Brevet FR2617616A1 — publié le 19890106

L'invention concerne un levier de commande pour la production de signaux électriques de commande comportant un boitier, une tige de commande, avec, prévue dans le boitier une articulation universelle pour le maintien de la tige de commande, avec dans Le boitier des détecteurs et un élé- ment agissant en fonction de sa position sur les détecteurs, La distance de cet élément par rapport aux détecteurs étant variable par l'intermédiaire de la tige de commande, les détecteurs étant constitués de bobines d'induction parcou- rues par un courant alternatif et formant chacune une partie constitutive d'un circuit électrique oscillant, l'élément agissant sur les bobines d'induction étant un.. corpe d'in- duction relié rigidement à la tige de commande, l'ampli- tude, la fréquence et ou la phase du circuit oscillant concerné destiné-à la production de signaux électriques de commande étant variables, en fonction de la variation de la distance du corps d'induction par rapport aux bobines - d'induction. Des leviers de commande de ce genre trouvent leur application dans les systèmes de commande à distance par exemple dans des machines travaillantes telles que excavateurs, grues ou analogues. Un levier de commande de cegenreest décrit à titre d'exemple dans le document DE-OS 35 04 387. D'autres leviers de commande pour la production de signaux électri- ques de commande sont connus de la Revue Allemande: Electronik 1987, 40, des documents FR- 2 428 867; J.P- 59-53 936 A figurant dans Patents Abstracts of Japan P-288, Juillet 1984, Vol. 8, n 157 et de la revue Américaine: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 27, n 8, Janvier 1985, S. 4732, 4733. Dans les leviers de commande connus, la réali- sation mécanique et électrique est compliquée et sujette à pannes. Le but de l'invention est de simplifier un levier de commande de ce genrp du point de vue de sa réalisation mécanique et électrique et du point de vue de son mode de fonctionnement, et, de ce fait, de le fabriquer plus fiable tout en étant d'un prix de réalisation plus faible. - Le but de l'invention est obtenu- en ce que les axes médiants des bobines d'induction se coupent au centre de l'articulation sphérique constituant l'articulation uni- verselle, en ce que la tige de commande dans sa position neutre est perpendiculaire au plan formé par les axes médians des bobines d'induction et en ce que le corps d'in- duction est une partie d'une sphère dont le centre est espacé du centre de l'articulation universelle dans une direction perpendiculaire au plan susdit. Le levier de commande proposé conformément à l'invention est, par rapport aux leviers de commande connus, d'une réalisation mécanique et électrique plus simple; son fonctionnement est très simple et sûr. Finalement, le levier de commande proposé peut être produit de manière relative- ment économique. La description ci-après en liaison avec les dessins joints de modes de réalisation selon l'invention, en constitue l'explication détaillée. Dans les dessins: - la figure 1 est une coupe axiale partielle- ment schématique d'un levier de commande pour la production de signaux électriques de commande, - la figure 2 est une coupe suivant ligne 2-2 de la figure 1, - la figure 3 est une coupe suivant ligne 3-3 de la figure 1, - la figure 4 est, par rapport à la figure 1, une variante schématique de réalisation d'un levier de com- mande. Comme le montre la figure 1, un boitier 1 est fixé sur une partie rigide d'une pièce de machine 2 d'une excavatrice ou analogue. Un support sphérique 6 est monté tournant à L'aide d'une collerette circulaire 5 entre une première pièce de boitier 3 et une deuxième pièce de boitier 4, de sorte que l'axe de rotation est situé dans le plan de La figure 1 et perpendiculairement à la collerette 5. Le support sphérique 6 est quant à Lui constitué de deux par- ties de support 7 et 8 vissées ensemble, de sorte que La collerette 5 fait partie de La partie 8. Les parties 7, 8 définissent entre elles un logement sphérique dans lequel est montée à rotation universelle une rotule d'articulation 9. Le centre de la rotule d'articulation 9 est dans la figure 1 désigné par M1. Le support 6 et la rotule 9 forment une arti- culation universelle dont le point de rotation se situe en M1. Une tige de commande 11 est reliée rigidement à la rotule 9, et est orientable en tous sens grâce à l'arti- culation universelle mentionnée. Le côté supérieur 12 de la partie de boitier 3 comporte une ouverture 13 qui entoure librement la tige de commande 11 et qui est coiffée par une plaque mobile de rappel 14 glissant sur le coté supérieur 12. La plaque mobile de rappel 14 est reliée en._une seule pièce à une douille 15 traversée par la tige de commande 11. Une poignée 16 est fixée à l'extrémité libre de la tige de commande 11. Un ressort hélicoîdal 17 agencé entreila'poi- gnée 16 et la plaque de rappel 14 est chargé de ramener en position neutre (représenté figure 1) la tige de commande 11 écartée de sa position lorsque la plaque de rappel 14, lors de l'inclinaison de la tige de commande 11, a été déplacée et a glissé sur la face supérieure 12. Un soufflet 18, fixé entre la poigné-16 et la pièce de machine fixe 2, empêche l'entrée de salissures dans le boitier 1. La tige de commande 11 est prolongée au delà de la rotule 9 et porte à cet endroit un corps d'induction 19 réatisé sous forme d'une sphère creuse. Le point milieu M2 de la sphère creuse constituant le corps 19 est excentré par rapport au point milieu M1 de la rotule 9 (vers le haut dans figure 1). Deux bobines d'induction (21,22) sont disposées dans le boitier 1 (voir aussi figure 2) pour faire office de détecteurs. Les axes des bobines se coupent au point milieu M1 de La rotule 9. Le plan qu'ils forment s'étend perpendiculairement à la tige de commande 11 quand elle est dans sa position neutre. L'écart angulaire des bobines d'induction 21, 22 est de 90 par rapport à l'axe de la tige de commande 11. Chaque bobine d'induction 21,22 est une partie constitutive d'un circuit oscillant électrique, connu en soi, auquel correspondent des courants alternatifs d'amplitude, de fréquence et de phase définies qui parcou- rent également les bobines 21,22. Lorsque la tige de commande 11 est inclinée dans un sens quelconque, la distance entre le corps d'induction 19 et les bobines d'induction 21,22 varie à cause de l'excen- trage entre la rotule 9 et le corps d'induction en forme de sphère creuse. De ce fait, ces bobines subissent une influence par induction si bien que l'amplitude, la fré- quence et/ou la phase dans le circuit oscillant associé aux bobines se modifient de manière caractéristique. Ces modifications peuvent être utilisées de manière connue pour produire des signaux électriques de commande qui dépendent des positions du levier de commande constitué par la tige de commande 11 et sa poignée 16. Ces signaux de commande peu- vent ainsi être employés pour la commande des mouvements de machines telles qu'une excavatrice. La réalisation électrique et mécanique du levier de commande décrit est particulièrement simple, robuste et fiable. En particulier deux bobines d'induction seulement faisant office de détecteurs sont nécessaires. Par la réa- lisation géométrique correspondante du corps d'induction 19 o il peut être question de formes autres que sphériques, on peut obtenir que,par la manoeuvre du levier de commande dans une direction,on ne modifie pas l'information dans une autre direction. Avec les leviers de commande connus, plusieurs bobines sont, en gènéral, prévues autour du levier de com- mande, leurs informations devant en permanence être caLcu- lées électriquement Les unes par rapport aux autres. Il est toutefois fondamentalement possible de prévoir également plus de deux détecteurs dans Le cas du levier de commande décrit sans pour autant en compromettre la réalisation sim- ple et Les autres avantages. La tige de commande 11-porte sur un prolonge- ment en saillie au delà du corps d'induction 19 une pointe 23 relativement courte dont La surface extérieure ne réflé- chit pas la lumière et celà par exemple par noircissement de cette pointe. Cette pointe 23 se trouve, pour la posi- tion neutre de la tige de commande 11, exactement au point de croisement de deux barrages photoélectriques (figure 3) sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre et qui, de manière connue, sont constitués chacun d'un émetteur 24 et un récepteur 25. Ainsi la position neutre du levier de com- mande peut être reconnue. Si le levier de commande n'est Pas en nosition neutre, alors l'un au moins des barrages photoélectriques délivre un signal significatif. Comme déjà mentionné le support sphérique 6 et donc toute l'articulation universelle est logé libre en rotation dans le boitier I par l'intermédiaire de la collerette de la partie 8 du support entre pièces de boitier 3 et 4. Grâce à cela, l'articulation universelle (sans influence du corps d'induction sphérique 19. sur les bobines d'induction 21 et 22) peut être tournée dans le - boitier 1, ce qui permet la production d'autres signaux de commande. Dans ce but, une palette mince 26 est en saillie vers le bas, à partir de la partie. de support 8 et par rota- tion du support 6 peut être placée au choix sur le trajet desbarragesphotoélectriques27,28 en forme de fourches. On peut en conséquence, produire des signaux de commande supple- mentaires dépendant de la position en rotation du levier de commande. Dans la partie de support 8 est logée une bille d'arrêt 29 contrainte par un ressort, coopérant avec des empreintes de verrouillage 31, 32 solidaires du boitier (figure 2). Les empreintes 31,32 correspondent à des posi- tions de rotation du support 6 dans lesquelles les barrages photoélectriques 27,28 sont respectivement interrompus. Une autre empreinte de verrouillage pour la bille d'arrêt 29 peut être prévue entre les empreintes 31,32 pour définir la position neutre de la palette 26 et donc du support 6 entre les barrages photoélectriques 27,28. Pour assurer un entraînement sûr du support 6 par la rotation de la tige de commande 11 autour de son axe, un doigt d'entraînement cylindrique 33 est en saillie laté- rale par rapport à la rotule 9. 'L'axe du doigt 33 cpoïncide avec l'axe médian de la bobine d'induction 21 et passe par le centre de la rotule 9. Ainsi, un mouvement d'oscillation de la tige de commande 11 dans un plan perpendiculaire au plan de la figure 1 n'est pas empêché par le doigt d'en- tra;nement 33. Le doigt d'entraînement 33 pénètre en outre dans une fente 34 ménagée dans les pièces de support 7, 8 (figure 2). Ainsi, d'une part, l'entraînement du support 6 est assuré lors de la rotation autour de l'axe de la tige de commande 11, et d'autre part, le mouvement d'oscillation de la tige de commande 11 dans le plan du dessin de la figure 1, est également assuré. Dans la représentation schématique de la figu- re 4 d'une forme modifiée de réalisation d'un levier de commande, la tige de commande 11 est liée rigidement avec une sphère d'articulation 39 en matière neutre vis-à-vis de l'induction électrique, par exemple en matière plastique. A l'intérieur de la sphère d'articulation 39, également reliée rigidement à la tige de commande 16, un corps d'in- duction 49 de préférence sous forme d'une sphère métallique est agencée de sorte que les centres M1 et M2 des deux sphères 39,49 sont décalés l'un par rapport à l'autre de la même manière qu'en figure 1. La sphère d'articulation 39 est entourée par deux pièces de support 7,8 qui dans ce cas portent aussi Les détecteurs (bobine d'induction 21). Pour Le reste, la forme de réalisation suivant La figure 4, fonctionne comme La forme de réalisation de la figure 1. REVENDICATIONS 1. Levier de commande pour la production de signaux électriques de commande comportant un boitier (1), une tige de commande (11), avec, prévue dans Le boitier, une articulation universelle pour le maintien de la tige.de commande, avec dans le boitier des détecteurs (21,22) et un élément (19) agissant en fonction de sa position sur les détecteurs, la distance de cet élément par rapport aux détec- teurs étant variable par l'intermédiaire de la tige de commande, les détecteurs étant constitués de bobines d'in- duction parcourues par un courant alternatif et formant chacune une partie constitutive d'un circuit électrique oscillant, l'élément agissant sur les bobines d'induction étant un corps d'induction relié rigidement à la tige de commande, l'amplitude, la fréquence et/ou la phase du cir- cuit oscillant concerné destiné à la production de signaux électriques de commande étant variables, en fonction de la variation de la distance du corps d'induction par rapport aux bobines d'induction, caractérisé en ce que les axes médians des bobines d'induction (21,22) se coupent au centre (M1) de l'articulation sphérique constituant l'articulation universelle (6,9,7,8; 39), en ce que la tige de commande (11) dans sa position neutre est perpendiculaire au plan formé par les axes médians des bobines d'induction (21,22) et en ce que le corps d'induction (19) est une partie d'une sphère dont le centre (M2) est espacé du centre (M1) de l'ar- ticulation universelle dans une direction perpendiculaire au plan susdit. 2. Levier de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux bobines d'induction (21,22) sont prévues avec sensiblement un écart angulaire de 90 par rapport à l'axe de la tige de commande (11). 3. Levier de commande selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'articulation universelle est une articulation sphérique avec un support (6) et une rotule d'articulation (9). 4. Levier de commande selon Les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le corps d'induction est une partie de cuvette sphérique disposée du té extérieur de la rotule d'articulation (9). 5. Levier de commande selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la rotule d'articulation (39) est constituée par une matière synthétique électriquement neutre et en ce que le corps d'induction est une pièce sphé- rique (49) agencée à l'intérieur de la rotule d'articulation. 6. Levier de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la tige de commande (11) porte sur un prolongement une pointe (23), non réfléchissante pour la lumière, qui est en saillie sur le trajet de deux barrages photoélectriques (24,25) montés dans le boitier(1) et qui interrompt, en position neutre de la tige de commande, les deux barrages photoélectriques. 7. Levier de commande selon la revendication 3 caractérisé en ce que le support sphérique (6) est dans le boitier (1), monté tournant autour de l'axe de la tige de commande (11), en ce qu'un doigt d'entrainement (33) coopère avec la rotule d'articulation (9), pour entrainer en rotation le support sphérique (6) lors de La rotation de la tige de commande autour de son axe, et en ce que le sup- port sphérique (6) comporte une palette (261 qui lors de la rotation du support sphérique interrompt au moins un barrage photoélectrique (27,28). 8. Levier de commande selon la revendication 7 caractérisé en ce que la position angulaire du support sphérique (6) dans LaquelLe le barrage photoéLectrique (27, 28) est interrompu est immobilisée par une bille d'arrêt (29).