Brevet FR2566332A1 — publié le 19851227

TETE D'ECRITURE POUR MACHINE A DESSINER La présente invention concerne une tête d'écriture pour machine à dessiner, et plus particulièrement, une texte d'écriture du type comprenant un support muni de moyens de guidage pour le corps d'un organe d'écriture mobile en translation entre une position de repos et une position de travail, les déplacements de l'organe d'écriture étant au moins en partie provoqués par une force magnétique. L'obtention de traces rapides et précis au moyen de machines à dessiner demande, d'une part, des mouvements rapides de l'organe d' écriture entre ses positions de repos (relevée) et de travail (abaissée) et, d'autre part, un guidage parfait de l'organe d'écriture au moins quand il vient an position abaissée. Il est bien connu d'utiliser des moyens électromagnétiques pour commander les déplacements de l'organe d'écriture entre ses positions relevée et abaissée. Afin de réduire au minimum la masse à mettre en mouvement au cours de ces déplacements, il a été proposé de réaliser des têtes d'écriture dans lesquelles seul l'organe d'écriture est déplacé. Un dispositif de ce type est décrit dans le brevet U.S. 4 299 031 Dans ce dispositif connu, le corps de l'organe d'éceriture porte une pièce métallique qui coopère avec un aimant permanent et un électro-aimant pour, respectivement, relever et abaisser l'organe d'écriture.Le corps de l'organe d'écriture est guidé à l'intérieur d'une pièce tubulaire. Il est nécessaire que ce guidage soit réalisé avec un jeu minimum pour amener l'organe d'écriture en position de travail avec la précision souhaitée. Mais alors les frottements entre le corps de l'organe d'écriture et la pièce tubulaire peuvent etre tels qu'ils s'opposent aw: mouvements de l'organe d'écriture entre ses positions relevée et abaissée et nuisent donc au bon fonctionnement de la tête. Dans le but d'assurer un guidage efficace sans rencontrer de problèmes de frottements, il est proposé par le brevet DE 3 217 755 de monter l'organe d'écriture sur un chariot dont les roues sont montées par rapport à des tiges de guidage de manière à interdire tout mouvement relatif entre l'organe d'écriture et ces tiges autrement que parallèlement à colles-ci.Le montage proposé est relativement complexe et l'on retrouve le problème posé par le déplacement d'une masse assez importante. De plus, et comme dans le cas précédent, le montage ne se prête pas facilement au changement automatique de l'organe d'écriture. La présente invention a pour objet de fournir une eête d'écriture de structure très simple autorisant un tracé à la fois rapide et précis. L'invention a plus particulièrement pour objet de fournir une tête d'écriture dans laquelle la masse à déplacer pour faire passer l'organe d'écriture de sa positon de repos à sa position de travail, ou inversement, est minimale, tout en assurant un guidage très précis de l'organe d'écriture lorsqu'il est amené en position de travail. L'invention a encore pour objet de réaliser une telle tête d'écriture se prêtant en outre facilement au changement automatique d'organe d'écriture. Conformément à l'invention, la tête d'écriture est du type défini en tête de la description, et dans laquelle le corps de l'organe d'écriture est maintenu en permanence en appui latéral contre au moins un élément de guidage pote psr le support, au moyen d'une force d'attraction magnétlque dirigée sensiblement transversalement par rapport à na direction de déplacement an translation de l'organe d'écriture. Le ou les éléments de guidage sont réalisés de manière à réduire au minimum les frottements entre eux-mêmes et le corps de l'organe d'écriture. Ces éléments de guidage peuvent être constitués par des parties saillantes du support ayant une form@ telle qu'elle épouse une partie de la périphérie du corps de l'organe d'écriture afin d'empêcher tout mouvement relatif entre celui-ci et le support autrement que dans la direction du déplacement en translation. De préférence, les éléments de guidage sont constitués par des éléments de roulement, tel sque des billes on des galets portés par le support et roulant sur le corps de l'organe d'écriture lorsque celui-ci est déplacé en translation. Selon une autre caractéristique avantageuse de la tête d'écriture conforme à l'invention, le corps de l'organe d'écriture est séparable du support par traction exercée latéralement à l'encontre de ladite force magnétique de maintien latéral. Un changement automatique de l'organe d'écriture est alors possible avec des moyens de préhension de type connu en soi venant en prise sur le corps de l'organe d'écriture et pouvant exercer une traction sur celui-ci dans une direction transversale par rapport à la direction longitudinale du corps. Le déplacement de l'organe d'écriture de Sa position de travail à sa position de repos peut être provoqué au moins an partie par une force de rappel magnétique et/ou une force de rappel élastique. Avantageusement, un dispositif amortisseur est interposé entre le support et l'organe d'écriture, ce dispositif amortisseur agissant dans la direction de déplacement en translation de l'organe d'écriture notamment pour éviter des rebondissements de la pointe de l'organe d'écriture en position de travail D'autres particularités et avantages de la tête d'écriture conforme à l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif' en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un premier mode de réalisation de de la tête d'écriture selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1. Les figues illustrent une tête d'écriture d'une machine à dessiner. Cette tête comprend un support 10 qui porte un organe d'écriture 20 et qui est relié, comme connu en soi, à un chariot (non représenté) mobile par rapport à-un support de tracé tel qu'une feuille 11. L'organe d'écriture (crayon, stylo ou analogue), représenté en traits mixtes sur la figure 1, est monté dans un corps cylindrque 21, l'extrémité de l'organe d'écriture portant la pointe d'écriture 24 faisant saillie à la partie inférieure du corps 21. Le corps 21 est en matériau non magnétique et porte une bague métallique 22 en matériau magnétique.A sa partie supérieure, au-sessus de la bague 22, le corps 21 présente un épaulement annulaire 23. L'ensemble formé par l'organe d'écriture 20, le corps 21, la bague 22 et l'épaulement 23 est symétrique de révolution autour d'un axe 250 Un électro-aimant 16 compranant une bobine 14 d'axe parallèle au corps 21 et deux armatures 15a, 1 15b est fixé au support 10 pour, lorsque la bobine 14 est alimentée, amener l'organe d'écriture en position de travail à l'encontre de la force de rappel exercée par l'aimant 1 2.Les parties terminales des armatures 15a, 15b sont conformées pour épouser sensiblement le contour de la bague 22, sur une partie de sa périphérie, d'un même coté d'un plan P passant par l'axe de l'organe d'écriture. Les armatures 15a, 15b sont décalées vers le bas par rapport à la bague 22 pour attirer le corps 21 vers le bas avec une force sensiblement constante. La force d'appui de la pointe de l'organe d'écriture sur la feuille 11 est réglable par déplacement de la bague 22 longitudinalement sur le corps 21 et/ou par ajustement du courant alimentant la bobine 14. Le corps 2t est guidé sur le support 10 au moyen de deux paires de galets 17, 18 montés libres an en rotation sur le support 10 et situés respectivement au-dessus et au-dessous de l'électroaimant. Dans chaque paire, les galets sont sités du côté du plan P où se trouvent les armatures 15a, 15b et sont disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport à un plan Q passant par l'axe de l'organe d'écriture et perpendiculaire au plan P (figure 2). Comme le montre la figure 2, les axes des galets 17, 18 sont parallèles au plan Q et perpendiculaires à l'axe 25 du corps 21, celui-ci étant en contact avec les bords extérieurs légèrement biseautés des galets 17, 18. Les galets 17, 18 guident le corps 21 en translation par rapport au support 10, parallèlement à l'axe 25, entre une position de repos, ou relevée (figure 1) dans laquelle la pointe 24 surplombe. la feuille 11 de quelques mm et une position de travail, ou abaissée, dans laquelle la pointe 24 est en appui sur la feuille 11. En position de repos, le corps 21 est maintenu en appui contre les galets 17, 18 au moyen d'une force magnétique de maintien latéral exercée sur la bague 22 par un aimant 12 fixé au support 10 entre les paires de galets 17 et 18. L'aimant 12 est situé au niveau de la bague 22 et exerce une force sensiblement perpendiculaire à l'axe 25. Une palette 26 est articulée à une extrémité sur le support 10 autour d'un axe 19 perpendiculaire à l'axe 25 st présente à son autre extrémité un évidement 26a dans lequel s'engage avec jeu l'épaulement 23 du corps 21. La palette 26 est sollicitée en permanence vers le haut par un ressort 27 dont une extrémité prend appui sur le support 10 et dont l'autre extrémité est disposée dans un logement 26b Pommé dans la face inférieure de la palette 26.La position supérieure de la palette 26 est définie par le contact avec une butée ajustable 13 montée sur le support 10, tandis que la position inférieure du bras 26 est définie par le contact de celui-ci avec une surface de butée du support 10. Le ressort 27 est un ressort hélicoidal à l'intérieur duquel est disposé un cylindre 28 de matériau déformables par exemple un matériau an mousse synthétique. On notera que le support 10 et les éléments décrits ci avant solidaires du support tO sont situés tous d'un même coté du plan de symétrie P du corps 21. Aussi, le corps 21 peut être détaché du support 10 par traction exercée à l'encontre de la composante horizontale de la force exercée par l'aimant 12. Cette possibilité peut être mise à profit pour réaliser un chanfgement automatique de l'organe d'écriture par préhension et traction du corps 21, celui-ci formant avec l'organe d'écriture 20 et la bague 22 un ensemble présentant une symétrie de révolution susceptible d'être accolé dans n'importe quelle position angulaire aux galets 17, 18 dont l'agencement ne présente pas de symétrie de révolution. On notePa encore que le montage décrit permet d'utiliser sans adaptation particulière des organes d'écriture dont les corps ont des diamètres légèrement différents. Le fonctionnement de la tette d'écriture qui vient d'être décrite est le suivant. L'organe d'écriture étant En position de repos9 il est amené vers la position de travail en faisant passer un courant dans la bobine 14. La composante horizontale de la force électromagnétique exercée par l'électro-aimant 16 s ajoute à celle de la force exercée par l'aimant 12 pour appliquer le corps 21 contre les galets 17, 18. Ainsi, le corps 21 est parfaitement guidé pendant sa venue en position de travail et est ensuite parfaitement maintenu en place dans cette position pendant les déplacements de l'organe d'écriture La venue de l'organe d'écriture en position de travail s'effectue à l'encontre de la force de rappel élastique exercés par le ressort 27. La présence de ce ressort et du bloc de matériau déformable 28 remplissant l'intérieur du ressort permet un amortissement des mouvements oscillatoires verticaux évitant, d'une part, les rebondissements de la pointe d'écriture lorsqu'elle est amenée en position de travail et, d'autre part, un décollement de la pointe d'écriture par rapport à la feuille 11 lorsque la pointe d'écriture rencontre des défauts de surface de la feuille 11 au cours du tracé. A titre indicatif, dans le cas cù l'organe d'écriture est déplacé vers la position de travail sans interposition de moyens amortisseurs, il s'écoule environ 10 à 15 ms entre le monent où la pointe de l'organe d'écriture touche la feuille et le sont où eette pointe, après rebondissements. reste en contact permanent entre la feuille. L'interposition de moyens amortisseurs tels que décrits ci-dessus permet de ramener ce délai à 5 ms environ. Le retour de l'organe d'écriture en position de repos est commandé en interrompant le courant dans la bobine 14, le déplacement étant assuré par la force de rappel élastique exercée par le ressort 27. Bien que l'on ait envisagé ci-avant un rappel essentiellement élastique de l'organe d'écriture vers sa position de repos, ce rappel peut être en variante exercé au moins en partie par une force magnétique. A cet effet, il suffit de placer l'aimant 12 dans une position décalée vers le haut par rapport à la bague 22. La force d'attraction magnétique exercée par l'aimant 12 sur la bague 22 présente alors une composante horizontale faisant fonction de force de maintien latéral et une composante verticale faisant fonction de force de rappel en position de repos. Toujours à titre de variante, on peut supprimer l'aimant 12 du montage de la figure 1 à condition d'utiliser une bague 22 aimantée. La force de maintien latérale (et éventuellement de rappel en position de repos) est alors constituée par la force d'attraction entre la bague aimantée et les armatures de l'électro-aimant. L'organe d'écriture est déplacé en position de travail en alimentant la bobine de l'électro-aimant sous la polarité convenable, une remontée rapide de l'organe dtécriture pouvant être commandée en inversant le sens du courant dans la bobine. Bien entendu, diverses modifications ou adjonctions pourront être apportées aux modes de réalisation décrits d'une tête d'écriture conforme à l'invention sans pour cela sortir du cadre de protection défini par les revendicatons annexées. REVENDICATIONS 1. Tête d'écriture pour machine à dessiner, comprenant un support (10) muni de moyens de guidage pour le corps (21) d'un organe d'écriture (20) mobile en translation entre une position de repos et une position de travail, les déplacements de l'organe d'écriture étant au moins en partie provoqués par une force magnétique, caractérisée en ce que le corpa (21) de l'organe d'écriture (20) est maintenu en permanence en appui latéral contre au moins un élément de guidage (17, 18) porté par le le support (X0)9 au moyen d'une force d'attraction magnétique s'exerçant transversalement par rapport à la direction de déplacement an translation de l'organe d'écriture. 2. Tête d'écriture selon la revendication 19 caractérisée en ce que le corps (21) de l'organe d'écriture (20) est maintenu en appui contre des éléments de roulement (17, 18) qui sont portés par le support (10) et qui roulent sur le corps de l'organe d'écriture lorsque celui-ci est déplacé en translation. 3. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le corps g21) de l'organe d'écriture (20) est séparable du support (10 > par traction exercée latéralement à l'encontre de ladite force magnétique de maintien latéral. 4. Tête d'écriture selon la revendication 39 caractérisée en ce que le corps (21) de l'organe d'écriture (20) est un corps symétrique de révolution susceptible d'être accolé dans n'importe quelle position angulaire à l'élément ou aux éléments de guidage (17, 18) ne présentant pas de symétrie de révolution. 5. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la force magnétique de maintien latéral est exercée par un aimant permanent (12)o 6. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les forces magnétiques de déplacement et de maintien latéral de l'organe d'écriture s'exercent sur un même élément métallique (22) solidaire de l'organe d'écriture (20). 7. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le déplacement de l'organe d'écriture de sa position de repos à sa position de travail et le maintien dans la position de travail sont assurés par une force électromagnétique, caractérisée en ce que cette force électromagnétique a une composante latérale exerçant sur l'organe d'écriture en position de travail une force supplémentaire de maintien latéral. 8. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le déplacement de l'organe d'écriture (20) de sa position de travail à sa position de repos est provoqué au moins en partie par une force de rappel magnétique. 9. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le déplacement de l'organe d'écriture (20) de sa position de travail à sa position de repos est provoqué au moine en partie par une force de rappel élastique. 10. Tete d'écriture selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisée en ce qu'un dispositif amortisseur (27, 28) est interposé entre le support (10) et l'organe d'écriture (20), ce dispositif amortisseur agissant dans la direction de déplacement en translation de l'organe d'écriture. 11. Tête d'écriture salon la revendication 9, caractérisée en ce que le dispositif amortisseur est constitué par un bloc de matériau déformable (28), tel qu'une mousse, logé à l'intérieur d'un ressort hélicoidal (27) formant moyen de rappel élastique de l'organe d'écriture (20) vers Sa position de repos. 12. Tête d'écriture selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée En ce qu'une bague aimantée est solidaire du corps de l'organe d'écriture, la force magnétique de déplacement étant exercée sur la bague aimantée par un électro-aimant porté par le support tandis que la force magnétique de maintien latéral s'exerce entre la bague aimantée et l'armature de l'électro- aimant. 13. Tette d'écriture selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans laquelle le déplacement de l'organe d'écriture de sa position de repos à sa position ds travail et le maintien dans la position de travail sont assurés par uns force électromagnétique qui s'exerce sur une bague portés par l'organe d'écriture et qui est engendrée par un électro-aimant, caractérisée en ca que la force d'appui de l'organe d'écriture sa position de travail sur un support d'écriture est réglable par ajustement du courant dans la bobine de l'électro-aimant o u déplacement de la bague sur l'organe d'écriture ou les deux.