Brevet FR2676262A1 — publié le 19921113

Dispositif d'entraînement embrayable L'invention concerne un dispositif d'entraînement embrayable. De tels dispositifs d'entraînement sont utilisés en particulier dans des automates de distribution placés par exemple dans des lieux publics. Les objets distribués peuvent être des paquets de cigarettes, des cassettes, des livres, des sachets de bonbons, etc. On connaît, par le brevet FR 2 622 554, un magasin linéaire de stockage et de distribution automatique d'objets comportant une pluralité de casiers juxtaposés formant une structure linéaire, chaque casier pouvant recevoir par exemple un empilement de botes. Chaque casier comprend dans son fond ou dans son plafond, une cartouche d'éjection comprenant une chaîne à maillons pouvant être mise en mouvement pour l'engrener avec une courroie dentée. Cette chaîne comporte des maillons qui se distinguent des autres maillons, ou maillons à dent, et qui permettent la mise en mouvement sous l'action d'un électro-aimant. Une impulsion de commande de l'électro-aimant permet de faire avancer la chaîne d'un maillon afin qu'un maillon à dent puisse se retrouver en coopération avec la courroie crantée.La chaîne est alors entraînée pour accomplir un chemin déterminé provoquant l'éjection d'un objet pour s'arrêter jusqu'à la prochaine commande. Cette disposition impose l'utilisation d'électro-aimants puissants afin de vaincre les forces de frottement. Le but de la présente invention est de procurer un nouveau dispositif d'entraînement embrayable permettant l'utilisation d'électro-aimants de plus faible puissance. Ce nouveau dispositif peut aussi bien être utilisé pour les magasins linéaires de stockage et de distribution tels que celui décrit dans FR 2 622 554 que pour la plupart des systèmes de distribution automatique. I1 utilise un ressort permettant d'emmagasiner de l'énergie lors de l'entraînement de l'organe embrayable (par exemple la chalne à maillons) par l'organe moteur (par exemple la courroie crantée) et de libérer cette énergie sous l'action d'un enclencheur, par exemple un électro-aimant, lorsque l'on souhaite obtenir l'éjection d'un objet. De cette manière, il est possible de diminuer sensiblement la puissance de l'enclencheur. L'invention a donc pour objet un dispositif d'entraînement d'un premier organe dit organe embrayable par un second organe dit organe moteur, les organes embrayable et moteur coopérant entre eux, la commande d'entraînement étant provoquée par des moyens d'enclenchement, caractérisé en ce que l'organe embrayable comporte un secteur exempt de moyens de coopération avec l'organe moteur, l'absence de ces moyens de coopération empêchant l'entraînement de l'organe embrayable par l'organe moteur, le dispositif possédant un élément de retenue empêchant la mise en mouvement de l'organe embrayable, le dispositif comprenant également un ressort pouvant exercer une action en un point de l'organe embrayable pour le mettre en mouvement, la mise en mouvement de l'organe embrayable provoquant une variation de l'énergie accumulée dans le ressort, les moyens d'enclenchement pouvant satisfaire deux états - un état dit état de repos pour bloquer l'élément de retenue, l'organe embrayable étant dans une position telle qu'il présente à l'organe moteur son secteur exempt de moyens de coopération, le ressort étant dans une position d'énergie accumulée, - un état dit état de travail pour libérer l'élément de retenue sous l'effet d'une commande adressée aux moyens d'enclenchement, le ressort mettant alors en mouvement l'organe embrayable, par restitution de l'énergie qu'il a accumulée, jusqu'à l'entraînement de l'organe embrayable par l'organe de commande. Les moyens d'enclenchement peuvent comprendre un électro-aimant à armature mobile, l'armature mobile pouvant occuper deux positions en fonction d'une commande adressée à l'électro-aimant, une première position correspondant à l'état de repos du dispositif et une deuxième position correspondant à l'état de travail du dispositif. L'état de travail peut être obtenu par une impulsion de commande adressée à l'électro-aimant provoquant le passage de l'armature mobile de sa première position à sa deuxième position de manière à libérer l'élément de retenue, la cessation de l'impulsion faisant revenir l'armature mobile à sa première position. Ces moyens d'enclenchement peuvent aussi être un ensemble piston-cylindre actionné pneumatiquement. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'impulsion de commande cesse avant que le secteur exempt de moyens de coopération de l'organe embrayable ne revienne à sa position initiale, c'est-à-dire avant l'entraînement de l'organe embrayable par l'organe moteur. Le ressort, qui peut par exemple être un ressort à boudin ou un ressort à lame, est avantageusement fixé d'une part à l'organe embrayable et d'autre part à un point fixe du dispositif d'entraînement. Les organes embrayable et moteur peuvent être du type roue dentée, courroie crantée, crémaillère ou chaîne dont les maillons comportent des dents. Dans ce cas, l'organe embrayable possèdera un secteur exempt de dent. Ils peuvent aussi être du type à friction et constitués à partir de galet, courroie ou chemin de roulement. Dans ce cas, l'organe embrayable possèdera un secteur exempt de surface de friction. L'invention a encore pour objet un système comprenant au moins deux dispositifs d'entraînement tels que définis ci-dessus, caractérisé en ce que les moyens d'enclenchement sont uniques pour les deux dispositifs, des moyens mécaniques, par exemple une biellette, permettant la mise en mouvement des organes embrayables par un organe moteur. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 représente un dispositif d'entraînement à engrenage embrayable selon l'invention, - la figure 2 représente des détails de réalisation du dispositif illustré par la figure 1, - la figure 3 illustre une première variante de réalisation du dispositif d'entraînement selon l'invention, - la figure 4 illustre une seconde variante de réalisation du dispositif d'entraînement selon l'invention, - la figure 5 représente un système comprenant deux dispositifs d'entraînement selon l'invention, - la figure 6 illustre une application particulière pour le dispositif d'entraînement selon l'invention, - la figure 7 illustre une application de l'invention au cas d'un automate de distribution d'objets, - la figure 8 illustre une autre variante de réalisation du dispositif d'entraînement selon l'invention, Pour illustrer l'invention, on a choisi de prendre pour organe embrayable une roue dentée et pour organe moteur une courroie crantée, la commande d'engrenage étant provoquée par un électro-aimant à armature mobile. A la figure 1, qui est une vue en perspective, on reconnaît une roue dentée 1 dont une partie des dents périphériques 2 est manquante. Cette roue dentée 2 est susceptible de coopérer avec une courroie crantée 3. La courroie crantée est fermée sur elle-même et son cheminement est tel qu'elle peut entralner l'éjection d'un objet sélectionné, accroché à une spire par exemple, selon un processus connu de l'homme du métier et qui ne sera pas plus détaillé ici. La roue dentée comprend une partie centrale ou moyeu 4 mieux visible sur la figure 2 qui représente la roue selon sa face non visible sur la figure 1. Le moyeu 4 est monté sur un palier 5 formé par l'assemblage de deux parties 51 et 52 ou demi-paliers. Deux épaulements, dont l'un seulement référencé 6 est visible, supprime la liberté en translation de la roue dentée par rapport au palier. La roue dentée et le palier peuvent être réalisés en matière plastique. Le moyeu de la roue dentée peut supporter un ressort à boudin, plus communément appelé spire dans la terminologie des magasins de distribution automatique d'objets. L'une des extrémités de cette spire est assujettie au moyeu 4. Cette extrémité est matricée pour être logée dans un trou central du moyeu de forme correspondante. Elle débouche en 7 sur la face avant de la roue dentée 2 où elle est maintenue par une rondelle de clipsage non représentée. Ainsi, la rotation de la roue dentée entraîne la rotation de la spire. La roue possède, sur sa face avant, une dépression centrale 8 qui évite à l'extrémité de la spire de dépasser de la face avant de la roue. Un bossage 9 est prévu à la périphérie de la dépression 8. Il permet le surmoulage d'une pièce 10 de forme cylindrique et traversant la roue dentée. Cette pièce 10 peut être en acier. Côté face avant de la roue dentée, la pièce 10 sert de point d'attache à l'extrémité du ressort 11. Côté face arrière de la roue (voir la figure 2), elle sert de butée 12 à l'armature mobile 13 d'un électro-aimant 14 fixé sur le demi-palier 51. La seconde extrémité du ressort 11 est fixée au bout d'un bras 15 solidaire du demi-palier 51. Ce bout de bras constitue un point fixe du dispositif d'entraînement. Le bras peut être en acier et surmoulé dans le demi-palier 51. Lorsque le dispositif d'entraînement est au repos, la roue dentée 1 présente à la courroie crantée 3 une partie exempte de dents. Ainsi, même si la courroie crantée est animée d'un mouvement de translation, elle ne pourrait entraîner la roue. L'électro-aimant 14 n'est pas alimenté et son armature 13, sous l'action du ressort de rappel 16, bloque le passage à la butée 12. Sans ce blocage, le ressort 11 en état d'extension mettrait la roue en rotation dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 1. Si on désire faire marcher le dispositif d'entraînement, il suffit d'envoyer une impulsion de commande à l'électro-aimant 14. Dans ce cas, l'armature mobile 13 se lève et libère la butée 12. Le ressort 11 exerce son action sur la pièce 10 et met en mouvement la roue dentée. Le ressort 11 et son positionnement ont été calculés pour faire tourner la roue d'un angle suffisant pour que celle-ci puisse s'engrener avec la courroie crantée 3 mise simultanément en mouvement dans le sens indiqué par la flèche. Une fois la roue mise en mouvement, l'impulsion de commande sur l'électro-aimant 14 peut être arrêtée, ce qui a pour effet de remettre l'armature mobile 13 en position basse. L'armature mobile 13 arrête alors la butée 12 lorsqu'elle se présente et par conséquent le mouvement de la roue dentée qui présente à nouveau sa partie exempte de dents à la courroie crantée. Cette dernière peut alors être arrêtée. La roue dentée a donc fait un tour complet sur elle-même ce qui a permis à la spire de distribuer un objet. L'exemple de réalisation décrit ci-dessus utilise un ressort à boudin pour provoquer la mise en mouvement de la roue dentée. On pourrait également utiliser un ressort à lame comme illustré par la figure 4. Dans ce cas, la lame 35 est par exemple placée verticalement devant la roue dentée 1, l'une des extrémités de la lame, référencée 36, étant attachée à une console non représentée et solidaire du demi-palier 52 et passant sous la courroie crantée. En état de repos, la partie supérieure 37 de la lame exerce une pression sur la pièce 10 susceptible de mettre la roue dentée en mouvement dans le sens indiqué par la flèche. En état de travail, l'électro-aimant 14 ayant libéré la roue 1, le ressort à lame 35 met la roue en mouvement. La roue est ensuite entraînée par la courroie crantée 3. A un certain moment, la pièce 10 vient en contact avec la lame du ressort en sa partie basse.La roue étant toujours entraînée, la pièce poursuit sa course tout en remontant la lame jusqu'à l'arrêt de la roue causée par la rencontre de l'extrémité supérieure 38 de la lame 35 jouant le rôle de butée et de l'armature mobile 13 revenue en position de blocage. Pour éviter les risques de conflit qui peuvent se produire si une dent de la roue 1 se présente devant une dent de la courroie crantée 3, la courroie crantée est avantageusement disposée sur un dispositif élastique anti-conflit 32. Ce dispositif anti-conflit peut être constitué d'un patin 33 en matière plastique sur lequel peut se mouvoir la courroie crantée 3. Le patin 33 possède deux colonnettes 22 et 23 engagées dans des ressorts à boudin 26 et 27 solidaire de la base 28 fixe par rapport à l'axe de la roue dentée. Il est également possible d'utiliser un ressort à boudin non plus en extension pour mettre la roue en mouvement, mais en compression. Cette variante de réalisation est schématisée à la figure 4. On y reconnaît la roue dentée 1 à laquelle il manque plusieurs dents, la courroie crantée 3, le palier 5 formé par l'assemblage des deux demi-paliers 53 et 54. Un bras coudé 25, fixé à l'une de ses extrémités au demi-palier 54, reçoit l'une des extrémités du ressort à boudin 21. La pièce 20 assure des fonctions équivalentes à la pièce 10 de la figure 1. Elle est fichée dans la roue dentée 1 et est dépassante par ses deux extrémités. Côté face arrière de la roue dentée, elle joue comme précédemment le rôle d'une butée pour l'armature mobile de l'électro- aimant. Côté face avant de la roue dentée, l'extrémité dépassante constitue une noix tournante de forme cylindrique. La noix tournante est percée radialement d'un trou de manière à laisser le passage à une tige 30. Cette tige possède une première extrémité libre et une seconde extrémité fixée à un axe 31 lui-même fixé à l'extrémité libre du bras coudé 25, cet axe étant libre en rotation. Le ressort à boudin 21 est engagé autour de la tige 30 et est retenu d'un côté par l'axe 31 et de l'autre côté par la noix tournante. Lorsque le dispositif est à l'état de repos, la butée est bloquée par l'armature mobile de l'électro-aimant et le ressort 21 est compressé. Si l'on désire mettre en route le dispositif d'entraînement, on envoie une impulsion de commande à ltélectro-aimant. L'armature mobile libère alors la butée et le ressort 21 peut se détendre. Il pousse la noix tournante et la roue dentée est mise en mouvement. La courroie crantée étant également mise en mouvement, elle s'engrène avec la roue dentée. En tournant, le ressort continue à se détendre puis il est à nouveau comprimé. La roue dentée ayant fait un tour, elle s'arrête lorsque la butée est bloquée par l'armature mobile revenue dans sa position initiale, la roue dentée présentant alors à la courroie crantée sa partie exempte de dents. Il entre dans le cadre de la présente invention de combiner des dispositifs d'entraînement à engrenage embrayable de ce type pour obtenir des systèmes plus complexes. Un exemple de ces systèmes est représenté à la figure 5. Ce système associe deux dispositifs tels que représentés aux figures 1 et 2. Cependant, cette association ne comporte qu'un seul électro-aimant 14 coopérant avec une seule butée de retenue, et un seul ressort Il. Une biellette 40 relie les deux pièces 10 pour rendre simultané le mouvement des deux roues dentées. Celles-ci sont disposées identiquement, c'est-à-dire qu'elles présentent à la courroie crantée 3, et au même instant, leur partie exempte de dent comme cela est montré sur la figure 5. Lorsque le système est à l'état de repos, la butée solidaire de la roue de droite est retenue par l'armature mobile de l'électro-aimant 14 et les deux roues dentées sont immobiles, la biellette 40 retenant la roue dentée de gauche. Si on désire mettre en route le système, on envoie une impulsion de commande à l'électro-aimant. L'armature mobile libère alors la butée et le ressort 11 peut exercer son action. La suite des évènements est alors identique au cas d'un système à un seul dispositif d'entraînement. Si l'excitation de l'électro-aimant n'est pas arrêtée, l'armature mobile reste collée au corps de l'électro-aimant et la butée de retenue ne peut plus être arrêtée. La rotation de la roue dentée peut donc se poursuivre jusqu'à l'arrêt de l'excitation de l'électro-aimant. La figure 6 illustre un dispositif d'entraînement permettant la rotation de la roue dentée 1 pour un nombre de tours déterminé. Le dispositif représenté est le même que celui des figures 1 et 2 mais il comporte en plus un détecteur de passage comprenant une cellule fourche 17 supportée par un bras 18 solidaire du demi-palier 51, et un doigt 19 fixé à la périphérie de la roue dentée et pouvant passer à l'intérieur de la cellule fourche à chaque tour de roue. A chaque passage du doigt 19, la cellule fourche 17 délivre un signal électrique à un circuit électronique de réception non représenté. Ce type de détection est bien connu de l'homme du métier et ne pose aucun problème de réalisation. On peut ainsi commander un certain nombre de tours de rotation de la roue. Une première impulsion de commande est envoyée à l'électro-aimant 14 (représenté en vue éclaté sur la figure 6), et la roue dentée 1 est mise )en mouvement. Le premier passage du doigt 19 dans la cellule fourche 17 est détecté ce qui commande une seconde impulsion de commande à l'électro-aimant pour que l'armature mobile 13 laisse le passage à la butée de retenue et pour que la roue dentée effectue une seconde rotation. Le cycle se poursuit jusqu'à atteindre le nombre de tours commandé, après quoi aucune impulsion de commande n'est envoyée à l'électro-aimant et la roue est arrêtée. La figure 7 illustre une application de l'invention au cas d'un automate de distribution d'objets dont les mécanismes d'éjection sont constitués de spires. Ces mécanismes d'éjection à spires sont décrits dans le brevet EP 251 199. La figure 7 montre un cadre mobile 55 comportant des supports horizontaux 56 équipés de crémaillères 57, et un cadre fixe 58 comportant des supports horizontaux 59 équipés de dispositifs d'entraînement à engrenage embrayable 60, du type représenté aux figures 1 et 2. Chaque roue dentée de l'un de ces dispositifs peut entraîneur en rotation une spire 61 qui lui est solidaire. Les cadres 55 et 58 sont disposés côte à côte comme l'indique la flèche à sens unique, pour que chaque roue dentée puisse à la suite d'une commande s'engrener avec la crémaillère correspondante. Lorsqu'un objet disposé sur l'une des spires a été commandé, la roue dentée correspondante est mise en mouvement suite à une impulsion de commande adressée à l'électro-aimant correspondant. Cette roue dentée s'engrège avec la crémaillère qui lui fait face et qui constitue l'organe moteur de l'engrenage. Toutes les crémaillères étant solidaires entre elles, c'est le cadre mobile 55 qui se déplace. Une fois l'objet éjecté et la roue dentée correspondante débrayée, le cadre mobile 55 revient à sa position initiale. C'est ce qu'indique la flèche à double sens sur la figure 7. Le mouvement de translation du cadre mobile peut être obtenu par un moteur circulaire associé à un engrenage embrayable. Dans le cadre d'une autre application, la roue dentée embrayable peut supporter une autre roue dentée ou comporter une seconde série de dents dans un plan différent des dents de la roue dentée à au moins une dent manquante. Cette autre roue dentée (ou cette seconde série de dents) coopérant avec un autre élément d'engrenage que l'on souhaite, lors d'une commande d'embrayage, entraîneur pour une série de pas égale au nombre de dents de cette autre roue dentée. Cette autre roue dentée peut être fixée à l'organe embrayable par clipsage, ce qui permet un changement facile avec une roue comportant plus ou moins de dents. La'figure 8 illustre une autre possibilité de mise en oeuvre de l'invention. Elle reprend certaines caractéristiques de la figure 3 mais au lieu d'avoir un système d'engrènement, on utilise un système à friction. L'organe moteur est une simple courroie 65. L'organe embrayable est une roue 66 possédant un secteur arasé 67 ne pouvant coopérer avec la courroie 65. La courroie et la jante de la roue 66 peuvent être en caoutchouc pour améliorer le coefficient de frottement. Le dispositif d'entraînement embrayable peut avoir de multiples applications. On peut par exemple s'en servir pour constituer un moteur pas-à-pas. On peut également réaliser un convoyeur pas-à-pas comprenant un moteur et un système de convoyage de charges tel qu'un tapis roulant, une chalne à taquets, à crochets ou à pinces, le moteur et le système de convoyage étant reliés entre eux par un système d'entraînement embrayable selon l'invention. On peut encore réaliser un plateau tournant pas-à-pas actionné par un moteur, le moteur et le plateau tournant étant reliés entre eux par un système d'entraînement embrayable selon l'invention. L'invention a été décrite dans le cas d'une application aux automates de distribution d'objets. Cependant, elle peut bien sûr s'appliquer à de nombreux autres cas où l'on a besoin de disposer d'un entraînement embrayable. REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'entraînement d'un premier organe dit organe embrayable par un second organe dit organe moteur, les organes embrayable et moteur coopérant entre eux, la commande d'entraînement étant provoquée par des moyens d'enclenchement, caractérisé en ce que l'organe embrayable (1) comporte un secteur exempt de moyens de coopération avec l'organe moteur, l'absence de ces moyens de coopération empêchant l'entraînement de l'organe embrayable par l'organe moteur (3), le dispositif possédant un élément de retenue (12) empêchant la mise en mouvement de l'organe embrayable, le dispositif comprenant également un ressort (11, 21) pouvant exercer une action en un point de l'organe embrayable pour le mettre en mouvement, la mise en mouvement de l'organe embrayable provoquant une variation de l'énergie accumulée dans le ressort, les moyens d'enclenchement pouvant satisfaire deux états - un état dit état de repos pour bloquer l'élément de retenue, l'organe embrayable étant dans une position telle qu'il présente à l'organe moteur son secteur exempt de moyens de coopération, le ressort étant dans une position d'énergie accumulée, - un état dit état de travail pour libérer l'élément de retenue sous l'effet d'une commande adressée aux moyens d'enclenchement, le ressort mettant alors en mouvement l'organe embrayable, par restitution de l'énergie qu'il a accumulée, jusqu'à l'entraînement de l'organe embrayable par l'organe de commande. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'enclenchement comprennent un électro-aimant (14) à armature mobile (13), l'armature mobile pouvant occuper deux positions en fonction d'une commande adressée à l'électro-aimant, une première position correspondant à l'état de repos du dispositif et une deuxième position correspondant à l'état de travail du dispositif. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'état de travail est obtenu par une impulsion de commande adressée à 1'électro- aimant (14) provoquant le passage de l'armature mobile (13) de sa première position à sa deuxième position de manière à libérer l'élément de retenue, la cessation de l'impulsion faisant revenir l'armature mobile à sa première position. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'impulsion de commande cesse avant que le secteur exempt de moyens de coopération de l'organe embrayable ne revienne à sa position initiale, c'est-à-dire avant l'entraînement de l'organe embrayable par l'organe moteur. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ressort (11) est fixé d'une part à l'organe embrayable et d'autre part à un point fixe du dispositif d'entraînement. 6/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort est un ressort à boudin (11, 21). 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort est un ressort à lame (35). 8/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de retenue est une butée (12) solidaire de l'organe embrayable (1). 9/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les organes embrayable et moteur constituent un engrenage. 10/ Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe moteur est une roue dentée, une courroie crantée (3), une crémaillère ou une chaîne dont les maillons comportent des dents, le secteur exempt de moyens de coopération étant un secteur à au moins une dent manquante. 11/ Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'organe embrayable est une roue dentée (1), une courroie crantée, une crémaillère ou une chaîne dont les maillons comportent des dents. 12/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'organe moteur (3) est disposé sur un dispositif élastique anti-conflit (32). 13/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les organes embrayable et moteur constituent un système ~d'entraînement par friction. 14/ Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'organe embrayable est un galet, une courroie ou un chemin de roulement, le secteur exempt de moyens de coopération étant un secteur dépourvu de moyens de friction. 15/ Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'organe moteur est un galet, une courroie ou un chemin de roulement. 16/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'organe embrayable supporte un élément d'engrenage. 17/ Système comprenant au moins deux dispositifs d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les moyens d'enclenchement (14) sont uniques pour les deux dispositifs, des moyens mécaniques permettant la mise en mouvement des organes embrayables par un organe moteur. 18/ Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens mécaniques sont constitués par une biellette (40).