Brevet FR2139610A1 — publié le 19730112

L'invention concerne le domaine des dispositifs commutant automatiquement, en fonction du temps, un ou plusieurs circuits électriques, électroniques, hydrauliques, pneumatiques ou fluidiques, selon un programme prédéterminé, et plus particulièrement les dispositifs comprenant deux ou plusieurs programmations asservies entre elles, et réglables indépendamment par l'utilisateur. L'assemblage de deux ou plusieurs dispositifs de commutation agissant séquentiellement est bien connu en soi. On connais par exemple une combinaison de plusieurs minuteries, la seconde étant mise en marche à la fin de la première période de temporisation de la première, et ainsi de suite, chaque période de temporisation pouvant être prédéterminée indépendamment des autres. Les réalisations sont moins nombreuses lorsqu'il s'agit de combiner plusieurs temporisations pouvant fonctionner, à certains moments, simul - tanément. On peut utiliser un arbre à plusieurs cames commandant des organes de commutation séparés, mais en général ces cames ne sont pas ajustable s aisément, une programmation prévue pour une certaine séquence de commutation ne pouvant pas être transformée sans modifier les positions angulaires des bossages des cames, dtoù une opération de réglage particulièrement délicate. Or, les automatismes actuels des appareils électro-ménagers tels que machines à laver le linge ou la vaisselle doivent pouvoir être mis entre toutes les mains, et il est obligatoire de prévoir des réglages accessibles avec facilité et sans danger. On peut réaliser des dispositifs de commutation automatique en utilisant deux ou plusieurs cames ou jeux de cames montés sur des arbres séparés, asservis l'un à l'autre, et réglables indépendamment, la liaison entre lesdits jeux de cames étant obtenue par action électromagnétique de relais, par des embrayages ou par des dispositifs de condamnation mécanique, c' est-à-dire par des moyens compliqués, délicats et onéreux, Le dispositif objet de la présente invention a pour objet la réalisation de deux ou plusieurs programmes de commutation, combinés entre eux à volonté, avec des moyens simples,économiques et sUrs. Le dispositif de commutation automatique selon l'invention comporte au moins une came entrainée en rotation par un moteur, ladite came réalisant un premier programme de commutations à cadence prédéterminée et commandant, au moyen d'un élément mobile intermédiaire, au moins une deuxième came non coaxiale à la première, et réalisant un deuxième programme de commutations. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif est caractérisé ence que la deuxième came est entrainée en rotation par l'intermédiaire d'un train différentiel dans lequel l'élément commandant la rotation d'un satellite est successivement immobilisé et libéré au moyen de l'élément de liaison entre la première et la deuxième came, la position immobilisée autorisant la rotation de la deuxième came et la position de libération immobilisant la deuxième came. Un avantage supplémentaire dudit dispositif réside en la possibilité de réaliser les différents programmes à volonté : soit à la suite l'un de l'autre, soit simultanément, soit avec des séquences se recouvrant partiellement. L'invention sera mieux comprise en se référant au dessin annexé, qui représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention. La figure 1 représente le dispositif en perspective éclatée. La figure 2 représente le dispositif assemblé en coupe axiale. La figure 3 représente une partie du dispositif, vue de face et coupée selon l2axe IlI-Ill de la figure 2 Le dispositif représenté à titre d'exemple non limitatif décrit un ensemble de deux cames plates 1 et 2 montées sur des arbres séparés 3 et 4 et commandant des contacts électriques 5, 6, 7 et 8, au moyen des leviers 9 et 31. comme il est bien connu. Les deux arbres 3 et 4 sont assemblés solidairement avec leurs cames respectives 1 et 2. L'arbre 3 est en outre assemblé solidairement avec une autre came plate 30. Cette came 30 porte au moins un bossage concentrique 25.Entre la came 30 et la roue dentée 14, un levier mobile 26 se situe de telle sorte que, lorsque son bec 2r pénètre entre deux dents de la roue 14 et l'immobilise, son bec 26 ne se trouve pas sur le bossage 25 de la came 30. Inversement, lorsque la came 30 en rotation présente son bossage 25 à l'encontre du bec 28, le levier 26 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, autour de son axe, et son bec 27 libère en rotation la'roue dentée 14. Le levier 26 est poussé en permanence contre la roue 1* au moyen du ressort 29. Sur l'arbre iest montée librement une pièce 10 composée å3une roue il qui reçoit en permanence la force motrice d'un moteur à vitesse régulière non représenté, d'une portée cylindrique concentrique 12 et d'une portée cylindrique exentrique 13. Sur la portée concentrique 12 est montée librement une roue dentée 14, et sur la portée excentrique 13 est montée librement une pièce 15. Ladite pièce 15 est un disque solidaire d'une goupille 16 et d'un cylindre denté 17. La came 2 est solidaire d'une rondelle concentrique 18 non visible sur la figure 1, mais visible en coupe sur la figure 2. Ladite rondelle 18 est creuse et dentée intérieurement à la forme inverse des dents de la pièce 17. La figure 3 montre en coupe les dispositions respectives des pièces 17 et 18.Le cylindre denté 17, monté sur la portée 13, possède, par rapport à l'arbre 4, une excentricité telle qu'au moins une de ses dents 19 vient se loger dans le creux correspondant 26 de la rondelle creuse 18. L'arbre 4, solidaire de la came 2, est monté librement entre les plaques 21 et 22 constituant le bati du dispositif. Toutefois, une trop grande liberté en rotation de l'arbre 4 est évitée au moyen de la friction développée par un ressort 23, dont l'effet est de plaquer la face latérale 24 de la came 2 contre la paroi de la plaque 21. Si l'on suppose fixes la came 2 et la rondelle 18, et si l'on fait tourner la pièce 10 autour de l'arbre 4, la portée excentrique 13 tend à faire tourner le disque 15 et la pièce 17 en translation autour de l'arbre 4, mais ladite pièce 17 est empechée de tourner par la pénétration de la goupille 16 dans un trou oblong 21 ménagé dans la roue dentée 14. Par ailleurs, les dents de la pièce 17 sont en contact avec les creux voisins de la rondelle 18, et vont donc entraîner ladite rondelle 18 et la came 2 qui en est solidaire, d'un mouvement rotatif différentiel comme il est bien connu, et dont la vitesse est fonction de la différence entre les nombres de dents du cylindre denté 17 et de la rondelle creuse 18. Le fonctionnement du dispositif est alors le suivant L'arbre 3 et les deux cames 1 et 30 qui lui sont solidaires sont mis en rotation au moyen d'un moteur à vitesse régulière non représenté. Ils peuvent etre également placés dans une position angulaire donnée, au moyen d'un bouton de commande manuelle non représenté. En considérant la figure 1, l'on supposera que l'utilisateur a placé les cames 1 et 30 dans la position correspondant à la temporisation qu'il désire. A partir de ce moment, les cames 1 et 30, entraînées par le moteur, vont d'abord parcourir un angle A dans le sens de la flèche F, jusqu a ce que le levier 26 soit soulevé par le bossage 25. Pendant ce premier temps, certaines commutations ont été successivement opérées par le jeu du levier 9, sou levé et abaissé par les bossages successifs de la came 1 et le mouvement des contacts 5 et 6. Pendant le meme temps, un moteur non représenté a fait tourner régulièrement la roue 11 sur son axe 4. Ce faisant, la roue 14, immobilisée par le bec 27 du levier 26, a empêché, par la goupille 16, le cylindre denté 17 de tourner sur eux-mêmes. n s'ensuit donc un mouvement excentrique de translation des éléments 16 et 17, la rondelle dentée 18 et la came 2 sont à leur tour entrainées en rotation à une vitesse qui dépend de la différence des nombres de dents des éléments 17 et 18. La came 2 peut à son tour opérer un certain cycle de commutations au moyen de ses bossages et de ses creux, en coopération avec le levier 10 et les contacts 7 et 8. Ledit cycle de commutations continue pendant tout le temps où le levier 26 reste sur le niveau inférieur de la came 30 et immobilise la roue 14. Au moment où la rotation de la came 30 amène la montée du bec 28 au niveau supérieur de ladite came, la roue 14est alors libérée par le bec 27. La goupille 16 et l'ensemble 15-17 sont alors entrainés en rotation sous l'effet du mouvement excentrique de la portée 13 de la pièce 10 solidaire de la roue 11. La came 2 étant montée à friction n'est donc pas entrainée par le mouvement excentrique de l'élément 17 et reste immobile. 1l en est ainsi pendant tout le temps où la came 30 maintient soulevé le levier 26. On a donc ainsi obtenu selon l'invention la combinaison de deux systèmes de commutation asservis l'un à l'autre au moyen d'éléments uniquement mécaniques, ctest-à-dire sans aucun relais ni embrayage, lesdits éléments étant constitués d'une façon particulièrement économique en les fabriquant par exemple en matière plastique moulée. On remarquera les très nombreuses variantes rendues possibles par le dispositif selon l'invention. En particulier, les deux mouvements rotatifs des arbres 3 et 4 peuvent être commandés par un seul et même moteur, par l'intermédiaire de trains d'engrenages appropriés. On peut également concevoir que le deuxième arbre 4 et les éléments qutil supporte peuvent à leur tour assurer l'asservissement d'un troisième ensemble assurant un troisième jeu de commutations, et ainsi de suite. On peut également appliquer le dispositif selon l'invention à un programme de commutations plus compliqué, en associant aux cames 2 et 30 d'autres cames coaxiales et solidaires, accomplissant chacune un cycle de commutations particulier. On peut également permettre au dispositif deux programme s de commutation successifs, en prévoyant l'immobilisation de l'arbre 3 et des cames 1 et 30 après immobilisation de la roue 14 par le levier 26. A cet effet, on munit par exemple l'arbre 3 d'une roue à dents de rochet, poussée pas à pas par un jeu de cliquets comme il est bien connu, et à laquelle il manque une ou plusieurs dents. Dans ce cas2 le bec 28 du levier 26 peut par exemple pénétrer dans les dents de ladite roue à rochet au lieu de coopérer avec la came 30. Lorsque le bec passe sur les dents successives de la roue à rochet, son déplacement est insuffisant pour que le bec 27 pénètre dans les dents de la roue 16 Au contraire, lorsque le bec tombe dans l'intervalle de la dent ou des dents manquantes, son déplacement angulaire s'accentue et il peut alors, par son bec 27, immobiliser la roue 14. Dans ces conditions, c'est l'utilisateur qui, au moyen de la commande manuelle de l'arbre 3, fera franchir à la roue à rochet l'angle nécessaire pour remettre le dispositif en position de fonctionnement. On peut également augmenter économiquement les possibilités du dispositif en utilisant comme élément de commutation le levier 26 qui assure l'asservissement entre le premier et le deuxième jeu de cames. On peut également varier à volonté le programme des commutations du dispositif en permettant à l'arbre 4, solidaire de la came 2, d'entre commandé en rotation par l'utblisateur, au moyen par exemple d'un bouton de manoeuvre ce qui permet de faire débuter le second cycle à partir d'une position angulaire déterminée dé la came 2. Un dispositif selon l'invention, ou l'une se ses nombreuses variantes, sont particulièrement intéressants dans les domaines d'utilisation de l'appareillage electro-ménager. On peut par exemple avec un tel dispositif : commander un prélavage dit 'Ibiologique't avant le cycle normal d'une machine à laver ; assurer le déclenchement d'un séchoir électrique après lavage ; commander aux moments voulus l'insertion de produits lessiviels dans l'enceinte d'une machine à laver ; assurer des cycles de cuisson variés dans un appareil de chauffage ; et en général dans tous les cas où une suite compliquée de commutations doit être assurée -par des moyens simples et éonomiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation automatique d1au moins un circuit électrique, électronique, hydraulique, pneumatique ou fluidique, comportant au moins une came entrainée en rotation par un moteur, ladite came réalisant un premier programme de commutations à une cadence prédéterminée et commandant, au moyen d'un élément mobile intermédhire, au moins une deuxième came non coaxiale à la première et réalisant un deuxième programme de commutations, ledit dispositif caractérisé en ce que la deuxième came est entra-Enée en rotation par l'intermédiaire d'un train différentiel dans lequel l'élément commandant la rotation d'un satellite est successivement immobilisé et libéré au moyen de ltélément de liaison entre la première et la deuxième came, la position immobilisée autorisant la rotation de la deuxième came et la position de libération immobilisant la deuxième came. 2. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première came est montée solidairement avec son arbre, ledit arbre étant rendu accessible à l'utilisateur dans le but de permettre audit utilisateur de déplacer angulairement la première came à sa volonté, indépendamment des autres éléments du dispositif. 3. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mobile assurant la liaison entre la première et la deuxième came est un levier dont une extrémité est en contact avec les saillies et les creux périphériques d'un disque coaxial à la première came, les mouvements angulaires communiqués audit levier au cours de la rotation du disque amenant une autre extrémité duditievier à pénétrer et à sortir des creux d'une rondelle dentée coaxiale à la deuxième came, et solidaire de l'élément immobilisant en rotation le satellite. 4. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième came est entrainée en rotation par l'intermédiaire d'un train différentiel sous l'action du moteur qui entraiùe par ailleurs la première came. 5. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif à friction immobilise la deuxième came tant que la valeur du couple de friction n'est pas dépassée par la valeur du couple dlentraihe- ment transmis par le train différentiel. 6. Dispositif de commutation selon les revendications 1 et 2, caracté risé en ce que Ie levier de liaison entre la première et la deuxième came assure également pendant ses déplacements une fonction de commutation. 7. Dispositif de commutation selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première came est solidaire en rotation d'une roue à dents de rochet qui reçoit des impulsions du moteur à travers un système d'avance pas à pas, les dents de ladite roue à rochet soulevant et laissant retomber successivement un bec solidaire de l'organe de liaison entre la première et la deuxième came, au moins une dent de rochet étant supprimée et remplacée par un creux dans lequel tombe plus profondément le bec dudit levier, dans le but de déplacer suffisamment ledit levier à ce moment pour qu'une de ses extrémités entre dans la trajectoire du disque denté coaxial à la deuxi ème came et solidaire de l'organe immobilisant le satellite. 8. Dispositif de commutation selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la deuxième came est montée solidairement avec son arbre, ledit arbre étant rendu accessible à l'utilisateur dans le but de permettre audit utilisateur de caler angulairement, à sa volonté, la deuxième came par rapport à la première.