Brevet FR2575616A1 — publié le 19860704

DISPOSITIF D'AVANCE PAS A PAS SELECTIVEMENT DANS DEUX SENS OPPOSES, NOTAMMENT POUR LE DEPLACEMENT D'UNE BANDE. La présente invention concerne un dispositif d'avance pas à pas, notamment pour le déplacement d'une bande, telle par exemple une bande de télescripteur dans une machine perforatrice de bande, cette avance devant pouvoir s'effectuer sélectivement dans uh sens ou dans l'autre. Les dispositifs d'avance pas à pas actuellement utilisés par exemple dans les machines perforatrices de bandes de télescripteurs sont des dispositifs électromécaniques dans lesquels les déplacements de pièces mobiles (notamment les palettes des électroaimants) s'effectuent avec des courses importantes. I1 en résulte des chocs des pièces les-unes contre les autres, qui rendent le dispositif bruyant de la puissance électrique nécessaire est élevée. L'invention a essentiellement pour objet de remédier aux inconvénients des appareils antérieurs et de proposer un dispositif perfectionné qui satisfasse mieux aux diverses exigences des utilisateurs, et qui en particulier soit beaucoup moins bruyant, peu sujet à usure et ne-nécessitant donc qu'un entretien réduit, et consommant peu d'énergie électrique, tout en restant de structure simple et facile aussi bien à monter qu'à entretenir, et qui en définitive soit moins coûteux à la fabrication et surtout à l'utilisation. A ces fins, un dispositif d'avance pas à pas conforme à l'invention se caractérise en ce qu'il comprend : - un mécanisme à échappement à ancre pivotante, acCouplé en rotation à un arbre mené, - des moyens de transmission interposés entre l'arbre moteur à rotation continue et ladite ancre, - des moyens de sélection du sens de pivotement de l'ancre comprenant deux électroaimants associés respectivement aux deux sens possibles et munis de palettes mobiles supportées de manière à être amenées au contact des armatures des électroaimants en des instant prédéterminés du cycle de fonctionnement, - et des moyens de synchronisation pour n'autoriser l'excitation de l'un des électrqaimants qu'auxdits instants prédéterminés. Dans un mode de réalisation préféré le dispositif d'avance est caractérisé en ce que les moyens de transmission sont agencés pour animer l'axe de pivotement de l'ancre d'un mouvement alternatif l'éloignant ou la rapprochant d'une roue a. rocher solidaire de l'arbre mené et en ce que les moyens de sélection du sens de pivotement de l'ancre comprennent deux butées escamotâbles susceptibles d-'etre amenées sélectivement sur la trajectoire d'un appui correspondant de l'ancre de façon à engendrer un couple de basculement de l'ancre. Avantageusement, le dispositif d'avance est caractérisé en ce que les butées escamotables sont solidaires des palettes mobiles des électroaimants des moyens de sélection et en ce que l'ancre et les palettes mobiles sont agencées pour coopérer mutuellement afin que la venue en position des palettes contre les armatures correspondantes des électroaimants soit obtenue pour une position particulière de l'ancre. De façon simple, le dispositif d'avance est caractérisé en ce que les palettes et les butées escamotables sont portées par des bras articulés en rotation et présentent des parties d'entraînement aptes à coopérer avec des zones en regard de l'ancre. De préférence, pour satisfaire à toutes les possibilités de fonctionnement, le dispositif d'avance est caractérisé en ce que l'ancre est constituée de deux cliquets coaxiaux et maintenus accolés par des moyens élastiques, chaque cliquet portant un bec apte à coopérer avec la roue à rocher et correspondant à un sens d'entkainement. Dans ce cas, il est intéressant de faire en sorte que le dispositif d'avance soit caractérisé en ce que chaque cliquet présente un bord formant came pour coopérer avec la partie d'entraînement correspondante en regard du bras associé et le susdit appui en forme d'épaulement apte à coopérer avec la-butée escamotable correspondante. L'agencement conforme à l'envention est particulièrement avantageux, car les portions de cliquet formant came coopèrent avec les cornes des bras en position ex trême haute de l'axe des cliquets en provoquant, par voie purement mecanique, l'écartement mutuel desdits bras et la venue concommitante des tiges des bras au contact des armatures respectives des électroaimants. L'excitation de l'électroaimant approprié au sens de déplacement sou haité (avant ou arrière) provoque donc le maintien de la tige correspondante dans la position accolée à l'arma- ture de l'électroaimant et le fonctionnement du dispositif pour provoquer le déplacement dans le sens approprié. 'électroaimant est donc uniquement un électroaimant de maintien qui est d'encombrement, et donc de poids et de prix beaucoup plus réduits que les électroaimants à attraction utilisés jusqu'à présent. La consom- mation d'énergie électrique se trouve elle aussi considé- rablement réduite. Du fait que la partie mobile est amenée mécanique- ment jusqu'au contact de l'armature et que l'excitation de l'électroaimant n'est effectuée qu'à ce moment seulement, il n'y a plus attraction violente de la partie mobile contre la tige ; la suppression du choc mécanique entraîne une diminution du bruit. En outre e la suppression des chocs mécaniques éli- mine les vibrations subsequentes et il én résulte une usure moindre des pièces et une plus grande fiabilité de l'ensemble de l'appareil. Enfin les tolérances moins serrées sur les différentes pièces composantes conduisent à une fabrication plus facile et à un fonctionnement plus régulier. D'une façon générale, les coûts de fabrication, d'entre tien et d'utilisation sont beaucoup plus réduits qu'avec les appareils équivalents actuellement utilisés. L'invention sera mieux comprise à.la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple illustratif dans cette description, on se réfère aux dessins annexes sur lesquels les figures 1 à 4 représentent ledit mode de réalisation préféré respectivement dans quatre positions fonctionnelles différentes, la figure 1 montrant de façon schématique l'ensemble des moyens mis en oeuvre tandis que les figures 2 à 4 ne montrent que les parties mécaniques servant à la transmission du mouvement. En se référant tout d'abord à la figure 1, une bande 1 peut être entraînée linéairement, dans un sens ou dans l'autre, par une roue à picots 2 apte à tourner dans l'un ou l'autre sens (double flèche 3) à partir d'un arbre moteur 4 ayant un sens de rotation constant et continu (fleche 5). En outre, par exemple dans une machine de perforation de bandes de télescripteur, il est nécessaire que le déplacermet de la bande s'effectue pas à pas avec des temps d'ar rêt permettant d'effectuer les perforations (le dispositif perforateur n'est pas représenté). La roue à picots 2est solidaire en rotation d'une roue à rochets 6 (par exemple en étant calée sur le même arbre que celle-ci) Un axe 7 supporte deux cliquets Ba et 8b, coaxiaux, présentant deux becs 9a et 9b aptes à coopérer a,ec les indentations de la roue à rochets 6. Les deux cliquets Sa et 8b sont; en l'absence de toute force antagoniste supérieure, maintenus accolés l'un contre l'autre par un ressort en épinglelO, enroulé autour de l'axe 7.En outre,chaque cliquet 8a, 8b présente un épaulement respectivement lla et 11b qui est approximativement situé à l'opposé du bec 9a, 9b correspondant par rapport à l'axe 7 ; la portion du bord du cliquet, tournée du côté de la roue à rochets 6, située entre l'épaulement et le bec est agencée en forme de came respectivement 12a, 12b à profil circulaire s'étendant sur approximativement 90". Les deux cliquets 8a, 8b, maintenus par le ressort 10, constituent donc une ancre pivotante et l'ensemble constitué par la roue à rochet 6 et l'ancre 8 (8a, 8b) constitue un échappement à ancre apte à faire tourner l'axe de la roue à picots 2 par pas successifs. L'axe 7 est supporté par l'extrémité d'une bielle oscillante 13 montée à rotation sur un axe intermédiaire (notamment approximativement médian) 14 et dont l'autre l'extrémité est articulée en rotation avec l'extrémité libre d'une bielle motrice 15 dont l'extrémité opposée est montée à rotation sur un excentrique 16 calé sur l'arbre moteur 4. La rotation continue et en sens unique de l'arbre moteur 4 entraine donc, par l'intermédiaire du~système bielle-manivelle évoqué ci-dessus, un mouvement de va-et-vient, approximativement rectiligne, de l'arbre 7 qui éloigne et rapproche alternativement ce dernier de la roue à rochets 6 (double flèche 17). A l'opposé de la roue à rochets 6 par rapport à l'axe 7, s'étendent deux bras 18a et 18b dont les extrémités supérieures (sur la figure) sont incurvées pour former des cornes 19a, l9b qui entourent, partiellement, les cliquets Sa, 8b. En particulier ces cornes sont agencées et disposées de manière que leurs bords internes respectifs puissent coopérer avec les cames 12a, 12b, respectivement, dans des conditions qui seront indiquées plus loin. En outre, ces bords internes présentent des épaulements respectifs 20a, 20b situés approximativement en regard des épaulements lla, llb des cliquets, respectivement, et aptes à coopérer avec ceug-ci dans des conditions qui seront également indiquées plus loin. A leur partie inférieure, les bras 18a 18b sont agencés en forme de tiges 21a, 21b montées à rotation,vers leur extrémité libre, sur un axe commun 22. Un ressort en épingle 23, enroulé sur 11 axe 22, rappelle élastiquement les deux bras 18a,18b l'un vers l'autre. En outre, chaque tige 21a, 21b est agencée pour constituer une palette mobile d'électroaimant ou porte, rapportée sur elle, une telle palette respectivement 24a, 24b qui est situé en regard de l'armature d'un électroaimant 25a, 25b , lesquels électroaimants sont fixes. Par ailleurs, des moyens de synchronisation sont prévus de manière que les électroaimants 25a, 25b ne puissent être rendus opérants sélectivement que pour une position prédéterminée des palettes 24a, 24b, donc de l'axe 7, et donc des moyens moteurs 4, 16. A cet effet, on peut par exemple prévoir que les enroulements d'excitation 26a, 26b des électroaimants sont connectés à des interrupteurs ou touches d'actionnement respectives 27a, 27b par l'intermédiaire d'organes à fonction logique ET (tels que des portes logiques ET) 28a, 28b, dont l'autre entrée est raccordée à un détecteur de position 29 apte à détecter la position angulaire de l'un des éléments de la transmission de mouvement, par exemple de l'arbre moteur 4 qui peut à cet effet être équipé d'un repère approprié (non représenté). Enfin, pour stabiliser la roue à rochets 6 dans chaque position angulaire correspondant aux pas d'avancement, on prévoit un galet de stabilisation ou de positionnement 30 ayant un diamètre approprié pour qu'il puisse coopérer avec les évidements entre les indentations de la roue 6. Le galet 30 est porté à l'extrémité d'un bras 31 mobile en rotation et rappelé par un ressort 32. On notera que, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'axe de la roue à rochets 6, l'axe 7 des cliquets 8 et l'axe 22 des bras 18 sont alignés et que les organes sont situés symétriquement par rapport au plan de symétrie P défini par ces axes. Le fonctionnement du dispositif de l'invention va maintenant être décrit en se référant aux figures 1 à 4. A la figure 1, le dispositif de l'invention est représenté dans la position dite de point mort haut (PMH) pour laquelle l'axe 7 occupe sa position la plus élevée (sur la figure), autrement dit, la plus rapprochée de la roue à rochets 6 (l'excentrique 16 de l'arbre moteur 4 est alors dans sa position la plus basse).Dans cette configuration, les deux cames 12a, 12b repoussent les cornes 19a , 19b et les écartent l'une de l'autre, l'appui des cornes sur les cames étant assuré par le ressort 23 ; il en résulte que, par un choix approprié des dimensions et de la forme des pièces et notamment des cornes et des cames, et de la position relative des palettes et des armatures des électroaimants, les palettes 24a et 24b sont amenées exactement en regard et tout contre le-s armatures des électroaimants 25a, 25b, respectivement, avec un entrefer minimal. Cette position précise PMH est détectée par le détecteur de position 29 qui génère un signal appliqué aux portes ET 28a et 28b afin de débloquer celle-c-i. Tout signal de commande engendré par la fermeture de l'un des interrupteurs 27a, 27b sera alors transmis à la bobine correspondante 26a, 26b respectivement et l'électroaimant ainsi excité maintiendra la palette correspondante 24a, 24b, respectivement. Il n'y a donc, grace à cet agencement, aucun mouvement de la palette provoqué par l'excitation de l'électroaimant, mais seulement maintien de la palette, par l'électroaimant, dans la position dans laquelle elle a été amenée meaniquemefit par écartement des cornes 19a, 19b par les cliquets Sa, 8b. On supposera, dans ce qui suit, que l'on fer9T9e l'inter- rupteur 27 pour provoquer l'avance ( v) de la bande et que c'est par conséquent l'électroaimant 25b qui est excite. L'arbre moteur 4 poursuivant sa rotation selon la flèche 5,. l'axe 7 est alors amené à amorcer un mouvement (descendant sur la figure) l'écartant de la roue à rochets G. Au cours du mouvement de descente de l'axe 7 le bras 18a (maintenu appui qué sur le cliquet 8a sous l'effet de rappel exercé par le ressort 23) se rapproche du plan de symétrie -P tandis que le bras 18b reste ímmcnile du fait de l'action de l'électroaimant 25b comme représenté sur la fiq 2. Dans cette position, l'épaulement 20a de la corne l9a est plus rapproché du plan de symétrie P et se trouve sur la trajectoire de l'épaulement lla du cliquet 9a, tandis que l'épaulement 20bdela corne 19b est plus éloigné du plan de symétrie Pet se trouve horsdela trajectoire de l'épau- lement llb du cliquet 9b. Il en résulte, par coopération des épaulements 9a et 20a, un basculement de l'ensemble des deux cliquets 8a et Bb (maintenus accolés par le ressort 10) autour de l'axe 7. Le bec 9a se dégage alors des indentations de la roue 6 -(position extrême de l'axe 7 ou point mort bas (PMB) représenté à la figure 2). L'arbre moteur 4 poursuivant sa rotation, l'axe 7 est amené à remonter en direction de la roue 6, vers le point mort haut. Au cours du mouvement , les cliquets aa, 8b, rappelés par le ressort 10, basculent en sens inverse (vers la droite sur les figures) et le bec libre 9 vient au contact de la dent précédente de la roue 6; celle-ci est donc amenée à tourner dans le sens de la flèche 34 comme représenté à la figure 3, en entraînant la roue à picots 2 qui entraîne la bande 1 d'un pas dtavancement {dans le sens AV de la double flèche à la figure 1). A l'achèvement de ce mouvement, l'ensemble se retrouve dans la position représentée à la figure 1. Les deux cliquets 8a, 8b sont alors à nouveau en appui contre les dents de la roue à rochets 6, afin de stabiliser cette roue en fin de mouvement. Lorsque les cliquets 8a, Sb ne sont pas en contact avec la roue 6, le galet de positionnement 30 assure l'immo- bilisation précise de la roue à rochets6. S'il est souhaité de poursuivre le mouvement avant, ia bobine 26b de l'électroaimant 25b est maintenue sous tension et le cycle se renouvelle tel que décrit ci-dessus. S'il est souhaité un mouvement vers l'arrière, la bobine 26b n'est plus alimentée et c'est la bobine 26a qui l'est. Le mouvement qui s'effectue est alors symétrique du précédent par rapport au plan P. Si on souhaite l'arrêtdela bande 1, ni la bobine 26a, ni la bobine 26b ne sont alimentées. Au cours du mouvement de descente de l'axe 7 à partir du point mort haut PMH (voir figure 4), les deux bras 18a, 18b sont maintenus appliqués sur. les cliquets 8a, 8b sous l'effort de rappel exercé par le ressort 23, et les deux épaulements de retenue 20a et 20b sont amenés sur les trajectoires respectives des épaulements de butée lla et 11b des cliquets. L'axe 7 poursuivant son mouvement descendant, les deux cliquets 8a et Sb sont amenés à basculer symétriquement, les becs 9a, 9b quittant le contact de la roue 6, qui est maintenue dans sa position par le galet 30. Au cours du mouvement de remontée de l'axe 7 à partir de son point mort bas PMB, les becs 9a et 9b reprennent contact exactement aux mêmes emplacements respectifs de la roue 6, laquelle ne tourne donc pas. Grâce à la synchronisation. fournie par les moyens détecteurs 29, l'excitation ou la desexcitation des électroaimants 25a, 25b ne peut être effectuée qu'au point mort haut de la trajectoire alternative parcourue par l'axe 7, autrement dit uniquement lorsque les palettes 24a, 24b sont mises au contact de l'armature des électroaimants sous l'action de moyens mécaniques extérieurs à l'électroaimant. I1 en résulte l'absence de mouvement d'attraction des palettes, donc l'absence de chocs et de bruits. Les électroaimants n'ayant qu'un rôle de soutien, sont plus petitement dimensionnés, moins encombrants et moins chers que les électroaimants à action positive utilisés dans l'art antérieur. En outre la consommation d'énergie électrique se trouve notablement diminuée, par ailleurs, les diverses pièces composantes n'ont pas besoin de présenter des tolérances dimensionnelles précises, et il est alors possible de les réaliser, par moulage, en matière synthétique. I1 en résulte un moindre coût de fabrication et un poids plus faible que pour des pièces métalliques, ce qui entraîne, de façon favorable, une moindre inertie des pièces en mouvement. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'avance pas a pas, notamment pour le déplacement d'une bande (1), par exemple dans une machine perforatrice de bandes de télescripteur, cette avance devant pouvoir s'effectuer sélectivement dans l'un ou l'autre sens (AV-AR) possible à partir d'un arbre moteur (4) tournant de façon-continue dans un seul sens (5), caractérisé en ce qu'il comprend - un mécanisme à échappement (6, 7, Sa, 8b) à ancre pivotante (Sa, 8b), accouplé en rotation à un arbre mené, - des moyens de transmission (13-1S) interposés entre l'arbre moteur à rotation continue et ladite ancre (8a, 8b), -des moyens de sélection du sens de pivotement de l'ancre comprenant deux électroaimants (25a, 25b) associes res- pectivement aux deux sens possibles et munis de. palettes mobiles (24a, 24b) supportées. de manière à être amenées au contact des armatures des électroaimants en des instants prédéterminés du cycle de fonctionnement, - et des moyens de synchronisation (28a, 28b, 29) pour n'autoriser l'excitation de l'un des électroaimants (28a, 28bl qu'auxdits instants prédéterminés. 2. Dispositif d'avance selon le revendication 1, ca caractérisé en ce que les moyens de transmission (13-16) sont agencés pour animer l'axe de pivotement (7) de ancre Sa, 8b d'un mouvement alternatif l'éloignant ou le rapprochant d'une roue à rochets (6) solidaire de l'arbre mené et en ce que les moyens de sélection du sens de pivotement de ancre comprennent deux butées escamotables (20a, 20b) susceptibles d'être amenée sélectivement sur la trajectoire d'un appui correspondant (lIa, llb) de l'ancre (8a, 8b) de façon à engendrer un couple de basculement de l'ancre. 3. Dispositif d'avance selon la revendication 2, caractérisé en ce que les butées escamotables (20a, 20b) sont solidaires des palettes mobiles (24a, 24b) des électroaimants (25a,25b )des moyens de sélection et en ce que l'ancre (8a, 8b) et les palettes mobiles (24a, 24b) sont agencées pour coopérer mutuellement afin que la venue en position des palettes contre l'armature correspondante des électroaimants (25a, 25b) soit obtenue pour une position particulière de l'ancre (8a, 8b). 4. Dispositif d'avance selon la revendication 3, caractérisé en ce que les palettes (24a, 24b) et les butées escamotables (20a, 20b) sont portées par des bras (lSa, 18b) articulés en rotation (en 22) et présentant des parties d'entrainement (19a, 19b) aptes à cooperer avec des zones en regard de l'ancre, 5.Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ancre (8a, 8b) est constituée de deux cliquets (8a, 8b) coaxiaux et maintenus accolés par des moyens élastiques 6. Dispositif d'avance selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque cliquet (8a, 8b) présente un bord formant came (12a, 12b) pour coopérer avec la partie d'entrainement (12a , 12b) correspondante en regard du bras (18a, 18b) associé et le susdit appui tilla, llb) en forme d'épaulement apte à-coopérer avec la butée escamotable correspondante (20a, 20b). 7. Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de transmission du mouvement d'entraînement (13-16) comprennent un système bielle-manivelle (15-16)animé par un excentrique (16) solidaire de l'arbre moteur (4) et entraînant une bielle oscillante (13) supportant l'axe(7) de basculement de l'ancre. 8. Dispositif d'avance selon lune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des moyens de positionnement (30-32) sont associés à l'arbre mené pour le maintenir dans chaque position stable. 9. Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractéri8é en ce que les pièces composantes sont agencées symétriquement par rapport à un plan de symétrie (P) défini par l'axe de la roue à rochets(6), l'axe (7) de basculement de l'ancre et l'axe (22) de pivotement des palettes mobiles (24a, 24b).