Brevet FR2498716A1 — publié le 19820730

Perfectionnements aux dispositifs de transformation d'un mouvement alternatif en mouvement de rotation. L'invention concerne l'entraînement en rotation d'un arbre attaquant une chaîne cinématique quelconque, à partir d'un organe animé d'un mouvement alternatif. Il est connu de réaliser une telle transformation de mouvement, en calant sur l'arbre à entraîner les moyeu:: de deux roues libres dont les couronnes sont en prise avec des moyens d'entraînement portés par l'organe moteur à mouvement alternatif, en des points qui, vus suivant l'axe de l'arbre, sont diamétralement opposés. Ainsi, la course de l'organe alternatif est motrice dans les deux sens. Le mouvement alternatif peut être soit oscillant, l'orgne moteur étant un secteur circulaire (voir par exemple le brevet américain 455 961), soit linéaire et rectiligne, l'organe moteur étant une double crémail1ère (voir par exemple le brevet américain 2 385 457). L'invention a pour objet des perfectionnements aux dispositifs dans lesquels le mouvement alternatif est rectiligne, ainsi que des applications nouvelles rendues possibles par ces perfectionnements. En effet, si les dispositifs à roues libres ne se sont pas développés jusqu'à présent, malgré les avantages évidents qu'ils présentent par rapport à l'accouplement par un système bielle-vilebrequin (multiplication des articulations, abaissement du rendement dû au passage des points morts), cela provient de trois causes principales, à savoir a) impossibilité d'inverser le sens de rotation de l'arbre entraîné ou de modifier le rapport d'entraînement, b) impossibilité d'avoir un "débrayage" sur le dispositif lui-même (il faut que le débrayage soit disposé entre l'arbre entrainé et la chaine cinématique), c) phénomène de "retard" entre l'impulsion donnée par le mouvement alternatif et la "réponse" du mouvement rotatif, lorsque le mouvement alternatif a une course faible et une fréquence relativement élevée. Ces trois causes ont une origine commune ; c'est que, sur tous les dispositifs existants, les moyens d'entraînement des roues libres, portés par l'organe alternatif, sont des moyens absolument rigides du type engrenage. Si l'on peut alors concevoir un débrayage, par déplacement parallèle à l'arbre entraîé.de l'un ou l'autre des organes en prise, le retour en prise sera malaisé, voire ma e -?os- sible et pourra être cause de-détérioraticns. Afin d'augmenter considérablement les possibilités des dis- positifs à roues libres assurant la transformation d'un mouvement alternatif rectiligne en un mouvement de rotation, l'invention prévoit que les moyens d'entraînement portés par l'organe alternatif sont des chemins de roulement qui agissent sur les couronnes des roues libres par friction,grâce à des revêtements à fort coëfficient d'adhérence desdits chemins et desdites couronnes,et que cet organe alternatif comporte des moyens permettant, à volonté, d'établir ou de supprimer la mise en prise de chaque chemin de roulement avec la roue libre correspondante. Cette disposition permet donc un débrayage, mais aussi, si l'on prévoit au moins deux paires de chemins de roulement pouvant coopérer respectivement et alternativement avec deux paires de roues libres, la possibilité d'imprimer à l'arbre à entraîner des vitesses différentes (avec des roues libres de diamètres différents) ou des sens de rotation inverses (avec des roues libres ayant des sens d'entraînement opposés). D'autres caractéristiques et d'autres possibilités apparal- tront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une perspective d'un dispositif selon l'invention, avec une seule paire de roues libres, - les figures 2 et 3 représentent , vue , respectivement de bout et en perspective, une variante avec deux paires de roues libres permettant, ici, un débrayage et l'inversion du sens de rotation. A la figure 1, un dispositif de transformation d'un mouvement alternatif rectiligne en mouvement de rotation, comporte un organe moteur 21 mû le long d'un axe yy' en un mouvement alternatif par un moyen non représenté et devant entraîner en rotation un arbre 20 comman dans une chaîne cinématique quelconque (non représentée), De façon connue, une paire de roues libres 22 et 23, ayant le même sens F1 d' entraînement, ont leurs moyeux 22a et 23a calés sur l'arbre 20 et leurs couronnes 22b et 23b en prise avec des moyens d'entraînement 24 et 25, portés par l'organe 21, en des points qui, vus suivant l'axe de l'arbre 20, sont diamétralement opposés. Ainsi, la course de l'or- gane alternatif 21 est motrice dans les deux sens. Ici, l'entraînement des roues libres s'effectue par friction, les couronnes 22b et 23b des roues libres et les chemins de roulement 24 et 25 étant en une matière à fort coëfficient C'adhérence ou étant, au moins, revêtus d'une telle matière qui peut être, par exemple, du polyuréthane. Cette coopération des roues libres avec leurs moyens d' entraînement par simple friction, sans engrènement, évite toute nécessité de repérage et permet une mise en prise sans précaution, voire même brutale, si les revêtements ont, comme le polyuréthane, une grande résistance à l'abrasion. Il suffit alors de prévoir des moyens permettant, à volonté, d'établir ou de supprimer cette mise en prise, pour réaliser un dispositif d'entraînement débrayable. Dans l'exemple représenté à la figure 1, les chemins de roulement 24 et 25 sont rigides et le moyen de débrayage prévu est le basculement de l'organe 21 autour de son axe longitudinal yy' dans le sens de la flèche F3, ce basculement écartant les chemins de roulement des couronnes des roues libres. Ce basculement de débrayage peut être obtenu par une commande manuelle, ou autre, à l'encontre d'un moyen élastique tendant à faire pivoter l'organe 21 dans le sens de la flèche F2, c'est-à-dire à appliquer fermement les chemins de roulement contre les roues libres. Dans la variante représentée aux figures 2 et 3, on retrouve un organe moteur 31 aniné d'un mouvement alternatif rectiligne le long de l'axe yy' et comportant deux flasques d'extrémité 36a, 36b entre lesquelles s'étendent les chemins de roulement. Dans cet exemple, il y a deux paires de chemins de roulement, à savoir 34a, 35a et 34b, 35b destinée à coopérer respectivement avec deux paires de roues libres 32a, 33a et 32b, 33b dont les moyeux sont calés sur l'arbre 30 à entrainer. Les chemins de roulement d'une même paire sont évidemment parallèles entre eux mais, vus suivant l'axe yy', sont inclinés par rapport à ceux de l'autre paire (voir figure 2). Ainsi, par le basculement, entre les deux positions extrêmes A et B, de la cage constituée par les flasques 36a, 36b et les quatre chemins de roulement et formant l'organe moteur 31, on assure la coopération dudit organe 31 avec l'une ou l'autre des deux paires de roues libres. I1 suffit qu'un moyen de commande approprié permette d'obtenir ce bascule.i,ent et d'immobiliser la cage dans la position A ou B choisie. Il est clair que l'immobilisation de la cage 31 dans une position intermédiaire entre A et B, assure le débrayage de l'entraînement de l'arbre 30. Si les deux paires de roues libres 32a, 3a et 32b, 33b ont des sens d'entraînement opposés, comme c'est le ces dans l'exemple représenté (voir les flèches portées sur la figure ), l'entraînement de l'arbre 30 s'effectuera dans des sens opposés selon la paire de roues en prise avec l'organe 31. On réalise ainsi un entraînement avec possibilité de débrayage et d'inversion du sens de rotation. Si les deux paires de roues libres ont le même sens d'entraînement mais des diamètres différents, on réalise ainsi un entraînement avec possibilité de débrayage et changement de la vitesse de rotation. Au lieu d'avoir des chemins de roulement rigides, il est possible de prévoir des chemins souples, constitués Far des tronçons de courroies à âme métallique (lame ou toile métallique) noyée dans un revêtement à fort coëfficient de friction, tel que le polyuréthane par exemple. I1 est alors inutile de prévoir le basculement de l'organe moteur.Chacune des bandes formant un chemin de roulement est disposée entre les flasques extrêmes sous une tension légère et passe entre la roue libre qui lui correspond, à faible distance de cette dernière et un galet fou destiné à l'appliquer contre ladite roue libre, l'axe du galet étant solidaire d'un poussoir commandé par tout moyen convenable mécanique (came), magnétique (électro-aimant), pneumatique, hydraulique ... I1 faut bien entendu que la longueur de l'organe moteur soit un peu plus grande que la course dudit organe, afin de permettre, en fin de course, le débattement de la bande entre son point de fixation sur la flasque correspondante et son point d'application contre la roue libre.Il est clair que dans la position de repos de tous les poussoirs, on réalise le débrayage du dispositif et que la commande d' une paire donnée de poussoirs permet d'assurer la coopération de l'organe moteur avec la paire de roues libres correspondante. Ces roues peuvent avoir des sens d'entraînement différents et des diamètres différents et, dans ce mode de réalisation, on n'est pas limité à deux paires de roues, on peut donc assurer l'entralrement de l'arbre, dans un sens ou dans l'autre et à des vitesses variables dans chacun de -ces sens. Les roues libres peuvent être classiques à galets cylindriques entre la couronne et le moyeu calé sur l'arbre à entraîner, mais elles peuvent aussi être des roues libres à aiguilles dont l'arc-bou- tement s'effectue directement sur l'arbre à entraîner qui forme luimême le moyeu de la roue libre. Ces roues libres présentent l'avantage d'avoir un faible encombrement mais aussi de supprimer tout jeu mécanique, c'est-à-dire d'assurer un blocage ou arc-boutement quasi instantané.Le seul inconvénient des roues libres à aiguilles est le glissement possible des aiguilles sur l'arbre dans le cas d'une série d'impulsions très courtes et très rapprochées, mais précisément cet inconvénient disparaît grâce à l'effet élastique âu au revêtement plastique des couronnes et des chemins de roulement. On conserve donc l'avantage de la suppression du jeu mécanique sans faire apparaître le risque de glissement, c'est-à-dire que l'on a un dispositif à réponse instantanée. Cette particularité permet d'utiliser un organe moteur soumis à un mouvement alternatif de faible amplitude et de fréquence élevée. On peut ainsi utiliser,pour entraîner l'arbre en rotation, des battements électro-magnétiques. I1 est encore possible de relier l'organe moteur à une table vibrante ou au châssis d'un tamis vibrant. En l'absence de charge, une partie importante de l'énergie peut alors être récupérée sur l'arbre et lorsque la table ou le tamis reçoit sa charge maximale, le mouvement de l'organe moteur se ralentit mais la rotation de l'arbre n'est pas freinée grâce à la fonction "roue libre" et est à nouveau sollicitée lorsque la charge diminue. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'entraînement en rotation d'un arbre coan- dant une chaîne cinématique quelconque, comportant au moins une paire de roues libres à entraînement positif dans le même sens, disposées sur i'arbre, et un organe moteur animé d'un mouvement alternatif rectiligne, perpendiculaire à l'arbre à entraîner et portant des moyens d'entraînement parallèles, respectivement en prise avec les couronnes, des roues libres en des-points qui, vus suivant l'axe de l'arbre, sont diamétralement opposés, caractérisé en ce que les moyens d'entrainement portés par l'organe moteur (21) sont des chemins de roulement (24,25) agissant sur les couronnes (22b,23b) des roues libres (22,23) par friction, lesdits chemins de roulement et lesdites couronnes étant munis d'un revêtement à fort coëfficient d'adhérence, par exemple d'un revêtement en polyuréthane et que sont prévus des moyens tels que les chemins de roulement (24,25) peuvent, à volonté, être appliqués contre les couronnes (22b,23b) des roues libres (22,23) ou en être écartés. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur l'arbre à entraîner (30), sont disposées au moins deux paires de roues libres (32a,33a et 32b,33b), destinées à coopérer respectivement et alternativement avec deux paires (34a,35a et 34b,35b) de chemins de roulement portés par l'organe alternatif (31). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les sens d'entraînement des roues libres sont inversés d'une paire (32a,33a) à l'autre (32b,33b) afin de pouvoir entraîner l'arbre (30) en rotation, à volonté, dans un sens ou dans l'autre. 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que toutes les roues libres ont le même sens d'entraînement positif, tandis que leur diamètre diffère d'une paire à l'autre afin de permettre d'imprimer à l'arbre des vitesses de rotation différentes. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les chemins de roulement (24 et 25 ou 34a, 35a et 34b,35b) sont des bandes rigides s'étendant entre deux flasques (26a,26b ou 36a,36b) de manière telle que l'organe moteur (21 ou 31) forme une cage qui est montée de manière basculante autour de son axe longitudinal (yy'). 6) Dispositif selon la revendication 5 dans lequel l'arbre (20) porte une paire de roues libres (22,23) et la cage basculante (21) une paire de chemins de roulement (24,25), caractérisé en ce qu'un moyen élastique tend à faire pivoter la cage dans un sens (F2) tel que les chemins de roulement (24,25) sont appliqués fermement sur les couronnes (22b,23b) des roues libres (22,23), tandis qu'une commande manuelle permet de basculer la cage dans le sens (F3) opposé, afin de provoquer le débrayage entre l'organe moteur (21) et l'arbre à entraîner (20). 7) Dispositif selon la revendication 5 dans lequel l'arbre (30) porte deux paires de roues libres (32a,33a et 32b,33b) et la cage basculante (31) deux paires de chemins de roulement (34a,35a et 34b, 35b), caractérisé en ce qu'un moyen de commande permet d'amener et d'immobiliser la cage basculante (31) dans l'une quelconque de trois positions, à savoir deux positions extrêmes (A et B) dans chacune desquelles une paire de chemins de roulement est en prise avec une paire de roues libres et une position intermédiaire de débrayage dans laquelle tous les chemins de roulement sont écartés des roues libres correspondantes. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe moteur a une longueur supérieure à l'amplitude de son mouvement alternatif rectiligne, que les chemins de roulement sont constitués chacun par une bande souple formée par une âme résistant à la traction et portant le revêtement à fort coëfficient de friction, et que chaque bande souple, soumise à une légère tension, est faiblement espacée de la couronne de la roue libre correspondante avec laquelle elle peut être mise en contact à volonté à l'aide d'un galet fou dont l'axe est solidaire d'un poussoir commandé par tout moyen convenable mécanique, magnétique, pneumatique ou autre. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque roue libre et une roue libre à aiguilles, sans moyeu, se bloquant directement sur l'arbre à entraîner. 10) Dispositif selon la revendication 9 et l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'organe moteur (21,31) est soumis à un mouvement alternatif de faible amplitude et de fréquence relativement élevée résultant, par exemple, de l'utilisation de battements électro-magnétiques ou encore d'une liaison mécanique avec une table ou un tamis vibrant.