Brevet FR2357950A1 — publié le 19780203

La présente invention a pour objet un dispositif rotatif de commutation pas-à-pas utilisant un système mécanique de positionne- ments à n positions stables, précises, reproductibles. Les appareils à positionnement séquentiel les plus connus sont les diviseurs ou les plateaux tournants. On connaît également des positionneurs rotatifs utilisant un système dit "point-trait- plan" (Demande de brevet n0 74.24 665 de la Demanderesse). Mais ces derniers sont sensibles aux phénomènes d'usure, ce qui diminue leur durée d'utilisation dans de bonnes conditions. Le dispositif de commutation suivant l'invention présente, pour une position donnée, une reproductibilité et une stabilité dépendant très peu de la précision de fabrication. En effet, si la tolérance d'usinage d'un tel dispositif est de 0,1 mm pas exemple, la précision du positionnement pas à pas est de l1 ordre de + 1 micron, soit, pour un plateau circulaire de 23 centimètres de diantre, une erreur angulaire sensiblement égale à t 101!. Suivant l'invention, un dispositif rotatif de commutation pas à pas comprenant un plateau fixe, et, superposé au plateau fixe, un plateau circulaire, mobile autour de son axe YY, perpendiculaire au plateau fixe, est caractérisé en ce que ledit plateau circulaire mobile comporte trois logements coniques disposés à 1200 les uns des autres sur une circonférence de rayon r, 11 angle au sommet de ces logements étant égal à 92,en ce que ledit plateau fixe comporte à sa périphérie une couronne munie d t 8t1 moins trois rainures à bords parallèles s ' ouvrant vers ltextérieur en deux plans inclinés formant un dièdre d'angle 01 > 82, les droites formant les crêtes de chacun de ces dièdres étant perpendiculaires à l'axe YY et se coupant en un point situé sur cet axe YY, en ce que trois billes en matériau mécaniquement résistant, logées respectivement dans les trois logements coniques viennent s1 introduire dans les dites rainures et en ce que des moyens permettent d'une part, de rendre solidaires le plateau mobile et le plateau fixe et, d'autre part, permet'ent 1a rotation dudit plateau mobile autour de l'axe YY. L'invention sera mieux comprise et d'autres caraotéristiques anearaRtront à l'aide de 7 description ci-après et des dessins qui l'accompagnent et sur lesquels La figure 1 représente en coupe transversale un dispositif de commutation suivant l'invention. La figure 2 montre, en vue de dessus, un plateau fixe suivant l'invention. a figure 3 montre une vue détaillée d'une rainure du plateau fixe. La figure 4 représente, en coupe, une bille dans son logement et dans une rainure (position stable). La figure 1 montre, en coupe transversale, un exemple de réalisation d'un dispositif rotatif de commutation pas à pas suivant l'invention. Ce dispositif comporte un plateau fixe p muni, dans une zone périphérique, d'une couronne 10 con prenant 7 n rainures R1, R2, R3 ... qui seront décrites ulterieurement, la disposition de ces rainures w1, R2 ... étant telle que montrée sur la figure 2. Dans le cas représenté, les rainures ?1, P2, R3' R11, R12, R13 sont au nombre de six (figure 2). Un plateau mobile P2 eireulaire est disposé au dessus du plateau fixe Pt dont il est rendu solidaire au moyen d'un ressort 1 de rappel (figure 1) de forme hélicoedale. Les extrémités 2 et 3 de ce ressort 1 sont fixées respectivement sur deux goupilles 4, 5 disposées parallèlement aux plateaux P1 et P2 et venant s'appuyer sur des épaulements 6 et 7 formés par l'alésage des ouvertures centrales 8 et 9 des plateaux Pi et P2 L'axe du ressort 1 hélicoldal est sensiblement disposé suivant un axe XY qui est l'axe de rotation du plateau P2 mobile. Le plateau P2 mobile, d'axe YY, est muni de trois logements 1 L2 S coniques (figure 1) dont l'angle au sommet est égal à 600, ces trois logements L1, L, t5 étant régulièrement répartis (à 1200 l'un de l'autre) sur une circonférence de rayon r. Dans chacun de ces logements L1, L2, L3 est placée une bille B1 ou B2 ou > en matériau mécaniquement résistant (de l'acier dur par exemple) Les diamètres d de ces billes B1, B2, B3 doivent être aussi rigoureusement égauxs que possible (d = 5 mm 1/4 2 par exemple), ces billes B1, B2, 33 venant s'engager dans l'une ou ltautre des rainures R1, R3, R3 ...Lorsque le plateau mobile P2 tourne autour de son axe YY, les trois billes B1, B2, B3 (figure 2) viennent s'introduire dans les rainures R1, R2, R3 ... successivement. La rainure R1 est montrée de façon détaillée en figure 3. Elle est usinée dans la couronne 10 du plateau fixe P1, en saillie par rapport à la face 11 du plateau fixe P1, placée en vis-à-vis du plateau mobile P2.La rainure R1 est formée d'un canal à faces latérales 12, 13 parallèles, s'ouvrant sur deux plans 14 > 45 inclinés, formant un dièdre d'angle e 1 sensiblement égal à 900. L'axe X1Xl passant par le centre 0 de la bille B1 et parallèle à l'arête xx du dièdre, est perpendiculaire à l'axe YY de rotation du plateau mobile Pp. Aux rainures R1, R2, R3... , montrées en figure 2, correspondent donc des axes X1X1, X2X2, X3X3 ... perpendioulaires à l'axe YY de rotation du plateau mobile P2 et qui viennent se couper en un point O1 de cet axe YY. Lorsque le plateau P2 mobile est soumis à une force de rotation, la force F de réaction normale, transmise par la bille au point A de tangence de la bille B1 et du plan 14 du dièdre (figure 4), se décompose en une force N normale à ce plan 14 et une force T tangentielle à ce plan 14, ce qui a pour effet de faire sortir la bille Bt de la rainure R1, cette bille B1 restant par ailleurs dans son logement L1. Les centres des trois billes B1, 32 33 (figure 2) se trouvant au sommet d'un triangle équilatéral dont le centre O1 correspondant au point d'intersection des axes X1X1, X2X2, X3X3 ... des rainures R1, R2, R3..., pour une position stable donnée du plateau P2 mobile par rapport au plateau P1 fixe, il n'existe donc qu'une et une seule position possible de chacune des billes dans leur rainure correspondante. Dans l'exemple de réalisation montré en figure 1, le plateau mobile P2 est prolongé latéralement par une paroi 20 cylindrique de guidage dont l'extrémité 21 libre est repliée vers l'intérieur. Trois tétons 16 vissés dans le plateau P1 à 1200 les uns des autres par exemple, interdisent la-désolidarisation des plateaux P2 et P1. Trois orifices i7 taraudés permettent de fixer le plateau fixe P1 sur un support. Il est à noter qu'il est possible d'obtenir avec le dispositif suivant l'invention non pas seulement trois ou six positions stables, mais 3 n positions stables. Pour cela il suffit de réaliser sur la couronne t9 n fois 3 rainures à 1200 l'une de l'autre. Le dispositif suivant I'invention, qui peut être utilisé avantageusement pour la commutation de -ibres-optiques présent@ de nombreux ~avantages par rapport aux systèmes de commutti; pas-à-pas connus, à savoir : - un faible coflt lié à la grande simplicité de fabrication (pas de pièces intermédiaires, tolérances larges), - manoeuvre aisée; instantanée, - montage robuste, - utilisation sans inconvénient du dispositif dahs une position quelconque. REVENDICATIONS 1. Dispositif rotatif de commutation mécanique pas à pas comprenant un plateau fixe (P1) et, supperposé au plateau fixe (P1), un plateau circulaire (P2) mobile autour d'un axe YY passant par son centre Oi et perpendiculaire aux plateaux (P1) et (P2), caractérisé en ce que ledit plateau circulaire (P2) ) mobile comporte trois logements (L1 L2, L3) coniques disposés à 1200 les uns des autres sur une circonférence de rayon r, l'angle au sommet de ces logements (L1' L2' T3) étant égal à 62 en ce que ledit plateau fixe (P1) ) comporte à sa périphérie une couronne (10) munie d'au moins trois rainures à bords parallèles s'ouvrant en deux plans inclinés formant un dièdre d'angle #1 > #2' les droites formant les arêtes de chacun de ces dièdres étant perpendiculaires à l'axe W et se coupant en un point situé sur cet axe YY, en ce que dans les logements (L1, L2, t3) sont disposées respectivement des billes (B1' B2' B3) en matériau mécaniquement résistant, et en ce que des moyens permettent de rendre solidaires le plateau mobile (P2) et le plateau fixe (P1) et permettent la rotation dudit plateau mobile (P2) sur ledit plateau fixe Dispositif rotatif de commutation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couronne 10 de roulement du plateau fixe (P1) , placée en vis-a-vis du plateau mobile (P2) est en saillie. 3. Dispositif rotatif de commutation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les angles # 2 au sommet desdits loge- ments (L1, t23 L3) côniques sont sensiblement égaux à 600, et en ce que les angles 9 1 des dièdres associés auxdites rainures sont sensiblement égaux à 900. 4. Dispositif de commutation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit plateau mobile (P2) est rendu solidaire du plateau fixe (P1) au moyen d'un ressort (1) hélicordal; placé entre les plateaux (P1, P2) au centre de ceux-ci, les extrémités (2, 3) dudit ressort (i) s'engageant dans des goupilles (4, 5) de positionnement reposant respectivement sur deux épaulements (6, 8) des plateaux (P1, P2)