Brevet FR2660391A1 — publié le 19911004

Dispositif d'entraînement rotatif pas-à-pas. La présente invention concerne un dispositif d'entraînement rotatif pas-à-pas du type comportant d'une part, en tant qu'organe mené selon un mouvement de rotation pas-à-pas, un disque d'indexage propre à tourner autour de son axe et portant un certain nombre de galets d'entrainement à répartition angulaire uniforme autour de cet axe, et d'autre part, en tant qu'organe menant à mouvement de rotation continu, une came d'indexage portant à sa périphérie des surfaces de portée propres à coopérer successivement avec lesdits galets pour entraîner ledit disque, ces surfaces ayant, suivant la périphérie de ladite came et par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la came, des pentes variables déterminant la loi des mouvements accélérés et décélérés du disque d'indexage entre deux positions d'arrêt successives de ce dernier. La figure 1 du dessin ci-annexé montre schématiquement les organes essentiels d'un tel dispositif d'en trainement, en perspective avec arrachement partiel ; la figure 2 représente une vue schématique, en coupe verticale et axiale du dispositif. Sur ces figures le disque d'indexage est référencé en 1 et ses galets d'entraînement en 2, un seul d'entre eux étant visible au niveau de la partie arrachée sur la figure 1. Tous les galets 2 sont équiangulairement répartis autour de l'axe de rotation X-X de ce disque ; ils se situent au niveau des alésages référencés 3. En 4 est représentée une couronne périphérique de roulement fixée par des vis 7 au châssis 5 du dispositif, des roulements à billes ou analogues 6 étant intercalés entre cette couronne 4 et le disque d'indexage 1. Sur ces figures 1 et 2 la came d'indexage a été référencée 8. Elle peut tourner autour d'un axe Y-Y orthogonal par rapport à l'axe X-X et est accouplée à l'arbre d'un moteur électrique (non représenté) propre à l'entraîner en rotation à vitesse constante. La came 8 porte une gorge périphérique 10 dont les flancs 9 constituent les surfaces de portée mentionnées plus haut, à pentes variables déterminées en fonction des lois d'accélération et de décélération voulues pour le disque d'indexage 1. Entre deux positions d'arrêt successives du disque 1, ces lois peuvent être par exemple celles qui ont été représentées à la figure 3 du dessin ci-annexé. Sur cette figure on a représenté en trait plein les lois d'accélération et de décélération, et en traits interrompus la vitesse, ceci en fonction de l'angle de rotation e du disque. Les phases d'accélération et de décélération peuvent être séparées par une phase à vitesse constante, c'est-à-dire d'accélération nulle. Quant aux temps d'arrêt du disque d'indexage 1, ils sont obtenus, la came d'indexage 8 continuant éventuellement à tourner, par des zones à pente nulle des flancs 9 de la gorge précitée 10 (cette pente étant bien entendu mesurée par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe Y-Y de la came 8). Ces temps d'arrêt du disque d'indexage 1 peuvent être prolongés par une mise à l'arrêt momentanée du moteur électrique d'entraînement de la came, commandée par exemple par un interrupteur de fin de course. Ceci étant, les dispositifs d'entrainement rotatif pas-à-pas de ce type connu posent le problème suivant : nonobstant le soin et la précision avec lesquels la gorge périphérique 10 de la came d'indexage est usinée, il existe toujours un certain jeu entre les galets d'entraînement 2 du disque d'indexage 1 et les flancs 9 de la gorge. Par suite, c'est l'un des flancs de la gorge 10 qui pendant les phases d'accélération porte sur le galet, et le flanc opposé pendant les phases de décélération. Il s'ensuit que des battements des galets dans la gorge apparaissent à partir des transitions entre ces deux phases pour durer pendant toute la phase de décélération, le disque rotatif étant alors tantôt mené, tantôt menant, puisqu'il doit libérer son énergie cinétique.L' usure ainsi causée est à son tour cause de l'augmentation des battements, suite à quoi le phénomène s' amplifie rapidement au cours du temps ; la précision de l'indexage diminue, et le dispositif devient bientôt inutilisable. Les inconvénients sont pratiquement les mêmes avec les dispositifs à cames dites "globoides" dans lesquelles les surfaces de portée coopérant avec des galets radiaux ne sont pas constituées par les flancs d'une gorge mais par les flancs d'une nervure périphérique s'insérant entre deux galets successifs du disque d'indexage. En effet, dans ce cas également, on ne peut éviter que les tolérances d'usinage ne donnent naissance à des jeux qui s'amplifient au cours du temps et sont là encore la cause d'une imprécision croissante de l'indexation. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients de la technique antérieure et, à cet effet, un dispositif d'entraînement du type général mentionné a début sera, conformément à la présente invention, essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'appui élastique propre à agir sur ledit disque d'indexage pour le solliciter dans le sens contraire à celui de sa rotation pendant sa phase de décélération et absorber ainsi son énergie cinétique, et dans le sens de sa rotation pendant sa phase d'accélération. Grâce à cette disposition, l'appui du galet d'entraînement reste sur le même flanc arrière de la gorge de la came d'indexage lors de la transition entre phase d'accélération et phase de décélération, donc sans battements entre ces deux états, ces battements étant empêchés pendant la phase de décélévation par l'action dudit dispositif d'appui élastique qui, une fois la transition faite, absorbe l'énergie cinétique du disque pour la restituer lors de la phase d'accélération suivante. On diminue donc considérablement les phénomènes d'usure, la durée de vie des galets est très augmentée et le dispositif peut conserver ainsi pendant très longtemps une excellente précision d'indexage tout en consommant moins d'énergie d'entraînement. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures 4 et 5 du dessin ci-annexé dans lequel - la figure 4 est une vue partielle à plus grande échelle du dispositif tel que représenté à la figure 2, dans une vue en coupe verticale par la ligne IV-IV de la figure 5, laquelle est une vue en plan de la partie correspondante du dispositif. Sur les figures 4 et 5 on a utilisé les mêmes références que sur les figures 1 et 2 pour désigner les mêmes organes ou des organes analogues. Le dispositif d'appui élastique mentionné plus haut est conçu pour agir sur celui des galets d'entrai- nement 2 qui est diamétralement opposé au galet actif, à savoir celui qui à l'instant considéré est engagé dans la gorge 10 de la came 8 ; la vue en coupe agrandie de la figure 4 correspond donc à la partie droite de la figure 2, qui représente un dispositif d'entrainement classique, c'est-à-dire non encore équipé selon l'invention.Ce dispositif d'appui élastique est donc prévu au niveau de l'axe Z-Z repéré sur la figure 2 ; il comprend essentiellement un taquet 11 monté pivotant sur un axe vertical fixe 12 porté en bout par un insert 13 monté dans un alésage du châssis 5 du dispositif d'entraînement ; la position de cet axe 12 est angulairement décalée, en avant ou en arrière, par rapport à celle du galet d'entrainement 2 sur lequel le dispositif d'appui élastique doit agir. L'extrémité 14 de ce taquet pivotant est guidée dans une chape 15 prévue à l'extrémité d'un autre insert 16 monté dans un autre alésage du châssis 5, dans la même position angulaire que le galet 2 intéressé à l'instant considéré, cet insert contenant un système élastique propre à agir radialement, par l'intermédiaire de l'extrémité 14 du taquet 11, sur le galet 2.Ce système élastique comprend un ressort quelconque 17, par exemple hélicoïdal ou à rondelles Belleville, comprimé entre une butée fixe 18 de l'insert 16 et un piston mobile comportant une queue de guidage 19 et un talon d'appui 20 portant sur ladite extrémité 14, queue et talon étant séparés par une collerette 21 propre à venir en butée sur le fond du logement contenant ledit ressort 17. La face du taquet 11 qui est tournée vers l'intérieur, à savoir vers le galet intéressé 2, comporte deux surfaces inclinées en sens inverses, 22 et 23, dont la pente peut d'ailleurs être variable et est déterminée en fonction des lois d'accélération et de décélération imposées par la came 8. Ceci étant et en supposant que le disque d'indexage est entraîné dans le sens repéré par la flèche R, on voit que dans la position indiquée en traits interrompus sur la figure 5, ou c' est la surface 23 du taquet qui agit élastiquement sur le galet 2', ce galet et donc le disque 1, supposé alors en décélération, vont être sollicités dans le sens r' opposé au sens R, avec absorption de l'énergie cinétique du disque par compression du ressort 17, ce qui évitera les battements habituels. Ce ressort sera comprimé au maximum au moment où le galet viendra en appui sur la crête du taquet, à savoir sur l'arête de transition entre les surfaces 22 et 23, immédiatement avant l'arrêt du disque.Entre ce moment et la position d'arrêt indiquée en trait plein pour le galet 2, le galet rattrape son jeu dans la gorge 10 de la came d'indexage et, le ressort 17 n'étant pas suffisant pour entrainer le disque d'indexage 1, le flanc arrière 9 de la gorge 10 revient en appui sur le galet dès que la came 10 commande l'accélération. A partir de cette position d'arrêt indiquée pour le galet 2 en traits pleins, où c'est la surface 23 du taquet qui agit -toujours élastiquement- sur le galet 2, ce galet et donc le disque 1, après redémarrage, vont être sollicités dans le même sens r que le sens R, avec, pendant la phase d'accélération, récupération de l'éner- gie cinétique emmagasinée dans le ressort 17 pendant la décélération. Entre ces deux phases, c'est-à-dire à l'arrêt du disque 1, il n'y aura donc eu qu'un passage intermittent de l'appui du galet 2 du flanc 9 avant au flanc 9 arrière de la gorge 10 de la came d'indexage 10, sans à-coups ni battements. L'invention permet donc, par suppression des battements, de limiter considérablement l'usure et l'augmentation du jeu entre les galets 2 et la gorge 10 de la came d'indexage 8, avec comme avantage supplémentaire que l'on peut ainsi réaliser une économie notable sur l'énergie d'entrainement, car l'énergie emmagasinée dans le ressort 17 lors de la décélération, par compression du ressort, sera récupérée lors de l'accélération du disque 1. On obtiendrait exactement le même type d'avantages avec les cames globoîdes (à galets d'entraînement radiaux) qui ont été évoquées plus haut. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entrainement rotatif pas-à-pas, du type comportant d'une part, en tant qu'organe mené selon un mouvement de rotation pas-à-pas, un disque d'indexage (1) propre à tourner autour de son axe (X-X) et portant un certain nombre de galets d'entrainement (2) à répartition angulaire uniforme autour de cet axe, et d'autre part, en tant qu'organe menant à mouvement de rotation continu, une came d'indexage (8) portant à sa périphérie des surfaces de portée (9) propres à coopérer successivement avec lesdits galets (2) pour entraîner ledit disque (1), ces surfaces (9) ayant, suivant la périphérie de ladite came et par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe (Y-Y) de la came, des pentes variables déterminant la loi des mouvements accélérés et décélérés du disque d'indexage (1) entre deux positions d'arrêt successives de ce dernier, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'appui élastique (11, 17) propre à agir sur ledit disque d'indexage (1) pour le solliciter dans le sens (r') contraire à celui de sa rotation (R) pendant sa phase de décélération, et dans le sens (r) de sa rotation pendant sa phase d'accélération. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'appui élastique (11, 17) est agencé pour agir élastiquement sur l'un desdits galets d'entraînement (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif d'appui élastique comprend un taquet (11) mobile en rotation sur un axe fixe (12) et sollicité radialement par un système élastique (17), ce taquet étant adapté à agir sur le galet d'entraînement concerné (2) par l'intermédiaire de l'une ou l'autre de deux surfaces inclinées en sens inverses (22, 23), selon que le disque d'indexage (1) est, respectivement, en phase d'accélération ou de décélération. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit système élastique comprend, dans le logement d'un insert (16) monté dans le châssis du dispositif, un ressort (17) comprimé entre une butée fixe (18) et un piston mobile dont le talon (20) est en appui radial sur une extrémité (14) dudit taquet (11).