Brevet FR2455224A1 — publié le 19801121

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Jacques BASCOU se rapporte à un mécanisme transformant un mouvement de rotation de faible amplitude en un mouvement de translation de grande amplitude. On connait divers mécanismes permettant la transformation d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation, mécanisme parmi lesquels on peut citer les systèmes à vis-écrou, à pignon-crémaillère, à came. Le système à vis-écrou classique présente l'inconvénient majeure que l'amplitude du mouvement de translation, définie par le pas du filetage, est très faible. Dans le système à pignon-crémaillère, l'amplitude du mouvement de translation est fonction du diamètre du pignon; un mouvement de trains la tion de grande amplitude implique donc l'utilisation d'un pignon de grand diamètre et egalement d'une crémaillère de grande longueur, ce qui conduit à un mécanisme très encombrant. Dans le système à came, l'amplitude du mouvement de translation est définie par la levée de la came; afin qu'il n'y ait pas d'arc-boutement, l'angle de pente du profil de la came doit étre inférieur à une valeur qui dépend du frottement entre le profil de la came et l'organe suiveur de came, ce qui limite également l'amplitude du mouvement de translation susceptible d'être obtenue avec une came ayant un rayon minimal ou maximal donné. Un autre problème qui se pose pour de tels mécanismes de transformation d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation est celui de l'irréversibilité. Un système à vis-écrou classique permettant une telle transformation est irréversible du fait du choix obligatoire d'un pas réduit. I1 n'en est pas de meme pour le système à pignon-crémaillère qui est toujours réversible. Dans le cas du système à came, l'irréversibilité est assurée par le choix, pour le profil de la came, d'une pente qui est encore plus faible que la pente maximale déterminée pour éviter l'arc-boutement, ce qui réduit encore davantage la levée maximale possible d'une came de rayon minimal ou maximal donné. La présente invention a pour objet un mécanisme permettant la transformation d'un mouvement de rotation de faible amplitude en un mouvement de translation de plus grande amplitude que les mécanismes connus, tout en étant d'un encombrement plus faible que ces mécanismes connus. La présente invention a également pour objet un mécanisme transformant de façon irréversible un mouvement de rotation de faible amplitude en un mouvement de translation de grande amplitude. Le mécanisme conforme à l'invention comprend une première came-disque présentant un profil en spirale logarithmique, et une denture parallile à son profil et montée en rotation autour de son axe. Ce mécanisme comprend en outre une seconde came-disque ayant le même profil que la première came-disque et une denture parallèle à son profil, le profil de la seconde came-disque étant opposé au profil de la première came-disque. La seconde came-disque est montée en rotation autour de son axe et mobile en translation suivant une droite passant par l'axe de la première came-disque. Ce mécanisme comprend également un moyen mobile en translation suivant ladite droite, en contact avec les profils des deux cames-disques et maintenant en prise les dentures des deux cames-disques.Tout mouvement de rotation imprimé à la première came-disque entraîne une rotation correspondante, en sens opposé, de la seconde came-disque et un mouvement de translation de l'axe de la seconde came-disque d'une amplitude égale à la somme des levées deq deux cames-disques. Pour augmenter encore l'amplitude du mouvement de translation en réponse à la rotation de la première camedisque, il est avantageux d'associer à la seconde camedisque une troisième came-disque ayant le même profil et le même axe que ladite seconde came et solidaire de cette dernière, le profil de ladite troisième came-disque étant décalé angulairement de 1800 par rapport au profil de la seconde came, et d'associer à cette troisième came-disque un organe suiveur de came mobile en translation suivant ladite droite et en contact avec le profil de cette derniere, sur ladite droite à l'opposé de la première came par rapport à l'axe commun de la seconde et de la troisième cames. Ici également, un moyen est prévu pour maintenir ledit organe suiveur de came en contact avec le profil de la troisième came. Ainsi, l'amplitude du mouvement de translation de cet organe suiveur de came correspond à la somme des levées des trois cames. Pour augmenter encore davantage l'amplitude du mouvement de translation, il est avantageux d'associer audit organe suiveur de came un parallélogramme articulé ayant un premier et un second axes d'articulation opposés mobiles en translation suivant la droite passant par les axes des cames, le premier desdits axes d'articulation étant relié audit organe suiveur de came, et un troisième et un quatrième axes d'articulation opposés mobiles en translation suivant deux droites qui, dans un plan contenant lesdites trois droites, sont situés symétriquement de part et d'autre de la droite reliant les axes des cames de manière qu'elles se rejoignent sur ladite droite prolongée depuis ledit premier axe d'articulation au-del dudit second axe d'articulation du parallélo- gramme articulé. L'amplitude du mouvement de translation de l'organe de sortie du mécanisme constitué alors par ledit second axe d'articulation, se trouve ainsi accrue de la valeur de la variation de la distance réciproque desdits premier et second axes d'articulation du parallélogramme suivant la droite reliant lesdits axes, en réponse au mouvement de translation de l'organe suiveur de came. Pour réduire la longueur hors-tout du mécanisme à trois cames et à parallélogramme articulé, il est préférable que ledit premier axe d'articulation du parallélogramme relié audit organe suiveur de came, soit l'axe qui, sur ladite droite, est le plus éloigné de;la première came et que lesdites deux droites suivant lesquelles sont mobiles en translation lesdits troisième et quatrième axes d'articulation du parallélogramme convergent vers l'axe de la première came. Suivant un mode de réalisation avantageux, les profils des trois cames-disques sont constitués chacun par un talon dépassant axialement d'un côté le plan du disque de la came, la première et la seconde cames-disques présentent chacune une denture extérieure parallèle au talon définissant son profil, ledit moyen en contact avec les profils de la première et de la seconde cames est constitué par un maillon présentant deux rainures recevant les talons desdites cames, et l'organe suiveur de came associé à la troisième came et un coulis seau présentant une rainure recevant le talon de ladite came. Une application particulièrement intéressante du mécanisme conforme à l'invention réside dans le réglage manuel de la position d'un siège, en particulier d'un siège de véhicule automobile, par exemple en vue de l'adaptation du poste de conduite à la morphologie du conducteur, par avancement et recul et/ou basculement du siège. En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un mécanisme conforme à l'invention; sur ce dessin la fig. 1 représente schématiquement un mécanisme conforme à l'invention, dans une position extrême; la fig. 2 représente schématiquement le même mécanisme dans l'autre position extrême; la fig. 3 représente un mécanisme conforme à l'invention dans son application au réglage de position d'un siège de véhicule automobile, dans une première position extrême; la fig. 4 représente le mécanisme de la fig. 3 dans l'autre position extrême. Le mécanisme illustré schématiquement sur les fig. 1 et 2 comprend une première came-disque 1 montée en rotation autour d'un axe 2 et présentant un profil 3 en spirale logarithmique, ainsi qu'une seconde came-disque 4 montée en rotation autour d'un axe 5 et présentant un profil en spirale logarithmique 6 identique à celui de la.première came i. Le profil 6 de la came 4 est opposé au profil 3 de la came 1. Les deux profils 3 et 6 se trouvent en contact avec un élément intermédiaire non représenté mobile en translation suivant la droite 7 passant par les deux axes 2 et 5. Les deux cames 1 et 4 engrènent l'une avec l'autre par des dentures qui sont confondues avec les profils 3,6 parallèles à ces profils. Ainsi, tout mouvement de rotation imprimé à la came 1 se trouve transmis par cette dernière à la came 4 qui tourne alors dans le sens contraire. L'axe 2 de la came 1 est stationnaire et l'axe 5 de la came 4 est mobile en translation suivant la droite 7 passant par les deux axes 2 et 5. Une troisième came 8 ayant le même axe 5 que la came 4 et solidaire de cette dernière présente un profil en spirale logarithmique 9 décalé angulairement de 1800 par rapport au profil 6 de la came 4. Un organe suiveur de came 10 mobile en translation suivant la droite 7 se trouve en contact avec le profil 9 de la came 8 sur le côté opposé à l'axe 2 de la came 1. Cet organe suiveur de came 10 porte un premier axe d'articulation 11 d'un parallélogramme articulé référencé 12 dans son ensemble. L'axe d'articulation 11 ainsi que l'axe d'articulation 13 opposé du parallélogramme 12 sont mobiles en translation suivant la droite 7. Les deux autres axes d'articulation opposés 14 et 15 du parallélogramme 12 dont les quatre bielles sont référencées 16, 17, 18 et 19 sont mobiles en translation suivant deux droites 20 et 21 situées symétriquement de part et d'autre de la droite 7 et convergeant en direction de l'axe 2 de la came 1. La cinématique du mécanisme conforme à l'invention apparaît à la comparaison des fig. 1 et 2. Dans la position selon la fig. 1, les parties de rayon minimal des profils 3 et 6 des deux cames 1 et 4 sont tournées l'une vers l'autre. Un mouvement de rotation imprimé dans le sens de la flèche 22 à la came 1 entraîne une rotation en sens contraire (flèche 23) de la came 4, de sorte que les deux cames 1 et 4 se repoussent. L'axe 2 de la came 1 étant stationnaire et l'axe 5 de la came 4 étant mobile en translation, la came 4 dans son ensemble se déplace, son axe 5 s'éloignant de l'axe 2 de la came 1 suivant la droite 7.La came 8 solidaire de la came 4 tourne et se déplace conjointement avec cette dernière, de sorte que l'organe suiveur de came 10 qui, dans la position selon la fig. 1, se trouve en contact avec la partie de rayon minimal du profil 9 de la came 8, se déplace dans le sens de la flèche 24 suivant la droite 7 jusqu'à la position selon la fig. 2 où les parties de rayon maximal des profils 3 et 6 des deux cames 1 et 4 se touchent sur les parties de rayon maximal sont tournées l'une vers l'autre et où l'organe suiveur de came 10 se trouve en contact avec la partie de rayon maximal du profil 9 de la came 8. Le déplacement subi par l'organe suiveur de came 10 depuis la position selon la fig. 1 jusqu'à la position suivant la fig. 2 correspond donc à la somme des levées maximales des trois cames 1, 4 et 8. Ce mouvement de translation de l'organe suiveur de came 10 entraîne un mouvement de translation correspondant de l'axe d'articulation 11 du parallélogramme articulé 12. Les deux bielles 16 et 19 reliant l'axe d'articulation 11 aux deux axes d'articulation 14 et 15 déplacent ces derniers suivant les droites divergentes 20 et 21 dans le sens des flèches 25 et 26, de sorte que les deux axes d'articulation 14 et 15 s'écartent l'une de l'autre. En même temps, l'axe d'articulation 13 relié par les deux autres bielles 17 et 18 aux axes d'articulation 14 et 15 se déplace dans le sens de la flèche 24 suivant la droite 7 à une vitesse supérieure à celle de l'axe d'articulation 11, de sorte qu'à la position selon la fig. 2, l'axe d'articulation 13 s'est rapproché de l'axe d'articulation 11, par rapport à la position selon la fig. 1. Les fig. 3 et 4 illustrent en détail un exemple de l'application d'un mécanisme conforme à l'invention tel que représenté schématiquement sur les fig. 1 et 2, au réglage manuel simultané de l'inclinaison et du déplacement avantarrière d'un siège de véhicule automobile. Le siège 101 dont seule une partie de l'armature est représentée est un siège du type baquet, comprenant une assise et un dossier reliés rigidement entre eux. Le siège 101 porte deux glissières courbes 102 parallèles coopérant avec deux glissières courbes 103 parallèles solidaires d'un support 104 lui-même monté sur une embase 105 solidaire du plancher du véhicule. Une manette 106 montée en rotation sur le support 104 est reliée à un pignon 107 qui se trouve en prise avec une denture 108 d'une came 109 montée en rotation par deux tourillons définissant un axe d'articulation 110, dans un perçage de la face supérieure du support 104 et dans un perçage correspondant d'un couvercle 111 délimitant un carter avec ladite face supérieure du support 104. La came 109 porte, sur sa face inférieure, un talon 112 tourné vers le bas et définissant un profil en spirale logarithmique dont l'angle constant est déterminé de façon à assurer 1' irréversibilité. Le talon 112 se trouve en prise avec une première rainure 113 d'un maillon 114 dont une seconde rainure 115 reçoit un talon 116 définissant de la même manière, sur une seconde came 117 se trouvant dans le même plan que la came 109, un profil en spirale logarithmique qui est identique, mais en opposition, au profil défini par le talon 112 sur la came 109. L'axe de rotation 118 de la came 117 est également défini par deux tourillons dont l'un est mobile en rotation et en translation dans une rainure 119 emboutie dans la face supérieure du support 104, cette rainure 119 recevant en même temps le maillon 114.L'autre tourillon de la came 117 est monté mobile en rotation et en translation dans une rainure 120 emboutie dans le couvercle 111. axes deux rainures 119 et 120 sont rectilignes et leurs axes sont contenus dans un plan passant par les axes 110 et 118 des deux cames 109 et 117. Les deux cames 109 et 117 présentent en outre sur leur périphérie extérieure, parallèlement à leurs talons 112 et 116, chacune une denture 121 et 122 en prise l'une avec 1 'autre. La came 117 présente un second talon 123 tourné vers le haut et définissant un second profil en spirale logarithmique. Ce second profil de la came 117 est décalé angulairement de 1800 par rapport au profil défini par le talon 116. Le talon 123 se trouve en prise avec une rainure 124 ménagée à une extrémité d'un coulisseau 125 mobile en translation dans la même rainure 120 du couvercle 111 que l'un des tourillons de la came 117. A son extrémité opposée à la rainure 124, le coulisseau 125 porte un tourillon 126 qui traverse vers le haut une boutonnière 127 ménagée dans le fond de la rainure 120 du couvercle 111. Sur le tourillon 126 sont articulées, au-dessus du couvercle 111, deux bielles 128 et 129 formant deux branches d'une parallélogramme articulé. Les deux autres bielles 130 et 131 de ce parallélogramme sont reliées entre elles par un axe d'articulation 132 qui coulisse également dans la bouton nière 127. Les deux bielles 128 et 130 sontreliées entre elles par un axe d'articulation 133 qui coulisse dans une boutonnière non représentée et les deux bielles 129 et 131 sont reliées de la même manière entre elles par un axe d'articulation non représenté coulissant dans une autre boutonnière non représentée.Les deux boutonnières sont rectilignes et sont disposées symétriquement par rapport à la boutonnière 127, de la même manière que les deux droites 20 et 21 par rapport à la droite 7 sur les fig. 1 et 2, de manière à converger vers l'axe de rotation 110 de la came 109. L'axe d'articulation 132 du parallélogramme articulé est relié à une patte 134 solidaire du siège 101 par une bielle 135 articulée par un axe 136 sur l'axe 132 et par un axe 137 sur la patte 134. Le mode de fonctionnement du mécanisme selon les fig. 3 et 4 correspond à celui décrit en relation avec l'exemple schématique des fig. 1 et 2. Par conséquent, à partir de la position selon la fig. 3 sur laquelle le siège 101 est représenté dans l'une de ses positions extrêmes de basculement, une rotation de la manette 106 de 1800 permet d'amener le siège dans son autre position de basculement extrême, l'axe d'articulation 132 qui constitue l'élément de sortie du mécanisme se déplaçant de l'extrémité de gauche de la bouton nière 127 jusqu'au voisinage de l'extrémité de droite de cette boutonnière, la bielle 135 compensant la courbure des glissière 102 et 103.Cette rotation de 1800 de la manette 106 entraîne, compte tenu du rapport de transmission entre le pignon 107 et la denture 108 de la came 109, une rotation d'environ 2700 de la came 109, donc également de la came 117, ce qui se traduit, sur le coulisseau 125, par un mouvement de translation d'une amplitude égale à la somme des levées maximales des trois profils en spirale définis par les trois talons 112, 116 et 123, ce mouvement de translation étant encore amplifié entre l'axe d'articulation 126 et l'axe d'articulation 132, par la déformation du parallélogramme articulé. par le choix approprié des angles de pente des trois profils en spirale, il est possible d'assurer 1 'irréversibi- lité du mécanisme. Du fait du contact permanent des deux cames avec le maillon 114 dont les rainures 113 et 115 sont en prise avec les talons 112 et 116, du contact permanent de la came 117 avec le coulisseau 125 dont la rainure 124 esr en prise avec le talon 123, et du fait que les dentures 121 et 122 assurent une rotation forcée des deux cames 109 et 117, le mécanisme permet une commande de basculement "positive" du siège, dans un sens comme dans l'autre, et un blocage du siège dans les deux positions extrêmes et dans n'importe quelle position intermédiaire, sans dispositiif de verrouillage additionnel. Au lieu de relier le coulisseau 125 à l'axe d'articulation 126, on pourrait également le relier à l'axe d'articulation 132 opposé, auquel cas les boutonnières servant à guider les deux autres axes d'articulation du parallélogramme articulé devraient diverger en direction de l'axe de rotation 110 de la came 109. Le mécanisme dans son ensemble présente rait alors une plus grande longueur. Un tel agencement peut s'avérer utile dans le cas où l'élément d'entrée ou de manoeuvre (manette 106) et l'élément de sortie doivent, par exemple pour des raisons d'implantation, être davantage éloignés l'un de l'autre. L'application du mécanisme conforme à l'invention n' est évidemment pas limitée au réglage du basculement d'un siège de véhicule automobile, monté sur des glissières courbes. I1 est possible de régler de la même manière le déplacement avant et arrière d'un siège monté sur des glissières droites. Dans l'exemple des fig. 3 et 4, un tel réglage de deplacement avant-arrière, à l'aide d'un mécanisme identique, peut être prévu, en plus du réglage de basculement représente, entre le support 104 et l'embase 105 dans le cas où des glissières droites sont prévues entre ces deux éléments. De plus, le réglage de position d'un siège ne constitue qu'un exemple illustratif des multiples applications que le mécanisme conforme à l'invention peut trouver dans les domaines les plus divers. Par ailleurs, il est évident que de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées au mécanisme tel que représenté et décrit en ce qui concerne, par exemple la réalisation des profils en spirale des cames et le maintien de ces profils en contact avec le maillon et le coulisseau. Ces éléments peuvent être remplacés par des éléments équivalents assurant que le mécanisme remplisse les fonctions recherchées, à savoir la transformation positive de tout mouvement de rotation à l'entrée en un mouvement de translation de grande amplitude à la sortie, quel que soit le sens de ce mouvement de rotation, et l'irréversibilité, c'est-àdire l'auto-blocage dans n'importe quelle position. Les deux boutonnières servant au guidage des troisième et quatrième axes d'articulation du parallélogramme pourraient également recevoir une forme non rectiligne, selon l'allure que l'on veut donner au mouvement de translation de sortie en réponse au mouvement de rotation d'entrée du mécanisme. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de transformation d'un mouvement rotation de faible amplitude en un mouvement de translation de grande amplitude, caractérisé par le fait qu'il comprend une première came-disque (1), présentant un profil (3) en spirale logarithmique et une denture parallèle à son profil, et montée en rotation autour de son axe (2), une seconde came-disque (4) ayant un profil (6) identique, mais opposé, à celui de la première came et une denture parallèle à son profil, la seconde came-disque étant montée en rotation autour de son axe (5) et mobile en translation suivant une droite (7) passant par l'axe de la première came, et un moyen mobile en translation suivant ladite droite, en contact avec les profils desdites deux cames et maintenant en prise les dentures desdites deux cames. 2. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, une troisième camedisque (8) ayant le même axe (5) que ladite seconde came et solidaire de cette dernière, ladite troisième came ayant également un profil (9) en spirale logarithmique décalé angulairement de 1800 par rapport au profil de la seconde came, un organe suiveur de came (10) mobile en translation suivant ladite droite et en contact avec le profil de cette dernière, à l'opposé de la première came, ainsi qu'un moyen pour maintenir ledit organe suiveur de came en contact avec le profil de la troisième came. 3. Mécanisme suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un parallélogramme articulé (12) ayant un premier (11) et un second (13) axes d'articulation opposés mobiles en translation suivant ladite droite (7) passant par les axes des cames, le premier desdits axes d'articulation étant relié audit organe suiveur de came, et un troisième (14) et un quatrième (15) axe d'articulation opposés mobiles en translation suivant deux droites (20, 21) qui, dans un plan contenant lesdites trois droites, sont situées symétriquement de part et d'autre de la droite (7) reliant les axes des cames, de manière qu'elles se rejoignent sur ladite droite prolongée depuis ledit premier axe d'articulation au-delà dudit second axe d'articulation du parallélogramme articulé. 4. Mécanisme suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit premier axe d'articulation relié audit organe suiveur de came est constitué par l'axe du parallèlogramme qui, sur ladite droite, est le plus éloigné de la première came et que lesdites deux droites suivant lesquelles sont mobiles en translation lesdits troisième et quatrième axes d'articulation du parallélogramme convergent vers l'axe de la première came. 5. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les profils des trois cames-disques sont constitués chacun par un talon (112, 116, 123) dépassant axialement d'un côté le plan du disque de la came, que la première (109) et la seconde (117) cames-disques présentent chacune une denture extérieure (121, 122) parallèle au talon définissant son profil, que ledit moyen en contact avec les profils de la première et de la seconde came-disque est constitué par un maillon (114) présentant deux rainures (113, 115) recevant les talons desdites cames, et que l'organe suiveur de came associé à la troisième came est un coulisseau (125) présentant une rainure (124) recevant le talon (123) de ladite came. 6. Mécanisme suivant la revendication 5, caractérisé par son application au réglage manuel de la position d'un siège, en particulier d'un siège de véhicule automobile, par avancement et recul et/ou basculement d'un siège (101) monté sur des glissières rectilignes et/ou des glissières courbes (102, 103) la rotation de la première came (109) étant commandée par pivotement d'une manette (106) et l'axe d'articulation (132) du parallélogramme opposé à l'axe d'articulation (126) relié audit coulisseau (125) agissant sur le siège (101) à régler.