Brevet FR2541585A1 — publié le 19840831

La présente invention concerne, principalement, un procédé d'animation d'une partie de véhicule ou de machine miniature reposant sur un côté d'une surface plane et mince, ainsi qu'un ensemble destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention a trait également à un-procédé de déplacement du véhicule ou de la machine dans son ensemble. Plus précisemment, 1 'invention concerne les maquettes animées et les véhicules-jouets pouvant animer le décor des réseaux de train miniature ou être utilisés seuls. Le procédé selon l'invention est appi icable, en particuier, à la reproduction du déplacement et du fonctionnement diun chariot transbordeur miniature évoluant sur une surface figurant un quai de gare. Aucune solution satisfaisante n'existe à ce jour pour reproduire de façon réaliste un tel déplacement et fonctionnement. Les maquettes proposées aux modélistes ferroviaires ne sont pas animées et les véhicules-jouets fonctionnels qui existent sont trop volumineux pour être utilisés dans le décor de réseaux de train miniature. Compte tenu des très petites dimensions des trains miniatures les plus courants (échelle 1/87), il n'est pas envisageable de réduire de façon simple, réaliste et peu coûteuse, ces véhicules-jouets existants pour les rendre utilisables dans le décor envisagé. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvenients en proposant un procédé et un ensemble qui permettent d'animer une partie de véhicule ou de machine ayant des dimensions compatibles avec celies des trains miniatures. Ce but est atteint en ce sens qu'il consiste, d'une part, à inclure dans le véhicule ou la machine, au voisinage immédiat de la surface plane et lisse sur laquelle repose ce véhicule ou cette machine, un aimant permanent monté pivotant et à réaliser, entre cet aimant et la partie animée, une liaison appropriée à transmettre le pivotement de l'aimant à ladite partie et d'autre part, à commander le pivotement dudit aimant au moyen d'un électro-aimant à noyau de fer doux placé, en vis-à-vis, de l'autre côté de la surface, l'axe des pôles dudit noyau étant perpendiculaire à l'axe dc pivotement dudit aimant permanent. De cette manière, il est possible de commander de I'exterieur, par un moyen simple, les mouvements de la partie à animer au moyen de l'électro-aimant à noyau de fer doux qui sera dissimulé au regard sous la surface figurant le quai sur lequel évolue le véhicule ou la machine, par exemple, un chariot transbordeur. On comprend que l'aimant pivotant présente à l'électro-aimant non excité l'un quelconque de ses pôles attiré par le fer doux et, lorsque l'électro-aimant est excité, celui de ses pôles qui est opposé au pôle de l'électro-aimant immédiatement voisin de la surface qui les sépare-; en inversant le sens-du courant dans l'électro-aimant, et donc le champ électrique, on provoque le pivotement de l'aimant permanent sur un demi-tour. Ce pivotement étant très brutal, il est souhaitable de freiner la transmission du mouvement à la partie de véhicule ou de machine à animer. En effet, si cette partie est, par exemple, une fourche de chariot transbordeur garnie de marchandises, le basculement brusque de la fourche risquerait d'éjecter les marchandises sur le quai. Pour freiner la transmission du pivotement de l'aimant à la partie à animer, on contraint cette dernière à tirer ou repousser la tige d'un piston dont le cylindre admet ou refoule l'air ambiant -par un orifice de faible section. Du fait de cette faible section, l'admission ou le refoulement de l'air n'est pas instantané et la tige de piston oppose donc une résistance au pivotement de la partie à animer, De cette manière, on ralentit ce pivotement. L'ensemble pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend donc, d'une part, un aimant monté pivotant dans le véhicule ou la machine miniature au voisinage immédiat de la surface plane et mince sur laquelle repose ce véhicule ou cette machine et, d'autre part, en vis-à-vis dudit aimant, de l'autre côté de la surface, un électro-aimant à noyau de fer doux dont l'axe des pôles est perpendiculaire à l'axe de pivotement dudit aimant permanent, l'électro-aimant étant susceptible de faire pivoter ledit aimant, ce dernier étant réuni à la partie à animer par une liaison appropriée à transmettre son pivotement à ladite partie. Comme on l'a vu plus haut, l'ensemble comprend des moyens freinant le pivotement de la partie à animer en réponse au pivotement de l'aimant, lesquels moyens sont par exemple constitués par un piston qui coulisse dans un cylindre admettant ou refoulant l'air ambiant par un orifice de faible section, sous l'effet, respectivement, d'une traction ou d'une poussée exercée sur la tige du piston par la partie à animer. Lorsque le véhicule ou la machine miniature comprend un châssis présentant des parois latérales, la liaison entre la partie à animer et l'aimant est réalisée sous la forme d'une bielle dont une extrémité est fixée à ladite partie à animer et dont l'autre extrémité est en forme de fourchette, et ledit aimant est monté pivotant sur lesdites parois latérales par l'intermédiaire d'un arceau en U auquel il est fixé et dont les ailes se prolongent par des demi-axes tourillonnant dans les parois latérales, ces deux demi-axes étant enfilés entre les dents de la fourchette de la bielle. De cette manière, le pivotement de l'aimant entraîne celui de la partie à animer par l'intermédiaire de.l'arceau en U et de la bielle. Dans une forme d'exécution préférée, la bielle est en un matériau flexible, par exemple, en matière plastique ou en métal. Ainsi, elle peut se tordre sous l'effet du pivotement freiné de l'aimant. Pour permettre le déplacement du véhicule sur la surface plane, celui-ci renferme, en outre, un aimant permanent suiveur en contact avec cette surface plane et l'électro-aimant est compris dans un dispositif de commande renfermant également un aimant permanent moteur séparé de l'aimant suiveur par la surface plane. Le dispositif de commande précité -et par conséquent, l'aimant moteur- est mû contre la surface plane par tout moyen de télécommande approprié, et l'on comprend que l'aimant suiveur, en vis-à-vis de l'aimant moteur, accompagne ce dernier dans ces glissements le long de la surface plane, ce qui entraine le déplacement du véhicule. Pour que l'aimant permanent et l'électro-aimant à noyau de fer doux restent bien en vis-à-vis lors des déplacements du véhicule, il est prévu, entre la partie du dispositif de commande qui supporte l'électro-aimant et celle dans laquelle est monté l'aimant moteur, une liaison pivotante autour de l'axe des pôles de ce dernier. De cette manière, l'électroaimant, non excité et dont le noyau de fer doux est quelque peu attiré par l'aimant permanent peut rester convenablement positionné par rapport à ce dernier, meme si le véhicule se déplace selon une direction ne se confondant pas avec son axe longitudinal. L'invention est décrite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe prise selon l'axe longitudinal d'un chariot transbordeur miniature et de ses moyens de commande, et - la figure 2 est une coupe du chariot transbordeur prise selon la ligne II-II de la figure 1. Si l'on se réfère à la figure 1, on voit un chariot transbordeur comportant un châssis 1, par exemple en matière plastique opaque, dont la partie supérieure définit un siège 2 pour un personnage miniature non représenté, figurant le pilote, lthabitacle du chariot étant complété par un couvercle 3, par exemple en Plexiglas. Le chariot comporte par ailleurs des roues 4, une fourche 5 et une flèche 6. Le chariot transbordeur repose sur une surface plane, lisse et mince 7 qui figure, par exemple, un quai de gare. Le châssis 1 du chariot renferme, d'une part, des moyens permettant le déplacement du chariot sur la surface 7 et, d'autre part, des moyens permettant d'animer la fourche 5. En ce qui concerne -les moyens de déplacement du chariot, ils sont constitués par un aimant permanent 8, dit aimant "suiveur" solidaire du châssis 1 et d'un aimant permanent 9, dit aimant "moteur" appartenant à une structure télécommandée 10. On comprend que le déplacement de l'aimant moteur 9 le long dè la surface 7, sous l'effet de la télécommande, entraîne l'aimant suiveur 8 et par conséquent le chariot. I1 est ainsi possible de déplacer le chariot dans toutes directions. La télécommande utilisée, non représentée, peut être de n'importe quel type, notamment du type utilisant deux boutons de commande dont 1 'usage conjoint définit les coordonnées de 1Ifamplacement voulu pour l'aimant 9. Les moyens d'animation de la fourche 5 sont constitués, d'une part, d'un aimant permanent 11 cylindrique ou parallelépipédique et d'un couple de bielles 12 en un matériau flexible dont une extrémité se termine par une fourchette 13 et dont l'autre extrémité 14 est solidaire de la fourche 5 et, d'autre part, d'un electro-aimant 15 à noyau de fer doux monté sur l'une des extrémités d'un support 16, dépendant de la structure télécommandée 10, l'autre extrémité de ce support 16 présentant un perçage 33 qui permet son enfilage sur le support 34 de l'aimant moteur 8. Le support 34 forme ainsi un axe autour duquel peut pivoter le support 16. Plus précisemment, comme on le voit à la figure 2, l'aimant permanent 11 est monté pivotant autour de l'axe x-x', sur les parois latérales du châssis 1 par l'intermédiaire d'un arceau 17 fixé par tout moyen approprié à l'aimant il et dont les ailes se terminent par des demi-axes 18 qui tourillonnent dans des évidements correspondant 19 prévus dans lesdites parois latérales du châssis 1. Comme on le voit, l'âme de l'arceau 17 est enfilée entre les dents 20 et 20' de chacune des fourchettes 13. La face interne du cassis 1 forme un couple de butées 21 et 21' dont l'utilité sera expliquée plus loin. Si l'on revient à la figure 1, on voit que la fourche 5 est pourvue d'oreilles 22 permettant son montage pivotant sur le châssis 1 autour de l'axe 23. D'un autre côté, la fourche 5 est réunie à la tige 24 d'un piston 25 coulissant dans un cylindre 26. Le piston 25 présente un perçage 27 mettant en communication le milieu extérieur avec la cavité 28 à volume variable définie par le châssis 1 et la face du piston 25 opposée à la tige 24. Les fils 29 et 29' d'alimentation de l'électro-aimant 15 sont connectés à des contacts annulaires libres 30 et 30', qui touchent d'autres contacts annulaires libres 31 et 31' supportés par la structure 10 et connectés à deux fils 32 et 32' qui vont vers le contacteur du tableau de commande de la télécommande non représentée. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Au repos, le chariot transbordeur est tel que représenté à la figure 1. Si on désire le déplacer sur la surface 7, il suffit de modifier les coordonnées de l'emplacement occupé par l'aimant moteur 9, au moyen de la télécommande non representée, pour que l'aimant suiveur 8 accompagne le déplacement de l'aimant moteur 9 dans toutes directions voulues. Si -l'on désire abaisser la fourche 5, on excite l'électro-aimant 35 de telle sorte que le pôle de cet électro-aimant proche de la surface 7 soit le même que celui en vis-a-vis de l'aimant permanent 11. Il s'ensuit que l'aimant permanent 11 pivote d'un demi-tour autour de l'axe x-x' selon la flèche F1 pour présenter son pôle opposé à l'électro-aimant 15. Le pivotement de l'aimant 11, autour de l'axe x-x', amène l'arceau 17, et par conséquent les fourchettes 13, en position haute. Il s'ensuit que les bielles 12 fléchissent et repoussent la fourche 5 qui tend à pivoter autour de l'axe 23 selon la flèche F2. Le basculement de la fourche 5 est toutefois freiné du fait que cette fourche doit entraîner dans ce basculement la tige 24 du piston 25 qui ne peut coulisser selon la flèche F3 dans le cylindre 26 que dans a mesure où l'air ambiant pénètre dans la cavité 28, ce qlli, dll fait de la faible section du perçage 27, n'est pas instantané. La fourche 5 bascule donc doucement sous l'effet du pivotement brutal de l'aimant 11. On comprend que, du fait du freinage, une tension se crée dans les bielles 13 qui la transmettent à l'aimant 11 qui, sans autre précaution, aurait tendance à poursuivre sa rotation pour relâcher la tension en cause. Il en est cependant empêché par les butées 21 et 21' qui agissent aux niveaux des demi-axes 18. Si l'on veut ramener la fourche 5 dans la position représentée à la figure 1, il suffit d'exciter l'électroaimant par un courant de sens inverse, ce qui provoque un nouveau pivotement d'un demi-tour de l'aimant 11. Sous l'effet de ce pivotement dans le sens contraire à la flèche F1, l'arceau 17 et les fourches 13 reviennent en position basse et les bielles 12 tendent à relever la fourche 5. Comme précédemment, le mouvement est freiné du fait que la fourche 5 a à repousser la tige 24 du piston 27 ce qui nécessite le refoulement de l'air contenu dans la cavité 28 par le perçage 27 de faible section. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée. En particulier, on pourrait prévoir une seule bielle 12 se terminant par une double fourchette 13 au lieu d'un couple de bielles se terminant chacune par une fourchette, ce qui permettrait de loger cette bielle unique sous la partie de châssis définissant le cylindre 26 au lieu de loger le couple de bielles de part et d'autre de cette partie de châssis. Par ailleurs, l'invention pourrait etre appliquée à d'autres véhicules ou machines miniatures qu'à un chariot transbordeur. REVENDICATIONS 1- Procédé d'animation d'une partie de véhicule ou de machine miniature reposant sur un côté d'une surface plane et mince, caractérisé en ce qu'il consiste, d'une part, à inclure dans le véhicule ou la machine, au voisinage immédiat de ladite surface, un aimant permanent (11) monté pivotant et à réaliser, entre cet aimant (li) et la partie à animer (5), une liaison (12, 13, 17) appropriée à transmettre le pivotement de l'aimant (11) à ladite partie (5) et, d'autre part, à commander le pivotement dudit aimant (11) au moyen d'un électro-aimant (15) à noyau de fer doux placé, en vis-à-vis, de l'autre côté de la surface (7), l'axe des pôles dudit noyau étant perpendiculaire à l'axe de pivotement x-x' dudit aimant permanent (11). 2- Procédé selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, à freiner -la transmission du pivotement de l'aimant (11) à la partie à animer (5). 3- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste, pour freiner la transmission du pivotement de l'aimant (11) à la partie à animer (5), à contraindre cette dernière à tirer ou repousser la tige (24) d'un piston (25) dont le cylindre (26) admet ou refoule l'air ambiant par un orifice (27) de faible section. 4- Ensemble destiné à animer une partie de véhicule ou de machine miniature reposant sur un côté d'une surface plane et mince, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, un aimant (11) monté pivotant dans le véhicule ou la machine miniature au voisinage immédiat de ladite surface (7) et, d'autre part, en vis-à-vis dudit aimant (11), de l'autre côté de la surface (7), un électro-aimant (15) à noyau de fer doux dont l'axe des pôles est perpendiculaire à l'axe de pivotement x-x' dudit aimant permanent (11), l'électro-aimant (15) étant susceptible de faire pivoter ledit aimant (11) et ce dernier étant réuni à la partie à animer (5) par une liaison (12, 13, 17) appropriée à transmettre son pivotement à ladite partie (5). 5- Ensemble selon la revendication 4, dans lequel le véhicule ou la machine miniature comprend un châssis (1) présentant des parois latérales, caractérisé en ce que la liaison entre la partie à animer (5) ot ledit aimant (11) est réalisée sous la forme d'une bielle (12) dont une extrémité (14) est fixée à ladite partie à animer (5) et dont l'autre extrémité est en forme de fourchette (13) et en ce que ledit aimant (11) est monté pivotant sur lesdites parois latérales par l'intermédiaire d'un arceau (17) en U auquel il est fixé et dont les ailes se prolongent par des demi-axes (18) tourillonnant dans les parois latérales, ces demi-axes (18) étant enfilés entre les dents (20, 20') de la fourchette (13) de la bielle (12). 6- Ensemble selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (24, 25, 26) freinant le pivotement de la partie à animer (5) en réponse au pivotement de l'aimant (11). 7- Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de freinage sont constitués par un piston (25) qui coulisse dans un cylindre (26) admettant ou refoulant l'air ambiant par un orifice (27) de faible section, sous l'effet, respectivement d'une traction ou d'une poussée exercée sur la tige (24) du piston (25) par la partie à animer (5)0 8- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la bielle (12) est en un matériau flexible 9- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 > caractérisé en ce que le véhicule ou la machine renferme, en outre, un aimant permanent suiveur (8) en contact avec la surface plane (7) et en ce que l'électro-aimant (15) est compris dans un dispositif de commande renfermant également un aimant permanent moteur (9) séparé de l'aimant suiveur (8) par la surface plane (7), ledit dispositif étant mû contre la surface plane (7) par tout moyen de télécommande approprie. 10- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le véhicule est un chariot transbordeur, en ce que la surface plane (7) figure une voie de roulement et en ce que la partie à animer est la fourche (5) de chargement/transport/déchargement du chariot. 11- Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que, entre la partie (16) du dispositif de commande (10) qui support l'électro-aimant (15) et celle (34) dans laquelle est monté l'aimant- moteur (8), il est prévu une liaison pivotante autour de l'axe des pôles de ce dernier.