Brevet FR2625002A1 — publié le 19890623

1. La présente invention concerne des appareils d'af- franchissement et, plus particulièrement, une roue d'impres- sion et/ou un mécanisme de composition de date pour des appa- reils d'affranchissement. Dans le passé, la sélection automatique des va- leurs d'affranchissement à partir d'un clavier s'est généra- lement effectuée suivant l'une ou l'autre de deux méthodes. Dans une première méthode, un premier dispositif de comman- de positionne un mécanisme d'entraînement de la roue d'im- tO pression au droit de chacune des roues d'impression pour composer individuellement chaque roue, en utilisant normale- ment un second dispositif de commande de manière à position- ner les chiffres de la roue. On trouve un exemple typique d'une machine électronique d'expédition du courrier utili- sant un agencement de ce type dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4 579 054. Alors que de tels dispositifs donnent 2. satisfaction dans les appareils d'affranchissement classi- ques, cette méthode de sélection présente des inconvénients pour la composition d'une multitude de roues d'impression. Le mécanisme de décalage est extrêmement complexe et soulè- ve des problèmes pour satisfaire les tolérances associées au positionnement précis du dispositif de commande du sélec- teur de chiffres et il peut y avoir des problèmes d'accro- chage de mécanismes lors du décalage des roues. Il y a un autre problème dans les applications à débits élevés car le temps nécessaire pour le décalage entre roues multiples limite la vitesse avec laquelle on peut régler l'appareil d'affranchissement. Les appareils d'affranchissement utilisant la se- conde méthode fournissent des mécanismes de composition parallèles pour composer plusieurs roues d'impression en même temps. Un tel appareil d'affranchissement est repré- senté, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Améri- que n 4 398 458. Ce brevet enseigne également un disposi- tif de composition de date qui utilise le mécanisme illus- tré. Dans une réalisationtelle que celle-ci, en dehors des coûts associés à l'utilisation d'un nombre plus grand de dispositifs de commande, il y a le problème physique sou- levé par l'espacement des mécanismes relativement grands des dispositifs de commande et par l'alignement avec les roues d'impression étroitement espacées les unes des autres. De tels problèmes sont particulièrement diffici- les en ce qui concerne les roues pour l'impression des dates. En conséquence,la présente invention a pour objet d'apporter une solution dans un faible volume, à faible coût, au problème de la fabrication d'un ensemble afin de fournir un moteur d'entraînement associé à chacune des roues d'impression pour leur composition. Selon la présente invention, on atteint cet 3. objet ainsi que d'autres objets avec un dispositif compre- nant un moteur à bobine mobile et un mécanisme d'entraine- ment pour faire avancer une roue d'impression alvéolaire. La roue d'impression avance d'un pas (un élément d'impres- sion) par cycle de fonctionnement du moteur à bobine mo- bile. Le dispositif de sélection des roues d'impression comprend une liaison d'entraînement, la liaison ayant une came d'entraînement montée sur son dessus et comportant O10 une dent venant s'engager dans des fentes ménagées sur la roue rotative d'impression, un moteur à bobine mobile, le moteur comprenant une bobine et un aimant disposé à l'in- térieur de la bobine, l'aimant étant guidé pour être animé d'un mouvement linéaire de va-et-vient à l'intérieur de la bobine, une liaison flexible connectant la liaison d'entrai- nement et l'aimant, et un boulon formant came fixe par rap- port à la roue d'impression rotative et au moteur, la came d'entraînement se déplaçant autour du boulon sous l'effet du mouvement de va-et-vient de l'aimant, afin que la dent de la liaison d'entraînement s'engage dans l'une des fentes et fasse tourner la roue d'impression alors que l'aimant se déplace dans une certaine direction et s'en dégager et revienne à une position permettant de faire avancer de nouveau la roue d'impression lorsque l'aimant se déplace dans la direction opposée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'une ma- chine d'affranchissement pour produire des signes; La figure 2 représente sous forme schématique un ensemble de sélection de roue d'impression selon la présen- te invention dans sa position de repos; La figure 3 représente l'ensemble de la figure 1 dans la position d'avancement de la roue; 4. La figure 4 représente l'ensemble à la fin du mou- vement d'avancement de la roue; La figure 5 représente l'ensemble alors qu'il re- vient à sa position de repos; La figure 6 représente un mode de réalisation par- ticulier d'une bobine mobile de moteur; La figure 7a est une vue de dessus de l'ensemble comportant la bobine; La figure 7b est une vue de côté de l'ensemble O10 comportant la bobine; La figure 7c est une vue en bout de l'ensemble com- portant la bobine; La figure 8 représente un ensemble complet pour une multitude de roues d'impression; La figure 9 représente un commutateur à matrice pour la connexion des circuits d'attaque aux moteurs à bobine mobile de l'ensemble. En liaison avec la figure 1, on a représenté un appareil d'affranchissement O10 destiné à imprimer des signes postaux sur un pli de courrier ou analogue. L'appareil 10 permet de sélectionner, par l'intermédiaire d'un clavier d'entrée 12 placé sur une surface 20, les valeurs postales en conformité avec les besoins de l'opérateur. Une lettre 14 revêtue d'un signe 16 est représentée alors qu'elle est éjectée de l'appareil. L'appareil 10 est représenté et décrit en détail dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 4 579 054, qu'on incorporera ici à titre de référence. L'affranchis- sement sélectionné est physiquement placé sur des roues d'impression, représentées schématiquement en 18 et est en outre affiché dans un dispositif de visualisation 22. Le fonctionnement de l'appareil d'affranchissement s'effectue sous la commande d'un micro-ordinateur. Dans le dispositif d'affranchissement 10, les roues d'impression sont composées au moyen d'une multitude 5. de crémaillères qui sont en prise avec des engrenages fi- xés aux roues d'impression. La présente invention concer- ne un nouvel ensemble de positionnement des roues d'im- pression pour leur composition. L'appareil d'affranchissement représenté en 10 comprend en outre des roues d'impression de la date qui sont mises manuellement en-place. On remarquera que l'ap- pareil de composition des roues d'impression qu'on décrit ici convient également aux roues d'impression des dates.On doit également remarquer que le dispositif de composition des roues d'impression qu'on enseigne ici ne se limite pas aux appareils d'affranchissement. Les figures 2 à 5 représentent sous forme schéma- tique un ensemble de positionnement de roue selon la pré- sente invention, lequel est représenté dans les figures par la référence 100. Une roue d'impression alvéolée 112 ayant des élé- ments 114 d'impression en surélévation est représentée alors qu'elle est montée sur un arbre 116. On remarquera que la roue d'impression représentée peut être l'une des roues permettant d'imprimer un affranchissement comme cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 579 054 qu'on a incorporé ici à titre de référence, ou peut être l'une des roues dont les éléments d'impression portent une informa- 2 tion alphanumérique. On remarquera aussi que les roues d'im- pression peuvent être disposées de manière à imprimer des dates et que des roues correspondant au nombre requis peu- vent être disposées pour tourner sur l'arbre 116 et mainte- nues ern place par des éléments de maintien tels que des at- o taches élastiques (non représentées). Une liaison d'entraînement 118 comportant une ca- me 120 est montée de manière à être animée d'un mouvement de va-et-vient entre les positions indiquées dans les figu- res 2 à 5. Dans la position de repos représentée en figu- re 2, une dent d'entraînement 122 en saillie sur la 6. liaison 118 s'étend dans l'interstice ou fente séparant des éléments d'impression contigus 114 de la roue d'impres- sion. La came 120 a la forme d'un trapèze et on décrira ci-après sa fonction. On remarquera que, sur la base de la discussion faite cidessous, on peut envisager d'autres formes pour la came d'entraînement en fonction du trajet désiré pour la liaison d'entraînement. On remarquera également que alors que la dent d'entraînement 122 du mode de réalisation préféré s'engage dans la fente séparant les éléments d'impression 114, on envisage également que la dent puisse s'engager dans les fentes séparant les dents de l'engrenage fixé à la roue d'impression ou dans des fentes espacées de manière appro- priée sur une partie en prolongement latéral de la surface de la roue d'impression contiguë à une surface d'impres- sion. La liaison d'entraînement 118 est reliée par une liaison flexible 124 à un élément 126 qui se déplace par coulis- sement dans un guide 128. L'élément 126 est à son tour fixé par un moyen approprié à un aimant 130 placé à l'intérieur d'une bobine de fil 132. La construction d'un mode de réali- sation préféré pour la bobine et l'aimant est représentée en figure 6. L'aimant, la bobine et l'élément coulissant, dans le guide constituent ensemble ce qu'on appelle ci- après un moteur à bobine mobile. De préférence, la liaison d'entrainement 118, la liaison flexible 124 et l'élément 126 sont moulés de maniè- re à constituer une même pièce de matériau plastique, ou analogue,, l'aimant étant moulé dans une partie de l'extré- mité. La liaison flexible 124 sera, dans le présent mode de réalisation, un segment à étranglement qui assurera un support suffisant mais conférera la souplesse de fonc- tionnement nécessaire. D'autres moyens pour supporter la liaison d'entraînement et pour fournir une connexion flexi- ble apparaltront au technicien. 7. Les extrémités de la bobine sont connectées à des circuits classiques d'attaque 134a et 134b qui sont com- mandés d'une manière appropriée sous le contrôle d'un pro- gramme d'un micro-ordinateur 136 pour assurer la circula- tion d'un courant dans la bobine 132 dans les deux direc- tions. Comme on le décrit ci-dessous, la came d'entralne- ment 120 coopère avec un boulon 138 qui est fixé au châssis de l'appareil d'affranchissement (non représenté), par exem- ple, et par conséquent ne se déplace pas par rapport à l'ar- bre 116. De préférence, comme on le voit le mieux en figu- re 6, la bobine est enroulée suivant une section transversa- le rectangulaire de manière à obtenir un espacement étroit. Cependant, on comprendra qu'on puisse utiliser d'autres sections transversales. L'aimant 130 est fabriqué de maniè- re à présenter une section transversale rectangulaire similai- re pour pouvoir se monter à l'intérieur de la bobine. On peut se procurer un aimant approprié auprès de la société Indiana General sous la dénomination NEIGHT-27H. De façon appropriée, la bobine comporte environ 800 spires. Pour fournir une for- ce suffisante, la bobine consomme environ 0,5 ampère à une tension de 24 volts. De manière à permettre une plus grande épais- seur de l'ensemble formé par la bobine et l'aimant, des en- sembles à bobine peuvent être commodément alternés pour des roues adjacentes comme cela est représenté en figu- res 7a-7c. Un tel agencement permet d'augmenter l'épais- seur de la bobine pour qu'elle soit le double du pas de la roue d'impression. Comme on le voit en figures 7a-7c et en figure 8, le mode de réalisation illustré facilite la fabrication et le montage. De préférence, les bobines sont assemblées et liées, par exemple, en les collant sur une plaque 140 con- tenant des axes 142 qui sont en saillie à travers la plaque. 8. Les fils d'extrémité de la bobine sont liés aux axes 140 du côté bobine de la plaque. La plaque peut maintenant être insérée sur une plaquette à circuits imprimés pour conne- sion aux circuits électroniques d'attaque de la bobine (non représentés) en figures 7a-7c en utilisant les axes en saillie sur la surface opposée de la plaque. La plaque as- semblée sur laquelle sont montés les bobines et les axes peut alors être manipulée comme un même ensemble à des fins de montage. Le reste du montage nécessite simplement que les roues d'impression, l'aimant, et les liaisons d'entraine- ment soient empilés à la façon d'un gâteau à couches comme cela est indiqué en figure 8. On remarquera dans le cas o les roues d'impres- sion sont disposées en parallèle, chaque moteur devra com- porter ses propres circuits d'attaque comme cela est indi- qué en figure 2. Dans le cas o les roues doivent être composées de façon séquentielle, on peut utiliser une matri- ce de commutateurs comme cela est représenté en figure 9. La figure 9 représente un dispositif de commuta- tion à matrice permettant de commander un ensemble de mo- teurs semblables à ceux illustrés en figure 8. En figure 9, une multitude de bobines 200A-200L (au nombre de 12) comme cela est représenté, sont disposés dans un réseau. En fonc- tionnement, il faut que chaque bobine puisse être sélective- ment débranchée, connectée par l'une de ses extrémités à +24V et par l'autre extrémité à la masse, et vice-versa, sous la commande de l'ordinateur. Chaque extrémité des bobines 200A-200L est respectivement reliée au collecteur de l'un de sept transis- tors de puissance PNP, 210A-210G, par exemple des transis- tors dits GED71Yl.5T1. Les émetteurs des transistors sont reliés à une alimentation +24V. Les bases des transistors sont reliées par l'intermédiaire de résistances 220A-210G à un circuit d'attaque 230, par exemple un ensemble de 9. transistors NPN qu'on peut se procurer auprès de la socié- té Sprague, dispositif n UDN-2003. Le circuit d'attaque 230 reçoit, à son tour des signaux d'entrée sous la comman- de du micro-ordinateur par l'une de 8 lignes et fournit à son tour le courant accru qui est nécessaire à la commuta- tion du transistor de puissance correspondant. On remarquera que la commutation de l'un des transistors de puissance 210A-210C fournit une tension de 24 volts à une extrémité d'un groupe de trois ou quatre bobines 200A-200L en fonction du transistor particulier commuté. Les trois transistors 210A-210C passent à +24V à l'une de ses extrémités des bobines et les quatre au- tres 210D-210G à +24V aux extrémités opposées des bobi- nes. D'une façon similaire, chaque extrémité des bobi- nes 200A-200L est respectivement connectée au collecteur de l'un de sept transistors NPN 240A-240G, par exemple des transistors de puissance GED70Yl.5T1. Les émetteurs de ces transistors sont connectés à la masse et les bases sont re- liées par l'intermédiaire de résistances 250A-250G à un cir- cuit d'attaque 260, par exemple un ensemble de transistors PNP qu'on peut se procurer auprès de la société Sprague, dispositif n UDN-2983A. Le circuit d'attaque 260 reçoit également des signaux d'entrée sous la commande du micro- ordinateur par l'une des huit lignes et fournit un courant accru pour la commutation du transistor de puissance cor- respondant. On verra que la commutation de ces transistors de puissance place une extrémité d'un groupe de trois ou qua- tre bobines 200A-200L à la masse.Les trois transistors 240A-240C relient une extrémité des bobines à la masse, alors que les transistors 240D-240G relient l'autre extré- mité des bobines à la masse. On comprendra que chaque transistor de puissance comprend une diode de protection (non représentée). 10. A titre d'exemple de fonctionnement, supposons qu'on désire que la bobine 200E soit mise sous tension. Pour cela, le transistor 210E est rendu conducteur pour fournir la tension de +24 volts à la partie supérieure de la bobine, alors que le transistor 240B est rendu conduc- teur de manière à mettre à la masse l'extrémité opposée de la bobine 200E. On remarquera que, bien que la tension de 24 volts soit appliquée aux bobines 200D et 200F ainsi qu'à E, la bobine 200E est la seule qui sera traversée par le courant car elle est la seule à la masse. Pour compléter le cycle du moteur, ces transistors sont rendus non conducteurs et les transistors 210B et 240F sont rendus conducteurs. On verra que, dans cette situation, la tension +24 volts est appliquée à la partie inférieure de la bobine 200E par l'intermédiaire du transitor 210B et la partie supérieure de la bobine est mise à la masse par l'intermédiaire du transistor 240F. Là encore, on verra que, alors que la tension de 24 volts est appliquée aux bobines 200B, 200E, 200H et 200K, le seul circuit complété est réalisé par l'intermédiaire de la bobine 200E. De nouveau en liaison avec les figures 2 à 5, on décrira le fonctionnement de l'ensemble de composition des roues d'impression selon la présente invention. En fonctionnement, le courant traverse la bobine 132 sous l'effet du circuit d'attaque 134a et 134b suite à la commande du micro-ordinateur 136 ou par l'intermédiaire de la commutation d'un réseau à matrice décrit en liaison avec la figure 9. Pendant la moitié du cycle de fonctionne- ment, le courant circule dans un sens. Pendant la seconde moitié du cycle, le sens du courant est inversé. On remar- quera que l'aimant polarisé 130 situé à l'intérieur de la bobine 132 subit une force magnétique due au champ accompa- gnant le courant circulant dans la bobine. Le sens de la force alterne avec le sens du courant appliqué par les cir- cuits d'attaque. L'aimant 130 est par conséquent animé ll. d'un mouvement de va-et-vient dans un trajet linéaire centré à l'intérieur de la bobine 132 par le coulissement de l'élément 126 à l'intérieur du guide de l'aimant. En liaison d'entraînement 118 comportant la dent 122 qui provoquera la rotation de la roue d'impression 112 est reliée à l'aimant 130 par la liaison flexible 124 de manière à permettre unmouvement angulaire entre l'ai- mant 130 et la liaison 118. La dent 122 s'engage dans l'interstice séparant les éléments en surélévation 114 de la roue d'impression 112 lors de la course d'avancement, mais se dégage de la roue lors de la course de retour. Cette alternance d'engagement/désengagement est couplee au mouve- ment linéaire de va-et-vient de l'aimant sous l'effet de l'ac- tion mutuelle de la came d'entraînement 120 et du boulon 138 monté sur le châssis. A cause de la forme trapézoïdale de la came 120, comme on le voit en figure 2, alors que la liaison d'en- trainement 118 est déplacée vers la droite par le moteur à partir de la position de repos de la figure 1, le boulon 138 est en contact avec le côté droit de la came 120 et la surface supérieure de la came 120 passe au-dessous du bou- lon 134 pour amener la dent d'entraînement 122 à venir en contact avec l'élément en surélévation 114 et provoquer l'entraînement de cet élément vers le moteur, pour faire ainsi tourner la roue d'impression 112. La roue 112 pour- suit sa rotation alors que la came 120 passe au-dessous du boulon. Lorsque l'aimant 130 atteint la fin de sa course vers la droite, le courant de la bobine change de sens pour inverser la direction de la force agissant sur l'aimant 130. La relation entre la came d'entraînement et le boulon est représentée, à ce stade, en figure 3. Lorsque la came quitte le boulon 138, la liaison flexible 124 reliant l'aimant 130 à la liaison d'entraînement 118 provoque le retour de cette liaison 118 à l'état dans lequel la surface, I 2625002 12. dirigée vers le haut, de la came 120 est en alignement avec le boulon 138. Alors que la liaison 118 est ramenée vers la gauche du schéma, la surface la plus à gauche de la came 120 rencontre le boulon 138, ce qui a pour ef- fet que la surface inférieure de la came passe sur le boulon 138 et que la liaison 118 fléchit vers le haut pour se dégager de la roue d'impression comme cela est indiqué en figure 4. De cette façon, la roue d'impres- sion avance d'un pas par cycle de fonctionnement du mo- teur. La présente demande incorpore certains éléments communs à la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 136 086, dont on incorpore ici l'objet à titre de réfé- rence. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaltront à l'homme de l'art. 13. REVENDICATIONS i - Dispositif de sélection de roue d'impression, caractérisé en ce qu'il comprend: - une liaison d'entraînement (118), cette liai- son comportant une came (120) sur son dessus et présentant une dent (122) venant s'engager dans les fentes d'une roue d'impression rotative (112); un moteur à bobine mobile, le moteur comprenant une bobine (132) et un aimant (130) disposé à l'intérieur de la bobine, l'aimant étant guidé de manière à être animé d'un mouvement linéaire de va-et-vient à l'intérieur de la bobine; - une liaison flexible (124) reliant la-liaison d'entraînement (118) à l'aimant et un boulon.(138) for- mant came fixe par rapport à la roue d'impression mobile (112) et au moteur, la came (120) de la liaison d'entrai- nement étant soumise à un effet de came autour du boulon (138) sous l'effet du mouvement de va-et-vient de l'ai- mant pour que la dent de la liaison d'entraînement vienne s'engager dans l'une des fentes et fasse tourner la roue d'impression alors que l'aimant se déplace dans une certai- ne direction et pour, qu'elle se dégage et revienne à une position o il y a de nouveau avancement de la roue d'.im-. pression lorsque l'aimant se déplace dans la direction opposée. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la came d'entraînement (120) est une came ayant la forme d'un trapèze. 3 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la bobine (132) du moteur a une section transversale de forme rectangulaire. 4 - Dispositif de sélection de roue d'impres- sion, caractérisé en ce qu'il comprend: - un moteur à bobine mobile comportant une bobine (132) et un aimant (130) disposé à l'intérieur de 14. celle-ci, la bobine étant connectée de manière à rece- voir du courant électrique circulant dans des directions opposées sous la commande d'un micro-ordinateur (136), - une roue d'impression (112), - un boulon (138) formant came montée dans une relation fixe par rapport au moteur et à la roue d'impres- sion; - une liaison d'entraînement (118), cette liai- son comportant une came (120) et un moyen (122) pour s'en- gager dans la roue d'impression afin d'en provoquer la rota- tion; - une liaison flexible (124) reliée à l'aimant du moteur; - la came d'entrainement (120) coopérant avec le boulon pour que le moyen d'engagement entre dans la roue d'impression et la fasse tourner alors que l'aimant se déplace dans une certaine direction et pour qu'il en sorte de manière à faire avancer de nouveau la roue d'impression alors que l'aimant se déplace dans la direction opposée;