
