Brevet FR2480619A1 — publié le 19811023

La présente invention concerne un dispositif secoueur pour des liquides ou autres contenus dans des corps creux de préférence cylindriques, tels que tubes à essais1 cuves, tubes d'Eppendorf, un logement animé, en service, d'un mouvement de rotation excentrique étant prévu pour le contenant et le dispositif moteur1 notamment é- lectrique, étant mis en marche en repoussant vers le bas le contenant pour actionner un interrupteur. On connait déjà des dispositifs de ce genre. I1 en existe dans lesquels en enfonçant le tube à essai ou autre contenant, et par conséquent le logement, on enfonce l'arbre d'entratnement et son prolongement à l'intérieur du moteur électrique, de sorte qu'on peut actionner un interrupteur situé de l'autre côté du moteur. Outre la complexité de leur construction, ces dispositifs présentent l'inconve- nient d'une diminution du rendement du moteur due au fait que l'induit de ce dernier est déplaçable. On connait aussi des dispositifs du même type, dans lesquels le logement du tube à essai ou autre récipient et le groupe moteur peuvent pivoter ensemble autour d'un axe dans le carter du dispositif. et actionner par ce pivotement un minirupteur ou autre moyen de commande similaire. L'inconvénient de cette solution est qu'il faut recourir à des ressorts de rappel pour que l'ensemble, une fois relâché, revienne automatiquement à sa position de départ. I1 en résulte de nouveau une construction relativement complexe, que la présence de ressorts relativement puissants rend en outre assez encombrante. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispositif du même type, mais dans lequel le système moteur peut être rendu solidaire du carter et n'a donc pas à effectuer, en partie ou dans sa totalité, un mouvement quelconque pour la mise en marche de l'appareil. On simplifie ainsi la construction à l'intérieur de celui-ci, tout en augmentant sa stabilité. On obtient en outre une utilisation optimale de l'énergie motrice pour la production des secousses. Par ailleurs, le nombre des pièces soumises à l'usure qui ré sulte des secousses est aussi réduit que possible. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, le logement prévu pour le récipient à secouer est lié à un manchon ou autre élément similaire monté axialement dépla çable contre une force de rappel sur un bout d'arbre qui est immobilisé dans le sens axial, mais peut être animé d' un mouvement de rotation excentrique, le dit manchon présente un élément saillant de manoeuvre et un interrupteur de mise en marche de l'appareil, actionnable sans contact, est placé sur la trajectoire axiale du manchon ou de l'é- lément saillant. Grâce à cet agencement, il n'est plus nécessaire, lorsqu'on enfonce le récipient à secouer, que le moteur soit déplacé en totalité ou en partie, l'interrupteur actionnable sans contact qui sert à la mise en marche du moteur et donc de l'arbre d'excentrique pouvant être actionné par l'élément saillant ou éventuellement par le manchon lui-même. Le manchon étant seul concerné par le mouvement d'enfoncement axial, la force des ressorts de rappel peut être réduite en proportion. Le moteur peut être rendu solidaire du carter, de préférence par l'intermédiaire d'une équerre, de sorte que des vibrations de 1' appareil proprement dit sont pratiquement éliminées. L' énergie des vibrations peut donc être transmise pour la plus grande part à l'appareil à secouer. L'équerre sert en même temps à supporter la plaquette de circuits imprimés et forme donc un sous-ensemble avec le moteur et le manchon. I1 est particulièrement avantageux de prévoir comme interrupteur actionnable sans contact un relais photoélectrique dans lequel la source lumineuse est de préférence une photodiode. Il suffit alors d'amener l'élément saillant dans le faisceau lumineux pour mettre en marche l'appareil secoueur. Le relais photoélectrique pour la mise en marche de l'appareil peut être groupé avec un système éLectroni- que de régulation ou de commande du système moteur et etre placé avec celui-ci sur une plaque de circuits pour constituer un ensemble. L'utilisation d'un interrupteur actionnable sans contact et notamment d'un relais photoélectrique coopérant avec un élément saillant du manchon mobile présente l'avantage supplémentaire que cet interrupteur peut être immédiatement intégré au système de commande et de régulation du moteur. L'utilisation d'une plaque de circuits est par ailleurs particulièrement avantageuse, car cette plaque est d'un faible encombrement, permet une préfabrication et simplifie le montage de l'ensemble de 1' appareil. La plaque de circuits peut présenter dans la zone du relais photoélectrique une fente pour le passage de l'e- lément saillant du manchon. Le faisceau lumineux passe à travers cette fente et il est, le cas échéant, interrompu par l'élément saillant. I1 est particulièrement avantageux que la fente pour le déplacement de l'élément saillant soit prévue sur un bord de la plaquette de circuits et notamment soit ouverte sur ce bord. Ceci facilite le montage, car il suffit alors d'engager le manchon et son élément saillant dans le sens de l'axe du premier, le second pénétrant de lui-même dans la fente ouverte. L'élément saillant est avantageusement perpendiculaire à la direction du déplacement du manchon et s'étend à peu près horizontalement à partir de ce dernier. De ce fait, il peut facilement franchir la distance qui sépare la plaque de circuits du groupe moteur et pénétrer dans la zone du relais photoélectrique. Dans une forme d'exécution qui convient particulièrement bien à l'utilisation d'un élément saillant solidaire du manchon, il est prévu sur cet élément saillant, pour immobiliser en rotation le manchonJdeux organes de traction élastiques qui agissent dans deux sens opposés, notamment des bagues de caoutchouc, des ressorts de traction et autres moyens de traction élastiques similaires. Ils empêchent que les mouvements de rotation et de circumduction du bout d'arbre entrainent en rotation le manchon proprement dit, de sorte qu'il ne se produit pas de forces de frottement entre ce manchon ou le logement fixé sur celuici et le récipient à secouer. Les bagues de caoutchouc utilisées comme moyens d' immobilisation en rotation et d'amortissement sur l'élément saillant du manchon ont avantageusement leurs deux brins orientés â peu près horizontalement, ces deux brins étant situés l'un au-dessous de l'autre dans la zone de l'élé- ment saillant et la ligne qui joint leurs points d'accrochage respectifs sur l'équerre étant plus près du manchon que ne le sont leurs points d'accrochage sur l'élément saillant. I1 en résulte sur les bagues de caoutchouc une légère composante de force orientée suivant l'axe de l'é- lément saillant, en direction du manchon, qui permet de les maintenir dans leur position. Le manchon est avantageusement monté sur le bout d'arbre excentrique du système moteur au moyen de roulements à billes et il est prévu entre lui et la bague extérieure de ces roulements un ajustement glissant pour son déplacement axial. I1 en résulte que le manchon peut être enfoncé sur le bout d'arbre et décalé relativement à 1' axe de l'arbre moteur sans résistance notable due au frottement. On peut utiliser aussi des paliers lisses en veillant aussi à ce que le coulissement axial soit assuré. Sur la face en bout libre de l'arbre d'excentrique, il peut être prévu un disque servant de butée pour un ressort de compression disposé entre ce disque et un couvercle du manchon et servant à produire la force de rappel. Lorsqu'on enfonce le manchon en appuyant sur ce couvercle, ce ressort est comprimé contre le disque précité, de sorte que lorsqu'on relâche le manchon, il revient automatiquement à sa position de départ. La manoeuvre de l'appareil secoueur selon l'invention est ainsi identique à celle des dispositifs connus, un récipient posé sur une garniture supérieure étant enfoncé avec celle-ci pour la mise en marche du moteur d'entrainement de l'arbre excentrique. Il n'est toutefois pas nécessaire, dans l'appareil selon l'invention, que le système moteur soit déplacé en totali té ou en partie pour que l'interrupteur soit actionné. On peut alors fixer l'ensemble du système moteur dans le carter par un montage qui élimine toutes vibrations. L'interrupteur actionné sans contact peut alors être avantageusement intégré à une plaque de conducteurs pour la commande du moteur. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif: Fig. 1 est une vue en coupe verticale du carter du dispositif selon l'invention, avec une vue de côté du système moteur et du manchon axialement déplaçable muni de 1' élément saillant; Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du manchon et de son engagement dans une plaque de circuits munie d'un relais photoélectrique, à une plus grande échelle qu'à la figure t; Fig. 3 est une vue en coupe verticale du dispositif selon l'invention, perpendiculairement au plan de fig. 1, avec une vue de face de la plaque de conducteurs, de l'équerre et de l'engagement de l'élément saillant du manchon dans une fente ouverte sur le bord et munie d'un relais photoélectrique; Fig. 4 est une vue en bout de l'élément saillant du manchon axialement déplaçable et du système d'organes d' amortissement élastiques conformés en bagues de caoutchouç; Fig. 5 est une vue de dessous du dispositif de fig. 1. Un dispositif secoueur désigné par la référence générale 1 et servant a l'agitation de liquides contenus dans des corps creux tels que tubes à essais ou autres récipients cylindriques similaires comporte un logement 2 animé, en service, d'un mouvement de rotation excentrique, pour recevoir le corps creux ou récipient. Le moteur électrique 2 de ce dispositif secoueur 1 peut être mis en marche en enfonçant ce logement 2. A cet effet, le logement 2 sommairement représenté a la figure 3 est lié à un manchon i , qui est monté déplaçable dans le sens axial contre une force de rappel sur un bout d'arbre 5, lequel est immobilisé axialement, mais peut être animé d'un mouvement de rotation excentrique. Ce manchon 4 est muni d'un élément saillant 6, tandis qu'un interrupteur actionnable sans contact et désigné par la référence générale 7 est disposé sur le parcours axial du manchon 4 et, dans la forme d'exécution représentée, de son élément saillant 6. Grâce à cet agencement, on déplace le manchon axialement vers le bas en enfonçant le logement 2 et l'élément saillant 6 actionne au cours de ce déplacement l'interrupteur 7. Comme dans les dispositifs connus, on déclenche le secouage en pressant le récipient contre le fond du logement 2. L'arbre 28 du moteur 2 est en effet animé d'un mouvement de rotation qui fait décrire au bout d'arbre excentré 5, au manchon 4 et au logement 2 une trajectoire circulaire autour de l'axe de l'arbre moteur. Dans la forme d'exécution décrite, on utilise comme interrupteur actionné sans contact un relais photoélectrique, dont la source lumineuse est une photodiode 8. On obtient ainsi une construction très fine et précise, clairement visible à la fig. 3. Le relais photoélectrique pour la mise en marche du moteur 2 est groupé avec un système de régulation et de commande électronique du moteur et placé avec ce dernier sur une plaque de circuits imprimés 9 formant une unité . On peut voir dans les figures un disque 11, dont le bord est muni d'encoches, qui tourne avec le moteur 2 et s'engage dans une fente 12 de la plaque de circuits 9, où un autre relais photoélectrique 25 est disposé. Ceci permet une surveillance et une régulation dc la vitesse de rotation du moteur. On peut voir en particulier à la figure 3 que la plaque de circuits 9 présente dans la zone du relais photoélectrique constituant l'interrupteur actionné sans contact 7 une fente 13 ou autre évidement similaire pour le passage de l'élément saillant 6 du manchon déplaçable 4. Cette fente 13 est prévue sur le bord de la plaque de circuits 9 et elle est ouverte sur le bord, de sorte que l'élément saillant 6 du manchon peut y être engagé par le haut. L'élément saillant 6 est perpendiculaire à la direction du déplacement du manchon 4; il s'étend à peu près horizontalement à partir de ce dernier, tandis que la plaque de circuits 9 s'étend dans un plan vertical, sur le côté du moteur 2. De ce fait, elle est facilement accessible pour les boutons de commande 14, dont la manoeuvre permet d'agir de l'extérieur sur la vitesse de rotation du moteur et de mettre hors tension l'ensemble du dispositif 1. Le manchon 4 est monté sur un bout d'arbre 5, qui exécute un mouvement de rotation excentrique; il n'est cependant pas entraîné en rotation, afin que son élément saillant 6 puisse rester entre les bords de la fente li et à l'intérieur de la zone de l'interrupteur en forme de relais photoélectrique 7. Pour son immobilisation en rotation, deux moyens de traction élastiques, en l'occurrence deux bagues de caoutchouc 26, agissent sur l'élément saillant 6 en sens inverse l'un de l'autre. Ces moyens peuvent aussi être des ressorts de traction. Cet agencement est clairement visible à la figure 4. Les deux brins de chaque bague de caoutchouc 26 prennent contact avec l'élément 6 en deux points diamétralement opposés de celui-ci et entourent une partie de sa périphéries chaque bague étant en outre passée autour d'une cheville 15, disposée sur le côté de l'élément 6. Ces bagues élastiques 26 empêchent l'élément saillant 6 de venir heurter les bords de la fente t3 sous l'effet des oscillations transmises entre le bout d'arbre 5 et le manchon 4. Elles assurent donc non seulement une immobilisation en rotation du manchon 4, mais aussi un amortissement des oscillations à l'endroit de l'élément saillant. Dans la forme d'exécution représentée, les bagues de caoutchouc s'étendent horizontalement et la ligne qui relie l'un à l'autre leurs points d'accrochage sur les chevilles 15 est plus proche du manchon que leurs points d'accrochage sur l'élément saillant. Vues du haut, les deux bagues de caoutchouc 26 forment donc avec la ligne de jonction de leurs points d'accrochage sur les chevilles 15 un triangle dont l'angle au sommet est obtus. Il en résulte une petite composante de force qui maintient les bagues appliquées contre une face de butée 27 formée sur l'élément saillant 6 et les empêche de glisser en direction de la plaque de circuits 9 et à fortiori de se décrocher de l'élément saillant 6. On peut voir à la figure 2 que le manchon 4 est monté sur le bout d'arbre 5 du moteur 2 par l'intermédiaire de roulements à billes 16. il est prévu entre le manchon et la bague extérieure 16a de ces roulements un ajustement glissant, de façon que le manchon puisse être repoussé vers le bas à partir de la position représentée à la figure 2. Sur la face en bout libre du bout d'arbre 5 est prévu un disque 17 servant d'appui pour un ressort 19, qui est placé entre lui et un couvercle 18 du manchon 4 et fournit la force de rappel. Sur le couvercle 18 est prévu en outre un taraudage 20, pour le vissage du logement 2. Ce couvercle est immobilisé axialement par un circlip 21 monté dans une rainure circulaire 21 de la face interne du manchon 4. Ce dernier est immobilisé axialement vers le haut à son extrémité inférieure par un autre circlip 23 qui, en position de départ du manchon, gient en butée contre un des roulements ~ . Si, en pesant sur le logement 2 par l'intermédiaire du récipient qui s'y trouve, on repousse le manchon 4 vers le bas dans la direction de la double flèche Pfi à partir de la position représentée à la figure 2, on amene l'élément saillant dans la zone de la photodiode 8 interrompant ainsi le faisceau lumineux du relais photoélectrique 7. Ceci a pour effet de mettre en marche le moteur î, dont la rotation est transmise à l'arbre 28 et au disque à encoches 11. Le bout d'arbre 5 décrit alors une trajectoire circulaire, entraînant le manchon 4 et le logement dans un mouvement excentrique rapide qui secoue le contenu du récipient. L'élément saillant 6 est maintenu par les bagues de caoutchouc 26 dans sa position médiane à l'intérieur de la fente 13 du relais photoélectrique. Le moteur 2 peut être immobilisé au moyen de l'équerre 29 à l'intérieur du carter de l'appareil, sa mise en marche étant assurée par le déplacement du seul manchon. Si l'on retire le récipient du logement 2, faisant ainsi cesser la pression qui s'exerce de haut en bas sur ce dernier, le ressort de compression 19 ramène le manchon 4 à sa position de départ et l'élément saillant 6 quitte la zone de l'interrupteur 7. Le moteur 2 s'arrête et le secouage aussi. Ce moteur 2 est fixé sur la branchehorizontale de l'équer- re 29, la plaque de circuits 9 étant fixée sur Sa branche verticale. Il résulte de cet agencement un appareil très compact, simple dans sa construction et facile à manoeuvrer, dans lequel les réparations peuvent s'effectuer facilement, par exemple en ce qui concerne le système de commande et de régulation, où il suffit de changer la plaque de circuits 9, qui, lorsqu'il s'agit de circuits imprimés, est d'un coût très modique. La fréquence des secousses peut être utilisée de façon optimale et le nombre de pièces soumises à une usure mécanique est réduit. Pour la mise en marche, il n'est pas besoin de déplacer des minirupteurs avec le système moteur ou des parties de celui-ci, de sorte que l'interrupteur a une plus grande sensibilité en ce qui concerne son entrée en action. Le moteur étant rendu solidaire du carter1 la transmission de vibrations à l'ensemble de l'appareil est pratiquement exclue. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas a la forme d'exécu- tion qui vient d'être décrite à titre d'exemple seulement; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS t.- Dispositif secoueur pour liquides ou autres substances similaires contenus dans des corps creux de préférence cylindriques, tels que tubes à essais, cuves, tubes d'Eppendorf ou autres contenants similaires, un logement animé en service d'un mouvement de rotation excentrique étant prévu pour le contenant et le dispositif moteur, notamment électrique, étant mis en marche en repoussant vers le bas le dit contenant pour actionner un interrupteur, caractérisé en ce que le logement (2) est lié à un manchon (4) ou autre élément similaire monté axialement déplaçable contre une force de rappel sur un bout d'arbre (5) qui est immobilisé dans le sens axial, mais peut être animé d'un mouvement de rotation excentrique, en ce que le manchon présente un élément saillant d'actionnement (6) et en ce qu'un interrupteur (7) de mise en marche de l'appareil, actionnable sans contact, est placé sur le parcours axial du manchon (4) et de l'élément saillant (6). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interrupteur actionnable sans contact (7) est un relais photoélectrique, dont la source lumineuse est de préférence une photodiode (8). 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le relais photoélectrique (7) de mise en marche du moteur (3) est groupé avec un système électronique de régulation et de commande du moteur (3) et placé avec celui-ci sur une plaque de circuits (9), notamment de circuits imprimés, pour former un ensemble. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications t à 3, caractérisé en ce que la plaque de circuits (9) présente dans la zone du relais photoélectrique une fente (t3) ou autre ouverture similaire pour le passage de l'élément saillant (6) du manchon (4). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications lâ 4, caractérisé en ce que la fente (13? pre'vlie pour la course de travail de l'élément saillant (6) est si- tuée sur le bord de la plaque de circuits (9) e Sst ouverte sur ce bord. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément saillant (6) est perpendiculaire à la direction (put) du déplacement du manchon (4) et s'étend à peu près horizontalement à partir de ce dernier. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour immobiliser en rotation le manchon axialement déplaçable (4) il est prévu sur l'élément saillant deux organes de traction élastique, notamment des bagues de caoutchouc (26), des ressorts de traction ou autres moyens similaires, qui agissent sur lui en sens inverse l'un de l'autre. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les bagues de caoutchouc (26) qui agissent sur l'élément saillant (6) du manchon comme moyens d'immobilisation en rotation et d'amortissement ont chacune leurs deux brins orientés à peu près horizontalement et en ce que la ligne de jonction de leurs points d'accrochage respectifs sur le carter du dispositif est plus proche du manchon (4) que leurs points d'accrochage sur l'élément saillant (6) ou sur une butée (27) formée sur cet élément. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le manchon (4) est monté sur le bout d'arbre (5) du moteur (3) au moyen de roulements a billes (16) et en ce qu'il est prévu entre lui et la bague extérieure (16a) de ces roulements un ajustement glissant. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la face en bout libre du bout d'arbre (5) un disque (17) servant d'appui pour un ressort de compression (19) placé entre lui et un couvercle (18) du manchon (4) et servant a produire la force de rappel. il.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que le moteur (3) est lié rigidement au carter (24), notamment au moyen d' une équerre (29). 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'équerre (29) porte la plaque de circuits (9) et sert à grouper le moteur (3), le manchon (4) et la dite plaque de circuits (9) en un ensemble.