Brevet FR2006631A1 — publié le 19691226

la présente invention concerne un dispositif pour transformer un mouvement rectiligne en un mouvement circulaire et inversement| transformation au cours de laquelle au moins une tige de piston agit sur une came solidaire d,un arbre, 5 On connaît déjà des dispositifs et des mécanismes pour transformer un mouvement rectiligne en un mouvement rotatif ou inversement. C'est ainsi que le brevet n° 964»458 de la République Fédérale d'Allemagne décrit un mécanisme pour transformer un mouvement circulaire uniforme en un mouvement alternatif également uni— 10 forme, dans lequel il est possible de transformer, au moyen d,une cane du type cardioïde, un mouvement circulaire en un mouvement rectiligne ou encore un mow ement rectiligne en un mouvene nt circu-laire« Il est toutefois -relativement difficile de fabriquer la came d'un tel mécanisme, d,autant plus qu'il faut encore tenir 15 compte, pour déterminer la cardioïde, du diamètre du galet qui est fixé à 1'extrémité de la tige exécutant un mouvement alternatif et qui roule sur le bord de la came0 Pour faciliter la fabrication d'une telle cardioïde qui tient compte des conditions secondaires, on a assemblé, dans 20 le dispositif connu, le chemin en foime de cardioïde de la came à partir de deux cames élémentaires ou plus, qui sont fixées par rapport à un axe commun et montées de manière à pouvoir tournere De plus, au moins l'une de ces cames élémentaires est déplaçable par rapport à un centre de rotation spécial, afin que la rotation 25 de la came engendre réellement un mouvement alternatif ou de va-* et-vientc Ces dispositifs connus présentent l'inconvénient que malgré une mise en oeuvre de moyens relativement importants pour la fabrication de la came et un ajustage de précision supplémen-30 taire des différents éléments de cette came, il n'est pas possible d'obtenir un mouvement exactement rectangulaire sans que des forces d'action et de réaction dont les lignes d'application sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal de la tige de piston n'apparaissent lorsque la came qui tourne est enjrise avec la tige 35 de piston exécutant un mouvement alternatif» Un autre mécanisme connu et largement répandu pour transformer un mouvement rectiligne en un mouvement circulaire se compose d'une crémaillère pour le mowement alternatif ou de va-et-vient et d'une roue dentée engrenant avec la crémaillère pour 40 le mouvement circulaire„ Cependant, de tels mécanismes présentent 69 12296 2 2006631 également l'inconvénient que l'entraînement de la roue dentée par la crémaillère ou inversement de la crémaillère par la roue dentée ne provoque pas seulement des forces exclusivement rectilign«s agissant dans J.taxe longitudinal de la tige de piston filais égale-5 ment des forces d'action ou de réaction agissant perpendiculairement, qui sont loin d'être négligeables et peuvent, de ce fait, provoquer une déviation de la crémaillère à moins de prévoir un palier d'appui capable d'absorber ces sollicitations transversales. De plus, il faut prévoir pour ces mécanismes à crémaillère des 10 dispositifs permettant de réduire au maximum le jeu entre la crémaillère et la roue dentée, ce qui accroît toutefois les forces de frottemento Lorsqu'on accouple maintenant une telle crémaillère à la tige de piston d'un'moteur de positionnement hydraulique ou 15 pneumatique, les forces d'action ou de réaction précitées provoquent un décalage minime du piston dans le moteur de positionnement , décalage qui est suffisant pour augmenter notablement les fuites en fluide de travail dans un tel moteur,. Si, par contre, la crémaillère comporte, du côté opposé à la roue dentée, un palier 20 d'appui supportant la force de réaction engendrée par la roue dentée, les forces de frottement qui en résultent et qui doivent être surmontées par le moteur de positionnement augmenteront sensi-blemento C'est ici qu'intervient la présente invention qui a 25 pour-but de créer un dispositif pour transformer un mow ement rectiligne en un mouvement circulaire uniforme, transformation au cours de laquelle les forces d'action ou de réaction entre l'élément qui tourne et l'élément exécutant un mouvement de va-et-vient et qui ne sont pas orientées exactement dans l,axe longitudinal 30 de l'élément exécutant le mouvement rectiligne ou encore tangentiel à l'élément qui tourne, sont pratiquement nulleso De plus, la transformation sans jeu dans le mécanisme d'un mouvement rectiligne en un mouvement circulaire ou inversement ne doit entraîner qu'une très faible perte en énergie, de façon à 35 pouvoir supprimer des éléments de guidage' pour l'élément exécutant un mouvement de va-et-vient et qui provoquerait des forces de frot-tément supplémentaires» En partant d'un dispositif pour transformer un mouvement rectiligne en un mouvement^ circulaire et inversement dans 40 lequel au moins une tige de piston agit sur une came solidaire d'un 69 12296 3 2006631 arbre, on obtient le résultat recherché par 1*invention en donnant au yhawH-n de came la forme de la développante du cercle de base déterminée par le diamètre de l'arbre® L'utilisation de développantes dans les mécanismes 5 de transmission est bien sûr généralement connue; toutefois, on limitait leur emploi jusqu'à présent à la détermination de la denture de roues dentées® Pour transformer un mouvement rectiligne en un mouvement circulaire, la came à développante suivant l'invention pré-■|0 sente l'avantage qu'un piston qui exécute un mouvement de va-et-vient agit dans n'importe quelle position suivant une ligne exactement perpendiculaire à la came, sa ligne d'application qui est confondue avec l'axe longitudinal représentant exactement la tangente au cercle de base défini par le diamètre de l'arbre» Une 15 telle came en forme de développante présente par ailleurs l'avantage de pouvoir être fabriquée très facilement et avec une grande précision® De plus, cette forme du chemin de came garantit que le facteur de transformation des mouvements est constant, 20 c'est-à-dire que la course du piston voire sa vitesse est convertie en a'.importe quelle position dans un angle de rotation ou une vitesse de rotation de même valeur» Par conséquent, on obtient un couple de sortie constant pendant toute la durée des déplacements® Suivant un mode de réalisation préféré de l'inven-25 tion, on prévoit deux tiges de piston parallèles et dirigées dans le même sens mais décalées en phase de 180*, chacune étant associé* à une développante relative au diamètre de l'arbre commun® En procédant de cette façon, il est possible d'obtenir au moyen des tiges de piston décalées en phase et exécutant 30 un mouvement alternatif, un mouvement de rotation dans l'un ou l'autre sens de l'arbre solidaire de la came® lorsqu'on utilise un tel dispositif de transformation d'un mouvement rectiligne en un mouvement circulaire conjointement avec un dispositif de lancement d'engins téléguidés qui 35 peut être pointé en hauteur et en direction, il suffit de limiter le mouvement circulaire ou de rotation à un secteur déterminé, le pivotement étant provoqué par deux moteurs de positionnement hydrauliques à mouvement rectiligne0 les deux points extrêmes du mouvement circulaire limité à un secteur de cercle sont déterminés 40 par des contacteurs de fin de course qui assurent une limitation 69 12296 4 2006631 de la course des moteurs de positionnement hydrauliques par l'intermédiaire du système hydrtiulique» Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a de ce fait prévu sur la came des arêtes formant bossages et 5 commandant lés contacteurs de fin de course, ces'arêtes constituant respectivement une tangente à la section de l'arbre formant le cercle ce base et passant oans le point le plus élevé de chacune des développantes* Pour mieux, comprendre l'objet de l'invention, on va 10 en décrire à titre indicatif et non limitatif un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé» Dans un boîtier 1'sont logés deux moteurs de positionnement hydrauliques 2 et 3 parallèles, dont les pistons 21 et 31 agissent dans ie même sens» Les' extrémités des pistons 21 et 31 15 formant tige de piston, qui dépassent hors des moteurs de positionnement sont équipées de galets tournants 22 et 32 qui sont agencés de façon à se déplacer en roulant sur-" une came 4» La came 4 est rendue solidaire d'un arbre 5 non représenté en détail sur le dessin, qui est orienté perpendiculairement au sens de déplacement des 20 pistons des moteurs de positionnement 2 et 3» Les parties de la came 4 qui correspondent respectivement aux galets 22 et 32 des pistons 21 et 31 ont la forme de deux développantes de cercle 41 et 42 qui vont en s'élevant lorsque la came 4 se déplace" devant les galets 22 et 32 vers l'extérieur. Les développantes 41 et 42 25 s'élèvent dans ce cas, conformément à la valeur de la rotation envisagée, jusqu'à un maximum éloigné d'une distance quelconque du cercle de base déterminé par le diamètre de l'arbre 5a Dans le mode de réalisation représenté sur iè ' dessin, il suffit d'un déplacement angulaire relativement faible 30 dans chacun des deux sens, de façon"que les développantes 41 et 42 sont interrompues à des points relativement proches de la circonférence de base par des arêtes 43 et 44 qui sont des tangentes au cercle de base passant chaque fois par le point le plus élevé de la développante, ces arêtes étant'ensuite reliées pour des rax-35 sons de facilité par un arc de cercle quelconque enveloppant l'axe de l'arbre 5« Les arêtes 43 et 44 ainsi formées forment" des bossages et servent de butées pour actionner les contacteurs de fin de course 6 et 7, opposés aux moteurs de positionnement 2 et 3 4Q. .par rapport à l'arbre 5 et actionnés respectivement lorsque les 69 12296 5 200663-1; pistons.de ces moteurs atteignent leur position finale de sortie,, Ces contacteurs de fin de course 6 et 7 permettent d'inverser, par l'intermédiaire du système hydraulique non représenté sur le dessin, la course des moteurs de positionnement 2 et 3* de façon que l'arri-5 vée du fluide hydraulique permet de sortir le piston du premier moteur de positionnement, alors que le uiston de l'autre moteur est repoussé dans son cylindre par la développante de la came qui lui est associée,, Comme il ressort du dessin, les pistons 21 et 31 10 agissent chacun perpendiculairement sur les chemins à développante de la came 4, de façon que la ligne d'influence des forces qui se trouve confondue exactement avec l'axe longitudinal du piston constitue chaque fois la tangente au cercle de hase des développantes qui est déterminé par le diamètre de l'arbre 5» En procé-15 dant de cette façon, on a la certitude que mis à part le faible frottement de roulement des galets 22 et 32 sur la came, il n'y a ces aucune force oblique agissant sur les pistons, de façon que/derniers sont sollicités uniquement dans le sens longitudinal et sans que des paliers d'appui provoquent des frottement supplémentaires, ce 20 qui fait que les fuites de liquide hydraulique ne dépassent pas le faible taux qui est normal pour des moteurs de positionnement hydrauliques. Il est d'ailleurs possible de supprimer totalenent les fuites de liquide hydraulique en équipant les pistons 21 et 31 de joints toriques 33 comme il est représenté sur le dessin» 25 En examinant le dessin, on se rend compte que la came déterminée par les développantes peut être fabriquée facilement de façon très précise en utilisant, par exemple, une fraise qui est animée d'un mouvement d'avance uniforme dans le sens de déplacement des pistons des moteurs de positionnement représentés sur le 30 dessin et usine un disque circulaire de diamètre approprié pivotant autour de l'axe du cercle de base déterminé par le diamètre de l'arbre 5, ce qui permet d'enlever la matière en trop et de donner au disque circulaire le profil requis pour la came0 En raison des très faibles forces de frottement 35 entre les galets 22 et 32 des pistons 21 et 31 et la came 4, l'usure est uratiauenient négligeable et le mécanisme ainsi obtenu tra- ~ vaille longtemps avec une grande précision,, le mécanisme conforme à l'invention pour transformer xm mouvement rectiligne en un mouvement circulaire et inverse-40 ment peut être combiné avec les dispositifs les plus divers, la BAD ORIGINAL, 69 12296 6 2006631 came dont le profil est une développante!..permettant des rotations jusqu'à 360°. ' Quoique'' 16 mode de "réalisation de■l'invention repré-' sente sur le dessin ait été conçu spécialement pour des dispositifs de lancement d'engins à pointage hydraulique en direction- et en 5 hauteur, dans lequel des masses importantes doivent être amenées avec une très grande précision à une position déterminée et maintenues dans cette position par les Car ces en présence, il est tout aussi bien possiblé d'utiliser l'objet de l'invention sur des machines-outils, des machines automatiques de production, des ma-10 chines d'emballage ou, par exemple, dans les dispositifs de corn--mande de volets et de spoilers, les avantages précités sur lès", mécanismes connus restant acquis» Dans différentes applications, le chemin de came peut également se présenter sous la forme d'une développante en 15 creux agissant sur le piston d'un moteur de positionnement© Un tel agencement est alors réalisé de façon analogue au dispositif permettant de transformer des mouvements rectilignes en des mouvements circulaires à l'aide dé cames à chemin creux qui font partie de l'état actuel de 3,a technique (se reporter par exemple au bre— 20 vet n° 964.458 de la République Fédérale d'Allemagne)« ORIGINAL 69 12296 .7 2006631 HsvaroiCA'fiofts 1. Mécanisme pour transformer tui mouvement, rectiligne en un mouvement circulaire et inversement, dans lequel au moins une tige de piston agit sur une came solidaire d'un arbre, carac- 5 térisé car le fait que ie chemin de came est une développante du cercle de base déterminé par. le diamètre de l'arbre de came» 2. Mécanisme suivant la .revendicati on 1, caractérisé par 2e faix qu'il est prévu deux tiges de piston parallèles agissant dans 1e même sens, mais-décalées en phase de 1S0°, chacune 10 étant associée à une développante au cercle de base déterminé par l'arbre de came commun,, 3» Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les tiges de piston sont en contact avec la came par l'intermédiaire d'un galet monté de façon tour-' 15 nante à l'extrémité de chaque tige de piston» 4® Dispositif suivant les revendications 1 à 3. caractérisé par le fait qu'on prévoit sur la., came des bossages permettant d'actionner des contacteurs de fin de course, ces bossages étant des arêtes qui sont les tangentes au cercle de base déterminé 20 par le diamètre de l'arbre de came et passant par les points les plus élevés ces développantes» BAD ORIGINAL-