Brevet FR2521248A1 — publié le 19830812

? 1248 L'invention concerne un mécanisme d'entraînement simultané ou successif, sélectivement, de plusieurs mécanis- mes de sortie à l'aide d'un seul mécanisme présentant des caractéristiques déterminées d'accélération et de décél Tra- tion. Dans le domaine général des constructions méca- niques, il existe de nombreuses applications dans lesquelles un élément donné doit présenter plusieurs mouvements ou des éléments séparés doivent présenter des mouvements dépendants, et dans lesquels chaque mouvement donné s'effectue d'une posi- tion d'arrêt à une autre Lorsque de tels mouvements mettent en oeuvre des masses importantes et sont relativement rapides, il est souhaitable qu'un mécanisme générateur d'un mouvement à accélération et décélération déterminées soit utilisé afin que les chocs, coups ou secousses soient réduits au minimum, le déplacement d'un tel mécanisme nécessitant son propre mécanisme d'accélération et de décélération Des mécanismes entraînés par des cames multiples ayant des positions déter- minées en rotation, sont des exemples de tels ensembles. L'invention concerne un ensemble dans lequel un seul mécanisme d'accélération et de décélération est couplé sélectivement à plusieurs mécanismes générateurs de mouvements, coopérant avec un seul élément, ou est couplé sélectivement à plusieurs éléments afin que les mouvements de ceux-ci présen- tent une relation prédéterminée Lorsqu'un mécanisme détermi- né d'accélération et de décélération est considéré comme mo- teur principal essentiellement, un seul moteur principal peut être raccordé sélectivement, simultanément et/ou successive- ment à plusieurs mécanismes menés dans un but prédéterminé alors que, en l'absence de l'invention, plusieurs moteurs principaux sont nécessaires à l'obtention de telles caracté- ristiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale schémati- que d'un mécanisme d'accélération et de décélération tel que représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 789 676 la figure 2 est une vue en plan du mécanisme de la figure 1 les figures 3 à 6 sont des schémas représentant les positions successives du mécanisme de la figure 1; la figure 7 est un graphique représentant la variation du déplacement dans un cycle d'un mouvement cyclol- dal; la figure 8 est un graphique représentant la varia- tion de la vitesse pendant un cycle d'un mouvement cycloldal la figure 9 est un graphique représentant la va- riation pendant un cycle de l'accélération pendant un mouve- ment cycloidal la figure 10 est une élévation latérale d'un mé- canisme selon l'invention placé dans un boîtier; la figure 11 est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 10; la figure 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la figure 11; la figure 13 est une coupe transversale suivant la ligne 13-13 de la figure 12 la figure 14 est une coupe composite suivant la ligne 14-14 de la figure 13; la figure 15 est une coupe transversale suivant la ligne 15-15 de la figure 12 la figure 16 est une coupe composite suivant la ligne 16-16 de la figure 15; la figure 17 est une vue de bout de la bague de came vue suivant la flèche 17 de la figure 16 la figure 18 est une projection perpendiculaire de la figure 17; la figure 19 est une élévation agrandie d'un collier d'embrayage à mi-chemin d'une séquence de changement de vitesse la figure 20 est une coupe d'une variante de mé- eanisme à croix de Malte destinée à l'entraînement d'une plaque de base de came associée à l'arbre d'entrée la figure 21 est une coupe suivant la ligne 21-21 de la figure 20 la figure 22 est une coupe suivant la ligne 22-22 de la figure 20; et la figure 23 est une coupe correspondant à la fi- gure 14 mais représentant une variante destinée à comprendre des éléments harmoniques d'ordre plus élevé tels que décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 075 911. L'invention concerne un ensemble ayant un seul mécanisme d'accélération et de décélération qui fonctionne d'une position d'arrêt à une autre et qui est connecté à un mécanisme à plusieurs sorties ou est déconnecté de ce méca- nisme. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 789 676 décrit un mécanisme d'accélération et de décélération qui convient à l'application considéréeet qui est intéressant, d'autres mécanismes étant cependant aussi intéressants. Les figures 1 et 2 sont des dessins schématiques simplifiés d'un mode de réalisation d'un mécanisme générateur d'un mouvement approximativement cycloldal décrit dans ce brevet précité des Etats-Unis d'Amérique No 3 789 676 Un pi- gnon 2 d'entrée est monté sur un arbre 4 d'entrée qui touril- lonne dans un boîtier ou châssis convenable et qui est en- traîné par un ensemble externe convenable Une bielle tangen- tielle 6 peut aussi tourillonner sur l'arbre 4 d'entrée et elle oscille sur celui-ci comme décrit dans la suite du pré- sent mémoire Un pignon menant 8 est monté sur un arbre 10 qui tourillonne à l'extrémité externe de la bielle 6, et un pignon intermédiaire 12, qui tourillonne aussi sur la bielle 6, est réalisé afin qu'il soit en prise avec le pignon 2 d'entrée et le pignon menant 8 Un pignon excentrique 14 est monté sur l'arbre 10, son excentricité étant sensiblement éga- le au rayon du cercle primitif Ce pignon excentrique 14 est en prise avec un pignon 16 de sortie monté sur un arbre 18 et qui tourillonne aussi dans le boîtier ou châssis Une bielle radiale 20 tourillonne aussi sur l'arbre 18 de sortie à une Il première extrémité et, à l'autre extrémité, cette bielle tourillonne sur un arbre lisse 22 monté concentriquement au pignon excentrique 14 Le rôle de la bielle radiale 20 est de maintenir le pignon excentrique 14 en prise avec le pignon 16 de sortie lorsque le pignon 14 parcourt son trajet de dé- placement en rotation et en translation. Lorsque le mécanisme est dans la position repré- sentée sur la figure 1 qui est sa position naturelle de repos, une petite rotation du pignon d'entrée 2 provoque une rotation correspondante du pignon menant 8 et du pignon excentrique 14. Cette rotation de ce pignon 14 s'accompagne d'un déplacement correspondant de l'arbre 22 autour de l'arbre 18 si bien que le pignon 14 roule littéralement autour du pignon 16 de sor- tie, qui reste fixe ou au repos. Une représentation schématique qualitative du mouvement du pignon 16 de sortie pendant un tour complet de 3600 du pignon menant 8 et du pignon excentrique 14, à des intervalles de 900, est donnée par les figures 3 à 6 Un trait radial Z de repérage qui est arbitraire est ajouté sur le pignon 16 de sortie afin que ces changements de position ap- paraissent à ces intervalles La figure 3 représente la posi- tion de tous les pignons au centre de la partie de repos, correspondant à la configuration de la figure 1 En outre, une seconde position dans laquelle le pignon menant 8 et le pignon excentrique 4 sont tournés de 100 dans le sens anti- horaire (sous la commande du pignon intermédiaire 12 et du pignon d'entrée 2) est aussi représentée Le roulement du pignon 14 sur le pignon 16 de sortie qui reste pratiquement fixe pendant cet intervalle de 100, peut donc être repré- senté Dans cette seconde position, les éléments portent des références identiques suivies du suffixe a. Lorsque les pignons 8 et 14 continuent à tourner dans le sens antihoraire, le pignon 16 de sortie accélère et se déplace dans le sens horaire Après 900 de rotation des pignons 14 et 8, la position représentée sur la figure 4 est atteinte A ce moment, l'accélération du pignon 16 dans le sens horaire a atteint sa valeur maximale approximative, et - la vitesse du pignon 16 dans le sens horaire est à peu près -égale à sa vitesse moyenne. Lorsque les pignons 8 et 14 continuent à tourner dans le sens antihoraire depuis la position représentée sur la figure 4, le pignon 16 de sortie continue à accélérer mais de moins en moins, dans le sens horaire Après une rotation supplémentaire de 90 des pignons 14 et 18, les positions de la figure 5 sont atteintes A ce moment, l'accélération du pignon 16 est pratiquement revenue à zéro, et sa vitesse dans le sens horaire a atteint une valeur maximale approxima- tive qui est égale au double de la vitesse moyenne. Lorsque les pignons 8 et 14 continuent à tourner dans le sens antihoraire depuis la position de la figure 5, le pignon 16 de sortie continue à tourner dans le sens horai- re mais en décélérant Après une rotation supplémentaire de 900 des pignons 8 et 14 ', soit 2700 au total depuis le début du cycle, la position atteinte est telle que représentée sur la figure 6 A ce moment, la décélération du pignon 16 de sortie est maximale ou presque, bien que la vitesse du pi- gnon 16 de sortie, qui tourne encore dans le sens horaire, est diminuée à la valeur de la vitesse moyenne environ. Lorsque les pignons 8 et 14 continuent à tourner dans le sens antihoraire depuis la position représentée sur la figure 6, le pignon 16 de sortie continue à tourner dans le sens horaire mais il décélère encore, bien que de moins en moins Après une rotation supplémentaire de 900 des pi- gnons 8 et 14, soit 3600 au total depuis le début du cycle, la position de la figure 3 est à nouveau atteinte, le pignon 16 de sortie ayant terminé un tour et se trouvant à nouveau à la position de repos. On peut donc noter que, lorsque le pignon 2 d'entrée est entraîné par un dispositif moteur externe à une vitesse angulaire sensiblement constante, les pignons 8 et 14 sont entraînés par le pignon intermédiaire 12 Les pignons 8 et 14 ont une vitesse angulaire qui est déterminée par la superposition de l'effet de l'oscillation de la bielle 16 autour de l'arbre 4 à la vitesse créée par le pignon 2 d'entrée, 6 2521248 si bien que les pignons 8 et 14 ne tournent pas à une vites- se angulaire constante L'oscillation du pignon 14 le long du trajet courbe, sous la commande de la bielle radiale 20, du fait de son montage excentrique sur l'arbre 10, provoque une autre superposition à la vitesse du pignon 16 de sortie. Dans le cas des proportions représentées sur les figures 1 à 6, le pignon 16 de sortie vient s'arrêter totalement une fois à chaque tour, puisque les diamètres primitifs des pi- gnons 14 et 16 sont représentés avec des valeurs égales Si le pignon 16 a une dimension égale au double de celle du pi- gnon 14, il présente deux arrêts complets par tour Si le pignon 16 est remplacé par une crémaillère, la course de dé- placement de ce pignon correspond à la circonférence du cer- cle primitif du pignon 14 Dans tous les cas, que l'organe de sortie soit un pignon rotatif tel que le pignon 16 ou une crémaillère qui se déplace en translation, la course de sortie est égale à la circonférence du cercle primitif du pi- gnon 14 Dans le mécanisme décrit dans la suite, le pignon 16 de sortie a le même diamètre que le pignon 14, mais il s'agit d'une caractéristique avantageuse mais non nécessaire. En outre, lorsque l'organe de sortie entraîné par le pignon 14 est une crémaillère qui se déplace en trans- lation et lorsque l'axe central de l'arbre 10 passe par le cercle primitif du pignon 14, lorsque la bielle 6 s'allonge de plus en plus, le mouvement de sortie de la crémaillère devient de plus en plus proche d'un véritable mouvement cyclol- dal. Lors de l'utilisation du mécanisme représenté sur la figure 1, le mouvement de sortie du pignon 16 a les caractéristiques générales d'un mouvement cycloidal, mais il existe des distorsions qui sont dues à la faible lon- gueur de la bielle 6 et à la trajectoire courbe et non rec- tiligne de l'arbre 22 Dans une certaine mesure, ces distor- sions peuvent être compensées par sélection convenable du rapport d'engrenage des pignons 2 et 8 et du rapport de la longueur de la bielle 6 à la distance mesurée au centre entre les arbres 4 et 18. * 72521248 La détermination des caractéristiques cinémati- ques quantitatives exactes du mécanisme représenté sur la figure 1 nécessite l'utilisation de procédés numériques pour lesquels un ordinateur ou calculateur programmable est d'une grande commodité, bien qu'il ne soit pas indispensable L'éta- blissement des équations classiques du mouvement puis leur différentiation donnant la vitesse et l'accélération, sont très laborieux et longs Cependant, le calcul numérique don- nant une détermination exacte de la position de l'arbre de sortie pour une série exacte de positions déterminées de l'arbre d'entrée peut être réalisé par mise en oeuvre de formules géométriques et trigonométriques simples Lorsque ces calculs sont exécutés à des intervalles suffisamment pe- tits, la différentiation numérique permet la détermination de la vitesse puis la différentiation numérique une seconde fois permet l'obtention des accélérations Ces calculs peu- vent être répétés le cas échéant pour différentes valeurs des paramètres géométriques afin que les conditions décrites dans la suite soient obtenues avec une approximation aussi bonne que voulu. Un déplacement suivant un mouvement cyclo;dal en coordonnées normalisées et avec une notation angulaire en radians est donné par la formule S = ( 2 X t sin 2 j t) ( 1) dans laquelle t représente la variable d'entrée comprise entre O et 1 pour un cycle du mouvement cycloidal, et S est le déplacement de sortie qui a aussi une valeur comprise entre O et 1. La vitesse est obtenue par différentiation, sous la forme V = 1 cos 2-t ( 2) L'accélération est obtenue par une nouvelle différentiation, sous forme A = 2 X sin 21 t ( 3) Les valeurs-des équations ( 1),( 2) et ( 3) sont indiquées graphiquement sur les figures 7, 8 et 9 TI s'lgit des courbes qui représentent les conditions cinématiques pour un mouvement cycloidal pur Comme indiqué précédemment, le mécanisme de la figure 1 peut être réalisé afin qu'il donne un mouvement cycloidal approximatif du pignon 6 de sortie pour une vitesse angulaire constante du pignon d'en- trée 2 avec une précision de degré raisonnable, par sélec- tion convenable de paramètres géométriques déterminés par calculsnumériqueset approximations successives. La caractéristique particulière du mouvement cycloidal qui est importante et qui doit être considérée pour le mécanisme selon l'invention est que l'accélératicn doit être pratiquement nulle au début et à la fin de la course de déplacement donnée au pignon 16 de sortie Cette disposition donne un temps de repos relativement long qui est utile pour un changement de vitesse ou de mécanisme. Les figures 10 et 11 représentent le mécanisme précité d'accélérationdécélération placé dans un boîtier 24, ayant des couvercles 26 et 28 sur lesquels sont montés un moteur 30 et un réducteur 32 qui entraîne l'arbre 4 d'entrée (figure 12) et le pignon 2 d'entrée Trois arbres de sortie 34, 36 et 38 sont aussi montés dans le bottier et ils sont couplés sélectivement au pignon de sortie 16 du mécanisme d'accélération-décélération, par l'intermédiaire d'un méca- nisme décrit dans la suite du présent mémoire. La figure 12 est une coupe de la figure 11 et représente en plan le mécanisme d'accélération et de décéléra- tion et son pignon de sortie, alors que les figures 13 et 14 indiquent clairement les détails de ce mécanisme Comme l'indiquent les figures 10 à 14, l'arbre 4 d'entrée est en- tramné par le réducteur 32 et le moteur 30, tourillonne dans le couvercle 26 et dans une saillie 40 qui fait partie du couvercle 28; il tourillonne aussi dans une plaque intermé- diaire 42 supportée dans le boîtier 24 par des pattes 44. Deux plaques 46 et 48 formant une bielle et raccordées par des entretoises 50, 52 et 54, tourillonnent sur l'arbre d'entrée, au niveau de roulements 56 et 58 (figure 14) Ces plaques 46 et 48 équivalent fonctionnellement à la bielll. tangentielle 6 de la description cinématique précédente. Le pignon 2 d'entrée est monté sur l'arbre 4 d'entrée entre les plaques 46 et 48 de la bielle et est en prise avec le pignon intermédiaire 12 qui tourillonne entre les plaques 46 et 48, dans des roulements 60 et 62 Le pignon intermé- diaire 12 est lui-même en prise avec le pignon menant 8 qui tourillonne aussi dans les plaques 46 et > 48, dans des paliers 64 et 66 Une plaque 68 formant un montant est raccordée d'un côté du pignon menant 8 et porte excentriquement le pi- gnon excentrique 14; cette plaque est fonctionnellement équivalente de la connexion entre l'arbre 10 et le pignon 14, représentés pour la description cinématique Le pignon excentrique 14 est en prise avec le pignon 16 de sortie qui tourillonne sur un arbre fixe 70 porté par des roulements 72 et 74 et représenté en coupe sur la figure 16, cet arbre étant monté dans le couvercle 28 Une bielle radiale 76 qui équivaut à la bielle 20 des figures 1 à 6, tourillonne sur l'arbre fixe 70 au niveau d'un roulement 78; à l'autre extrémité, la bielle 78 tourillonne dans un roulement 80 mon- té sur un arbre lisse 82 lui-même monté sur le pignon excen- trique 14 et concentrique à celui-ci Pour simplifier la construction, le pignon excentrique 14 et la plaque 68 de la figure 12 ont été tournés d'environ 900 par rapport à leur position de repos telle que représentée schématiquement sur la figure 3 Le rapport d'engrenage des pignons 2 et 8 est représenté comme égal à 3/1 dans ce mécanisme particulier, mais il peut être compris dans une large plage, pour une faible modification des caractéristiques de repos du mécanis- me qui sont essentiellement considérées dans le présent mé- moire. Le mécanisme décrit jusqu'à présent est connu et correspond au brevet précité des Etats-Unis d'Amérique No 3 789 676 La différence principale de structure repose sur le fait du tourillonnement du pignon 16 de sortie sur l'arbre fixe 70 et non sur un arbre qui tourillonne dans le boîtier et dont la sortie peut être utilisée à l'exté- rieur En résumé, ce mécanisme entraîne le pignon de sortie d'une position de repos à la suivante avec les caî'acténisti- ques approximatives de déplacemet r'epi&;entée:;::le:: figures 7, 8 et 9 Dahs cette réalisation, le pignon excenr trique 14 a le même diamètre primitif que le pignon 16 de sortie; en conséquence, la distance parcourue par le pi- gnon de sortie d'un repos au suivant correspond à exactement un tour. On se réfère maintenant aux figures 15 et 16 sur-lesquelles le pignon 16 de sortie est en prise avec trois pignons secondaires de sortie 90, 92 et 94 qu'il entraine et qui tourillonnent sur les arbres 34, 36 et 38 de sortie (figure 10) Dans la réalisation représentée, cha- que pignon secondaire 90, 92 ou 94 a un diamètre primitif égal à la moitié de celui du pignon 16 de sortie; en consé- quence, chaque pignon secondaire de sortie fait deux tours par tour du pignon 16 de sortie Les caractéristiques du mouvement de chacun de ces pignons secondaires correspondent au mouvement du pignon 16 de sortie et elles arrivent donc à un arrêt ou au repos pour deux tours Ce rapport de 2/1 est choisi arbitrairement car il est commode mais d'autres rapports peuvent aussi être utilisés. On considère maintenant un accouplement à plaque de came Le procédé d'accouplement et de désaccouplement de chaque pignon secondaire de sortie par rapport à l'arbre de sortie sur lequel il tourillonne, est toujours le même. En conséquence, le mécanisme et la technique décrite en ré- férence à l'arbre 36 et au pignon secondaire 92, comme indi- qué sur la figure 16, s'appliquent aussi aux autres arbres et pignons secondaires de sortie. Comme l'indique la figure 16, le pignon secondai- re 92 de sortie est en prise avec le pignon 16 de sortie et il tourillonne sur l'arbre 36 de sortie sur lequel il est monté par des coussinets 96 Cet arbre 36 tourillonne dans le couvercle 28 et la plaque 42, par l'intermédiaire de roulements 98 et 100 Un adaptateur d'embrayage 102 est rac- cordé par les cannelures à l'arbre 36 de sortie et il est maintenu axialement en position par une bague élastique 104. La face externe de cet adaptateur 102 a -des dents d'engre- nage qui s'adaptent exactement aux dents d'engrenage du pi- gnon secondaire 92 Une bague fixe 106 est boulonnée sur la plaque 42, concentriquement à l'arbre 36 de sortie L'ex- trémité de la bague 106 qui est tournée vers l'adaptateur 102 a aussi des dents d'engrenage identiques à celles de l'adaptateur 102 et du pignon secondaire 92 Un collier 108 d'embrayage ayant d-es dents internes d'engrenage formées à son diamètre interne est monté de manière qu'il puisse cou- lisser axialement à l'extérieur de l'adaptateur 102-; ces dents sont destinées à être en prise avec les dents formées à l'extérieur de l'adaptateur 102 Comme l'indique la figure 16, le collier 108 est simultanément en prise avec l'adapta- teur 102 et une partie du pignon secondaire 92 qui dépasse du pignon 16 de sortie Dans cette position, le pignon secondaire 92 entraîne l'arbre 36 de sortie par l'intermé- diaire du collier 108 et de l'adaptateur 102 Le contact axial entre le collier 108 et le pignon secondaire 92 est très faible puisque toutes les dents du pignon, autour de sa pé- riphérie, supportent le couple appliqué. Une gorge 110 formée au diamètre externe du col- lier 108 est au contact d'un étrier 112 de changement de vitesse monté sur une première tige 114 de changement et main- tenue en place par un collier 115 de serrage La première tige est montée de manière qu'elle puisse se déplacer axia- lement dans la plaque 42 et le couvercle 28 A sa première extrémité, un galet 116 est monté dans la première tige 114 afin qu'il permette une manoeuvre mécanique, comme décrit dans la suite du présent mémoire Une secondé tige 118 de changement fonctionne en parallèle avec la première 114 elle est aussi montée afin qu'elle puisse se déplacer axiale- ment dans le couvercle 28 et la plaque 42 Un galet 120 est monté dans la seconde tige 118, et l'étrier 112 coopère avec la seconde tige 118 par l'intermédiaire d'un coussinet 122. Le déplacement vers l'intérieur d es deux tiges de change-. ment est limité par deux butées 124 et 126 Un culbuteur 128 est monté de manière qu'il puisse pivoter sur un axe 130 monté dans le bottier 24 Ce culbuteur coopère avec des fentes formées dans les deux tiges de changement et il est disposé de manière que, lorsqu'une tige se déplace dans un premier sens, l'autre se déplace d'une même distance dans l'autre sens, dans la plage de déplacements intéressante. Une plaque circulaire de base de came 132 est montée afin qu'elle puisse tourner sur un roulement 134 monté sur un arbre lisse 136 boulonné sur la plaque 42 La pla- que de base 132 a des dents d'engrenage 137 (figure 12) for- mées à sa périphérie et qui sont en prise avec un pignon 134 porté par l'arbre -4 d'entrée (figure 12) On note donc que la plaque de base de came 132 tourne en synchronisme avec l'arbre d'entrée, bien qu'à une vitesse angulaire plus faible, dans ce mode de réalisation, le rapport d'engrenage entre l' arbre 4 et la plaque de base 132 est égal à 9/1 La plaque 132 fait donc un tour pour trois cycles d'accélération- décélération du pignon 16 de sortie étant donné le rapport de 3/1 existant entre les pignons 2 et 8 Lorsque le rapport entre le pignon 138 et la plaque 132 est de 12/1, la plaque de base de came fait un tour pour quatre tours du pignon de sortie 16. Une série de bagues 140 de came partielle est montée sur la plaque de base de came 132 et est au contact des galets 116 et 120 des tiges 114 et 118 Sur la figure 16, la présence de la bague 140 repousse la tige 114 si bien que l'étrier 112 place le collier d'embrayage d'une manière telle qu'il est au contact du pignon secondaire 92, Comme l'indiquent les figures 17 et 18, qui représentent un exemple de disposition des bagues de came, la bague 140 aboutit à un court tronçon incliné 141, une bague complémentaire 142 remonte suivant un court tronçon incliné 143, et cette bague complémentaire 142 est séparée radialement de la plaque de base de came afin qu'elle puisse venir au contact du galet 120 porté par la seconde tige 118. Le tronçon dans lequel les deux bagues de came 140 et 142 sont inclinées en sens inversesest appelé tronçon de transi- tion On note que, lorsque le tronçon de trnrisition pnnse au niveau des galets 116 et 120, le galet 120 est repoussé par le tronçon qui grossit de la bague de came complémentaire 142; la seconde tige 118 se déplace alors vers le bas et provoque le pivotement du culbuteur 128 autour de l'axe fixe , si bien que la première tige 114 est soulevée Le tron- con incliné complémentaire 141 de la bague 140 permet la remontée du galet 116 de la première tige Lorsque la pre- mière tige 114 remonte, elle entraîne l'étrier 112 vers le haut avec elle; lorsque l'étrier 112 remonte, il fait lui- même coulisser le collier 108 d'embrayage vers le haut et le sépare du pignon secondaire 92 tout en l'amenant (à son autre extrémité) au contact de la bague fixe 106, si bien que l'arbre 36 de sortie est bloqué en position fixe Deux is facteurs importants doivent être notés dans ce système de changement qui vient d'être décrit Le premier est que le tronçon de transition formé entre les deux bagues 140 et 142 doit manoeuvrer les tiges 114 et 118 exactement pendant le repos naturel du pignon 16 de sortie et du pignon secondaire 92 Cette caractéristique s'applique lorsque le collier 108 passe de la position d'entraînement (raccordée au pignon secondaire 92) à la position bloquée (raccordée à la bague fixe 108) ouï lorsque le changement s'effeûtue en sens opposé, de la position bloquée à la position d'entrainement, par exem- ple lorsque la bague 140 de came repousse à nouveau la tige 114 Le second facteur est que, pendant le déplacement axial du collier 108 dans un sens ou dans l'autre, il existe une courte période ou plage de position dans laquelle le collier d'embrayage est simultanément en prise avec le pi- 1 o gnon secondaire 92 et la bague fixe 106. Cette situation apparaît clairement sur la figure 19 qui représente le collier 108 de l'embrayage au milieu de son déplacement comme indiqué par la référence 108 M et à l'extrémité de son déplacement, comme indiqué par la référence 108 D lorsque le collier est dans la position d'en- traînement optimal et par la référence 108 L lorsque le collier est dans sa position bloquée optimale. Cc contact jirnultano du or Il i or 10 pendant 1 la transition est permis puisque le changement a lieu et doit avoir lieu pendant le repos du pignon secondaire de sortie. Cette caractéristique est très souhaitable puisque l'arbre 36 de sortie est toujours totalement maîtrisé Cet arbre 36 subit une accélération et une décélération d'une position de repos à une autre ou il est bloqué en position correspondant à la dernière position naturelle de repos dans laquelle a lieu un changement de mécanisme En l'absence de ce contact simultané du collier avec le pignon secondaire 92 et la ba- gue fixe 106 simultanément, l'arbre 36 etle collier 108 pour- raient tourner sous l'action d'une force extérieure, pendant leur liberté dans la période de transition On ne pourrait pas connaître alors la position de l'arbre et surtout les dents des pignons males et femelles qui forment le mécanis- me de changement de vitesse pourraient ne plus etre en face et pourraient se coincer En conséquence, le contact simulta- né du collier d'embrayage avec les deux éléments en prise pendant la-transition est absolument nécessaire. Le processus de changement de vitesse de mécanis- me décrit en référence à l'arbre 36 de sortie et la coupe de la figure 16 s'appliquent aussi aux autres arbres de sor- tie 34 et 38 et auxpignons secondaires associés 88 et 94 Le mécanisme de changement de vitesse décrit en référence à la figure 16 est répété trois fois Chaque mécanisme de change- ment de vitesse a un fonctionnement indépendant de celui des deux autres Cette caractéristique est rendue possible par disposition de l'axe central de rotation de la plaque de base de came 132 de manière que chaque galet associé à une tige soit manoeuvré à une distance radiale différente sur cette plaque de base 132 Trois paires ou six bagues de came peuvent être placées sur la plaque de base 132, chaque paire de bagues de came commandant la position axiale d'un collier d'embrayage associé à l'un des arbres de sortie 34, 36 et 38. On peut donc noter que la mise en position des bagues de came sur la plaque de base de came détermine les' caractéristiques de sortie des arbres 3 > 1, 31 et 3 Vi Commo noté précédemment, un changement de mécanisme ne peut avoir lieu que pendant l'arrêt du pignon de sortie 16 Cependant, pendant cet arrêt, plusieurs changements peuvent avoir lieu par exemple, un arbre peut ktre déconnecté du pignon secon- daire de sortie correspondant et un autre peut être connecté au pignon secondaire correspondant L'ensemble générateur * de mouvement a ainsi un fonctionnement extrêmement souple. Ce mécanisme peut être utilisé à la fois comme ensemble ayant un sens constant et dans ce cas, les change- ments se répètent après un tour de la plaque de base de came 132, soit comme un mécanisme réversible (le moteur 30 changeant de sens) et dans ce cas, les changements de-mouvement sont inversés lorsque l'ensemble fonctionne en sens opposé. Les caractéristiques essentielles de l'invention sont les suivantes. 1 Un ensemble mécanique d'accélération et de décélération qui, lorsqu'il fonctionne avec une entrée constante, donne une sortie cyclique ayant une partie fixe ou de repos, un mouvement de sortie accéléré puis décéléré progressivement et aboutissant à une partie fixe ou de repos, avec répétition de ces mouvements de sortie tant que le mou- vement d'entrée continue à être transmis Un tel ensemble est représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 789 676. 2 Plusieurs organes de sortie qui peuvent être connectés sélectivement à la sortie de l'ensemble précité d'accélération et de décélération ét qui sont bloqués lors- qu'ils ne sont pas raccordés à l'ensemble d'accélération et de décélération. 3 Un mécanisme programmable présentant des chan- gements de vitesse, entraîné mécaniquement par l'entrée et qui peut assurer des changements de mécanisme d'une ou plu- sieurs sorties, d'une position bloquée à une position menée ou inversement, les changements étant synchronisés mécanique- ment afin qu'ils soient réalisés pendant le repos du mécanisme d'accélération et de décélération, les éléments subissant un changement de position ne présentant alors aucun déplacement relatif en rotation Des embrayages positifs tels que repré- *sentés, ayant des pignons et des couronnes dentées en prise, peuvent alors être utilisés. On note que les mécanismes de changement doivent être entraînés par un arbre d'entrée ou en un autre point intermédiaire d'entraînement; il peut aussi être entraîné par la sortie puisque le changement peut avoir lieu pendant le repos de la sortie, lorsqu'aucun mouvement n'est disponi- ble pour la manoeuvre d'un changement de mécanisme Dans le mode de réalisation décrit précédemment, le mécanisme de changement est commandé par une plaque de base de came 132 entraînée directement par l'arbre d'entrée par l'inter- médiaire du pignon 138; la plaque de base de came tourne donc à une vitesse nominalement constante Comme indiqué précédemment, les changements peuvent être réalisés pendant le repos de la sortie Par exemple, ce repos représente 1/15 fois le temps (ou l'angle d'entrée) nécessaire à un cycle total d'accélération et de décélération Ce dispositif, associé aux bagues de came 140 et 142,donne une partie plate ou de repos d'une bague donnée de came égale à 14 fois la partie inclinée ou qui remonte Cette partie inclinée est limitée à un angle raisonnable de pression de 30-à 450 afin que les galets des tiges de changement soient manoeuvrés Ces restrictions, considérées ensemble, limitent le nombre de cycles de changement qui peuvent être commandés pendant un tour de la plaque de base de came 132. On considère maintenant un ensemble à déplacement par croix de Malte Un dispositif destiné à augmenter le nom- bre de cycles de changement qui peut être commandé par une plaque de base de came de diamètre donné met en oeuvre un déplacement intermittent de la plaque de base de came, mais en synchronisme avec son mouvement intermittent, si bien qu'elle se déplace pendant que le mécanisme principal q 5 d'accélération est au repos Un mécanisme simple et bien con- nu à cet effet est un mécanisme de positionnement à croix de Malte à 900 Dans un tel ensemble, la sortie est fixe pendant 1 7 270 de rotation du bras de déplacement (entrée), et la:;or- tie tourne alors de 900 pendant que le bras d'entrée tour'ne de 90 En d'autres termes, si l'entrée tourne à vitesse angulaire constante, la sortie est fixe pendant les 3/4 du temps et tourne de 900 pendant le dernier quart du temps. Un tel mécanisme peut être placé entre l'arbre d'entrée et, la plaque de base de came selon l'invention afin que le nombre de cycles de changement qui peut être commandé par une plaque de base de came donnée soit multiplié par quatre. Ce mécanisme auxiliaire est représenté sur les figures 20, 21 et 22 L'arbre d'entrée n'est plus directement raccordé à la plaque de base de came par des pignons, d'une manière directe, mais un bras 150 d'entrée d'une croix de Malte est fixé à l'arbre 4 d'entrée Un galet 152 placé à l'extrémité externe de ce bras est destiné à pénétrer dans l'une des quatre fentes 154 formées dans un ensemble 156 comprerant une plaque de positionnement en forme de croix de Malte Le mécanisme représenté sur les figures 20, 21 et 22 a son galet 152 engagé au maximum dans une fente 154, 2 È c'est-à-dire qu'il se trouve au milieu du mouvement de 900 de la croix de Malte On peut noter que ce galet pénètre dans une fente donnée tangentiellenient à l'axe central de cette fente et avec une vitesse nulle de la plaque de la croix de Malte, et en sort de la même manière, comme cela est le cas habituellement dans ces mécanismes Pendant la rotation de 900 de l'arbre d'entrée, pendant que le galet 152 se trouve dans u'ne fente 154 de la plaque, celle-ci tourne de 900 Pendant la rotation restante de 2700 de l'arbre 4, du bras 150 et du galet 152, la plaque n'est pas déplacée et elle est maintenue en position fixe par un simple mécanisme de blocage Celui-ci comprend une barre 158 de blocage qui peut pénétrer dans une fente formée dans un flasque 160 d'un ar- bre fixe intermédiaire 162 sur lequel peut tourillonner la plaque de la croix de Malte Un galet 164 est monté à l'extré- mité de la barre 158 et coopère avec une came 166 portée par l'arbre 4 d'entrée La barre de blocage est repoussée contre la came par un ressort 168, à son autre extrémité, cette ' 18 barre a un prolongement dirigé vcrs le haut et dans: là-quel est monté un galet 170 de blocage La came 166 et le bras sont reliés de manière que, à la fin de chaque déplace- ment de la croix de Malte, le galet 170 de blocage pénètre dans l'une de quatre fentes 172 (figure 22) formées dans la plaque de la croix de Malte et maintienne celle-ci en position fixe pendant la rotation suivante de 270 de l'arbre, du bras et de la came Lorsque le galet 152 pénètre dans une nouvelle fente, la came 166, contrariant l'effet du ressort 158, déplace la barre 158 afin que le galet sorte de la fente 172 de blocage La plaque de la croix de Malte tourne essentiellement de 900 pour une rotation de 900 de l'arbre 4 d'entrée et elle est bloquée pendant les 2700 restants de rotation de l'arbre d'entrée. La périphérie de la plaque 156 à croix de Malte a des dents de pignon qui sont en prise avec les dents for- mées à la périphérie d'une variante de plaque 132 A de base de came sur laquelle sont montées des bagues de came On note donc que le mouvement de la plaque 132 A comprend une partie de déplacement, exécutée en une-unité de temps suivie par un repos pendant trois unités de temps Lorsque le dépha- sage du mouvement est tel que les tronçons inclinés ou qui remontent des bagues de came 140 et 142 manoeuvrent les tiges de changement pendant le repos naturel du mécanisme principal d'accélération et de décélération, l'opération de changement est identique à celle qu'on a décrite précédemment. Cependant, comme la plaque 132 A de base de came est elle-même au repos pendant les 3/4 du temps, la distance angulaire sé- parant les points de changement sur la plaque de base de came peut être raccourcie ou un plus grand nombre de points de changement peut être utilisé sur une plaque de base de came de dimension donnée 132 En d'autres termes, un plus grand nombre de séquences ou de programmes de changement de méca- nisme peut être programmé dans un espace donné. Le mécanisme de positionnement à croix de Malte est un exemple de dispositif de compression de la programma- tion de la plaque de base de came mais il n'est pas le seul. Z 1248 D'autres dispositifs comprennent notamment des micani-O Jca; à déplacement intermittent tels que des cames à tambour, des cames à plaque ou des dispositifs comparables montés entre l'arbre d'entrée et la plaque de base de came, avec un synchronisme tel qu'un mouvement de la plaque de base de came a lieu pendant le repos naturel du mécanisme princi- pal d'accélération et de décélération. Comme indiqué précédemment, le mécanisme particu- *lier d'accélération et de décélération décrit dans ce premier mode de réalisation est seulement un exemple Un autre méca- nisme plus souple, tel que décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique NI 4 075 911 peut aussi être utilisé avantageu- sement Dans ce cas, les caractéristiques cinématiques peu- vent être modifiées par addition de composantes harmoniques -d'ordre supérieur, comme décrit dans ce brevet La figure 23 qui correspond à la figure 1 '4 du mode de réalisation original, montre comment des harmoniques d'ordre supérieur qui assurent une modification peuvent être ajoutés. La figure 23 indique qu'un arbre d'entrée 4 A et 4 B modifié (pour des raisons de montage) est monté de la même manière que précédemment dans les couvercles et dans la plaque intermédiaire et tourne autour d'un axe A Le -o pignon d'entrée 2 est centré sur un axe excentrique A 1 déca- lé d'une petite distance par rapport à l'axe A Les plaques 46 et 48 formant une bielle tourillonnent sur l'arbre d'entrée 4 A, 4 B par l'intermédiaire de roulements 56 et 58 qui sont concentriques à l'axe excentrique A 1 Le reste du train d'engrenages, des roulements et des autres éléments de ce sous-ensemble est le même que sur la figure 14, mais la plaque formant montant 68 A est légèrement modifiée afin qu'elle donne une excentricité compensatrice modifiée entre le pignon menant 8 et le pignon excentrique 14 Le reste de l'arbre d'entrée 4 A, 4 B n'est pas modifié par rapport à la configuration dé- crite précédemment. Comme l'indiquent les explications cinématiques du brevet précité des Etats-Unis d'Amérique-NI 4 075 911, l'addition d'une composante harmonique d'ordre plus élevé 2521248 donne une grande souplesse de conception cinématique Plus précisément, lorsque cette caractéristique est mieo en oeuvre selon l'invention, le mécanismen d'accél ération- décélération peut être réalisé de manière que le repos na- turel soit nettement amélioré ou que la vitesse et les ac- célérations soient modifiées en fonction de critères de l'application particulière. Cette modification, incorporant les caractéris- tiques décrites dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique NI 4 075 911, correspond à une modification physique très faible, donnant une souplesse cinématique beaucoup plus grande Un élément essentiel de l'invention est l'utilisation d'un pignon principal tel que le pignon 16 qui exécute des opérations répétitives, chacune des opé- rations comprenant un mouvement accéléré progressivement depuis une position de repos puis un mouvement décéléré pro- gressivement jusqu'à un nouveau repos Dans les modes de réalisation représentés, le mouvement total du pignon prin- cipal correspond à un tour de ce pignon, entre deux repos, c'est-à-dire à 360 de'rotation Cette caractéristique est commode mais non indispensable Dans certaines applications, d'autres angles peuvent être plus commodes Lorsque des an- gles de positionnement nettement plus grands entre les posi- tions naturelles de repos sont souhaitables, l'arbre de sortie ( 176) du mécanisme décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique NI 4 271 727 peut être couplé au pignon pri- maire 16 du mode de réalisation décrit afin que plusieurs sorties indépendantes telles que décrites précédemment puissent être programmées. -D'autres ensembles principaux de positionnement convenant à l'entraînement du pignon principal 16 selon l'invention sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 4 018 090, N O 3 730 014, NO 3 859 862 et N O 3 938 396 Lorsque des angles principaux de positionnement plus petits sont acceptables, divers mécanismes classiques à déplacement intermittent peuvent être utilisés pour l'en- traînement du pignon principal 16 Parmi ces mécanismes, on peut citer un ensemble à came tambour et à toucheau de came, un ensemble à plaque de came et toucheau, ou des en- sembles à cames conjuguées et toucheaux, pourvu que, dans chaque cas, le repos naturel dumécanisme principal d'accé- lération et de décélération soit suffisamment long pour qu'il permette à l'ensemble d'assurer les changements entre les sorties,comme décrit précédemment. REVENDI CATI ONS 1 Mécanisme d'entraînement destiné à provoquer plusieurs mouvements de plusieurs éléments associés ou d'un élément donné ayant des mouvements suivant plusieurs trajets, - chaque mouvement comprenant une partie accélérée progressive- ment et une partie décélérée progressivement, entre une pre- mière position de repos et une autre position de repos, le- dit mécanisme étant caractérisé en ce qu'il comprend (a) un dispositif unique d'accélération-décéléra- tion qui comporte un organe d'entrée ( 2) et un dispositif principal de sortie ( 16) qui, pendant le mouvement constant de l'organe d'entrée, commandé de l'extérieur, provoque essentiellement un déplacement intermittent du dispositif principal de sortie d'une position de repos à une autre, suivant un mouvement comprenant une accélération et une décé- lération régulières, (b) plusieurs dispositifs de sortie ( 90, 92, 94) destinés à être connectés à plusieurs dispositifs mécaniques reliés de sortie, et (c) un dispositif ( 108) de changement entraîné mécaniquement par l'organe d'entrée et destiné à assurer sélectivement la connexion et la déconnexion d'un ou plu- sieurs des dispositifs de sortie ( 90, 92, 94) par rapport au dispositif principal de sortie ( 16) suivant une opération prédéterminée, la connexion et la déconnexion ayant toujours lieu pendant le repos du dispositif principal de sortie ( 16). 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un quelconque des dispositifs de sortie ( 90, 92, 94) qui est déconnecté du dispositif principal de sortie ( 16) par le dispositif de changement ( 108) est simultanément con- necté à un organe fixe de maintien. 3 Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif principal de sortie comporte un pignon principal de sortie ( 16) et plusieurs pignons secondaires de sortie en prise avec celui-ci, et les dispositifs de sortie comprennent plusieurs arbres de sortie ( 34, 36, 38) sur les- quels tourillonnent individuellement les pignons secondaires de sortie ( 90, 92, 94), et le dispositi r do ehangement comprend: (a) un organe coulissant d'embrayage ( 108) monté afin qu'il coulisse axialement et qu'il soit entraîné radialement-par rapport à chacun des arbres de sortie ( 34, 36, 38) et ayant deux positions axiales,-une première dans laquelle cet organe est en prise afin qu'il entraîne radia- lement le pignon secondaire de sortie, et une seconde posi- tion axiale dans laquelle l'organe d'embrayage est en prise afin qu'il soit retenu radialement par un organe fixe de maintien, (b) des tiges de changement ( 114, 118) montées près des organes respectifs d'embrayage et destinées à déplacer ces organes d'une première position axiale à une seconde et inversement, ces tiges de changement étant commandées par: (c) une came ( 132) entraînée par l'organe d'en- trée et ayant un mouvement synchronisé sur celui du dispo- sitif d'accélération-dëcélération afin qu'une tige quelcon- que de changement ne soit déplacée que pendant la période de repos du dispositif d'accélération-décélération. 4 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came ( 132) est entraînée par l'organe d'entrée par l'intermédiaire d'une connexion à vitesse constante. 5 Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came ( 132) est entraînée par l'organe d'entrée par l'intermédiaire d'une connexion à engrenage. 6 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came ( 132) est entraînée par l'organe d'entrée par l'intermédiaire d'un mécanisme à mouvement intermittent. 7 Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mécanisme à mouvement intermittent comporte un mécanisme à croix de Malte. 8 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que le l'organe d'embrayage ( 118) est en coopération simultanée à la fois avec le pignon secondaire de sortie et l'organe fixe de maintien pendant une partie du déplace- ment de sa première à sa seconde position axiale, et in- versement. 9 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en-ce que le dispositif d'accélération-décélération qui a un organe rotatif d'entraînement d'entrée et un organe de sortie comporte: (a) un tronçon de pignon ( 16) monté sur l'or- gane de sortie, (b) un dispositif ( 20) de montage de l'organe de sortie afin qu'il le guide suivant un trajet prédéterminé, (c) un premier pignon ( 14) destiné à coopérer avec le tronçon de pignon et à entraîner l'organe de sortie, (d) un dispositif de guidage du premier pignon ( 14) afin qu'il se déplace en rotation autour de son pro- pre centre lorsque ce centre oscille suivant un trajet pa- rallèle à l'organe de sortie afin qu'il provoque le dépla- cement de cet organe de sortie, (e) un dispositif de guidage de l'organe rota- tif d'entraînement afin qu'il se déplace suivant un trajet qui est sensiblement transversal de façon générale au tra- jet de l'organe de sortie, et (f) un dispositif ( 6) de montage du premier pignon gane d'entraînement ( 2), les axes du premier pignon et cet organe étant parallèles mais distants, si bien que la rota- tion d'entraînement de l'organe d'entraînement provoque sa rotation autour du centre du premier pignon. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'accélération-décélération qui a un dispositif d'entrée de puissance destiné à donner un mouvement de rotation et un organe principal de sortie des- tiné à se déplacer suivant un trajet prédéterminé, comporte (a) une première paire rotative qui comprend ( 1) un premier organe rotatif, et triquement sur le premier organe rotatif mais ne pouvant pas tourner par rapport à celui-ci, (b) une seconde paire rotative montée avec une position fixe dans l'espace par rapport à la première paire rotative et comprenant: ( 1) un second organe rotatif, et ( 2) un second organe excentrique monté excen- triquement sur le second organe rotatif et ne pouvant pas tourner par rapport à celui-ci, (c) un dispositif de connexion destiné à faire tourner la première paire rotative et la seconde paire ro- tative avec un rapport-pratiquement entier de vitesses an- gulaires, (d) un dispositif de raccordement de l'organe principal de sortie au premier organe excentrique et au second organe excentrique et comprenant: ( 1) un premier organe de sortie qui coopère tangentiellement avec la périphérie de l'un des organes excentriques afin qu'ils s'entraînent mutuellement, et ( 2) un second organe de sortie monté afin qu'il puisse tourner parrapport à l'autre organe excentri- que, et (e) le dispositif d'entrée de puissance étant relié à l'-une des paires rotatives afin qu'il provoque la rotation de cette paire.