Brevet FR2735199A1 — publié le 19961213

La présente invention concerne un mécanisme destiné au réglage d'un entraxe quelconque entre deux arbres parallèles, une transmission à organes circulaires, tels que des roues dentées ou non, et un kit de construction d'une telle transmission. Il existe des kits de construction permettant la réalisation de divers prototypes. Ces kits sont le plus souvent de simples jeux de construction et il est très difficile de réaliser une transmission, ne comportant même que deux roues dentées, qui puisse fonctionner de manière stable et continue sans poser des problèmes pratiques insupportables de construction. Ainsi, il est le plus souvent nécessaire d'utiliser des roues dentées de diamètre déterminé pour réaliser une transmission avec un kit contenant des platines ayant une grille de trous de pas déterminé. L'invention se rapporte à ce type de kit de construction, mais elle permet la réalisation d'une manière robuste de transmissions avec des pignons, roues dentées, poulies, etc. ayant des diamètres quelconques. Il est peu fréquent que la distance séparant les axes de deux roues dentées qui doivent être en prise dans une transmission soit égale à un multiple du pas de la grille de trous formée sur une platine de montage ou soit égale à une distance comprise entre deux trous non alignés d'une telle grille. Il est donc nécessaire qu'un mécanisme permette le réglage de l'entraxe de ces deux roues dentées. L'invention concerne un tel mécanisme de réglage d'un entraxe quelconque entre deux arbres parallèles destinés à porter des roues dentées par exemple. Ce mécanisme possède la propriété de permettre le réglage indéfini de la distance séparant deux axes, et permet ainsi l'engrènement exact de deux roues dentées ; il est très robuste afin qu'il ne permette pas, lors du fonctionnement, une modification de cet entraxe qui pourrait être due à un jeu, ou pour d'autres raisons. Plus précisément, l'invention concerne un mécanisme destiné au réglage d'un entraxe quelconque entre deux arbres parallèles, réalisé avec des pièces d'un kit comprenant des platines de montage ayant des trous placés à certaines intersections au moins d'une grille carrée ou rectangulaire, la grille ayant au moins un pas entre ses lignes, du type qui comprend un dispositif de montage pour chacun des arbres selon l'invention, le dispositif de montage de l'un des arbres au moins comprend un socle, le socle ayant une surface étendue et au moins deux dispositifs de fixation qui ont des axes parallèles mais excentrés, un premier des deux dispositifs de fixation étant destiné à fixer le socle sur une platine par serrage d'une surface étendue du socle contre une grande face de la platine, et le second des deux dispositifs de fixation étant destiné à fixer de façon robuste l'arbre sur le socle afin que l'arbre soit perpendiculaire à la grande face de la platine. De préférence, l'entraxe des deux dispositifs de fixation du socle est supérieur ou égal à la moitié du plus petit des pas de la grille de la platine. De préférence, Le socle comporte plus de deux dispositifs de fixation destinés à au moins deux entraxes différents. Le premier et le second dispositif de fixation sont avantageusement de types différents, et chacun d'eux est présent au moins en double. Par exemple, le premier dispositif de fixation est un dispositif coopérant avec un organe fileté de serrage du socle contre la platine. Ce dispositif coopérant avec un organe fileté est par exemple un trou lisse ou un trou taraudé. De préférence, un arbre a une extrémité filetée et le second dispositif de fixation est un trou taraudé destiné à coopérer avec l'extrémité filetée de l'arbre. De préférence, le mécanisme comporte en outre un bras de support d'arbre destiné à tourillonner sur l'arbre monté sur le socle et à supporter un autre arbre excentré par rapport à l'arbre monté sur le socle et autour duquel il est destiné à tourillonner. Dans ce cas, les deux arbres sont de préférence disposés entre deux platines parallèles, l'un des arbres étant fixé à deux socles fixés chacun a une platine. L'invention concerne aussi une transmission à organes circulaires, tels que des roues dentées ou non, des pignons et des poulies, comprenant au moins deux arbres dont l'un porte au moins deux organes circulaires de transmission dont les vitesses de rotation autour de l'arbre sont différentes au moins par leur sens ou leur amplitude ; selon l'invention, la transmission comporte un troisième arbre portant un bras qui peut tourillonner sur le troisième arbre et qui supporte un quatrième arbre excentré par rapport au troisième arbre et qui porte au moins un organe circulaire de transmission, le troisième arbre au moins étant fixé par un mécanisme de réglage d'entraxe selon les paragraphes précédents, les organes circulaires de transmission ont un trou central de section non circulaire, et ils sont montés sur l'arbre par des coussinets libres de tourner sur l'arbre et ayant une surface extérieure de section complémentaire de la section non circulaire du trou central de l'organe circulaire de transmission, et un coussinet au moins coopère avec deux organes circulaires de transmission au moins. De préférence, les arbres sont disposés entre deux platines parallèles, l'un des arbres au moins étant fixé à l'une des platines et portant un coussinet qui traverse l'autre platine et est guidé en rotation dans cet autre platine par un guide ayant un trou de section constituée par le cercle dans lequel s'inscrit la section non circulaire du coussinet. L'invention concerne aussi un kit de construction d'une transmission selon l?un des deux paragraphes précédents, comprenant plusieurs éléments comportant au moins une platine de montage ayant des trous placés à certaines intersections au moins d'une grille carrée ou rectangulaire, la grille ayant au moins un pas entre ses lignes, un socle ayant une surface étendue et au moins deux dispositifs de fixation d'axes parallèles mais excentrés, un dispositif de fixation du socle à une platine par serrage de la surface étendue du socle contre une grande face de la platine, au moins deux arbres ayant chacun un dispositif de fixation, et au moins deux organes circulaires de transmission, tels que des roues dentées ou non, des pignons ou des poulies, ayant un trou non circulaire de montage. De préférence, le kit comporte en plus des arbres de deux types, un premier type d'arbre étant destiné à être fixé dans un trou de la platine et un autre type d'arbre étant destiné à être fixé au socle. Dans un exemple, le kit comporte aussi un arbre fileté à ses deux extrémités. De préférence, le kit comporte en outre un bras de support d'arbre destiné à tourillonner sur un arbre et à supporter un arbre excentré par rapport à l'arbre autour duquel il est destiné à tourillonner. De préférence, le kit comporte en outre des coussinets libres de tourner sur un arbre et ayant une surface externe de section complémentaire de la section non circulaire du trou central d'un organe circulaire de transmission. Deux coussinets au moins ont avantageusement une longueur telle qu'ils peuvent être montés sur un seul arbres. En outre, un coussinet au moins à une longueur supérieure à la longueur d'un arbre. De préférence, le kit comporte en outre un guide ayant un trou de section constituée par un cercle dans lequel s'inscrit la section non circulaire du coussinet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre de modes de réalisation faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en plan d'une platine d'un kit de construction la figure 2 représente une autre platine de construction utile selon l'invention pour la construction de transmissions la figure 3 est aussi une vue schématique en plan d'une partie de platine utile pour la confection de transmissions selon invention la figure 4 est une vue en plan d'un socle de support d'arbre sous forme excentrée selon l'invention la figure 5 est une vue en élévation latérale d'un type d'arbre qui peut être utilisé dans un mécanisme de réglage d'entraxe selon l'invention la figure 6 représente un coussinet destiné à être monté sur un arbre tel que représenté sur la figure S la figure 7 est une vue en plan d'une rondelle élastique permettant le montage de roues dentées sur le coussinet de la figure 6 la figure 8 est une vue en plan d'une roue dentée destinée à être montée sur le coussinet de la figure 6 la figure 9 est une coupe partielle représentant le montage d'un socle de la figure 4 sur une platine de la figure 1 la figure 10 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle représentant l'engrènement de deux roues dentées obtenu grâce au mécanisme de réglage selon l'invention la figure 11 est une vue en élévation latérale en coupe partielle représentant une construction plus élaborée que celle de la figure 10 les figures 12 et 13 représentent respectivement en élévation latérale et en coupe partielle suivant la ligne brisée de la figure 13 une transmission réalisée avec le mécanisme de réglage d'entraxe selon l'invention ; et la figure 14 est une vue schématique en plan sur laquelle une roue dentée est montée sur le mécanisme de réglage d'entraxe selon l'invention par l'intermédiaire d'un bras. Les figures 1 à 8 représentent différents éléments d'un kit de construction selon l'invention. Les figures 1 à 3 représentent des exemples de platine. La figure 1 indique la présence de trous 12 disposés aux intersections d'une grille de référence formée sur une platine 10 de forme rectangulaire ; la platine 10 a des flasques (non représentés) qui dépassent des côtés du rectangle afin qu'ils donnent une bonne rigidité à la platine 10 lorsque qu'elle est formée d'une feuille mince. Cette platine est bien connue dans le domaine des jeux de construction. Sur la figure 2, on note la présence de trous supplémentaires 14 plus gros que les premiers à certaines intersections seulement d'une autre grille qui se superpose à la première. Dans la variante de la figure 3, les trous 14 de plus grande dimension sont à la place de trous plus petits 12 de la grille d'origine telle que représentée sur la figure 1. Les figures 2 et 3 montrent simplement qu'il est utile selon l'invention que les platines utilisées pour le support d'autres éléments d'un kit de construction comportent des trous de plusieurs dimensions différentes, deux de préférence. Comme indiqué dans la suite du présent mémoire, les petits trous 12 sont destinés à la fixation d'éléments et les grands trous 14 au passage d'autres éléments, tels que les coussinets de la figure 6. Un élément essentiel selon l'invention est le socle 16 représenté sur la figure 4. Bien qu'il soit représenté sous une forme hexagonale, ce socle 16 peut avoir une forme quelconque du moment qu'il forme une surface étendue destinée à être au contact d'une platine. La figure 9 indique que le socle est en appui par une surface étendue contre une face d'une platine 10. Cette caractéristique de contact étendu avec une platine est très importante selon l'invention car elle assure un positionnement très robuste du socle, sans jeu ni desserrage pendant l'utilisation. Les caractéristiques essentielles du socle comprennent aussi la présence de deux dispositifs de fixation ou moins. Dans le mode de réalisation de la figure 4, les dispositifs de fixation sont de deux types différents, et chacun d'eux est présent plusieurs fois. On note ainsi plusieurs trous lisses 18 et plusieurs trous taraudés 20.Un premier type de dispositif de fixation est formé d'un trou taraudé 20 permettant la fixation à une platine à l'aide d'une vis 22 comme indiqué sur la figure 9, mais permettant aussi la fixation d'un arbre 24 tel qu'indiqué sur la figure 5. Un deuxième type de dispositif de fixation comprend des trous lisses 18 qui permettent par exemple la fixation du socle 16 sur une platine 10 par serrage par un ensemble à écrou et boulon (non représenté). Une caractéristique essentielle selon l'invention est que le socle, quelle que soit sa forme, comprend deux dispositifs de fixation, du même type ou non, séparés par une distance qui correspond à la moitié de la plage de réglage d'entraxe permise. Avant d'être bloqué contre une platine 10 par serrage comme indiqué sur la figure 9 par exemple, le socle 16 peut être tourné afin que l'arbre 24 placé dans son second dispositif de fixation puisse occuper la position correspondant à la distance voulue par rapport à un autre arbre fixé à la platine. La figure 5 représente un exemple d'arbre 24 qui comporte une simple tige ayant une extrémité 26 arrondie de préférence et une autre extrémité 28 filetée sur une longueur inférieure ou égale de préférence à l'épaisseur du socle représenté sur la figure 4. Lorsque l'arbre 24 a la partie filetée 28 ayant yne telle longueur, il peut être facilement bloqué dans un trou taraudé 20 du socle de la figure 4 sans dépasser du côté opposé et sans gêner la fixation robuste du socle sur une platine par sa surface étendue. L'arbre 24 de la figure 5 a une section circulaire sur toute sa longueur. Dans un kit de construction particulier, tous les arbres peuvent avoir un même diamètre. Cependant, il est avantageux que le kit comporte des arbres de types différents, par exemple de longueurs différentes, et ayant une seule extrémité filetée ou les deux. D'autre arbres éventuels peuvent comporter une collerette à l'extrémité de la partie filetée afin que les arbres puissent être fixés de manière encore plus robuste sur le socle ou la platine. De préférence, le kit de construction comporte en outre des coussinets 30 destinés à tourner sur des arbres 24 comme représenté sur la figure 5. La figure 6 représente un tel coussinet 30 de grande longueur. Ce coussinet 30 a, sur sa longueur, un trou lisse 32 de section circulaire de diamètre légèrement supérieur à celui de l'arbre de la figure 5. De cette manière, le coussinet peut facilement tourner sur cet arbre. Le coussinet a une surface externe dont la section n'est pas circulaire, et est de préférence hexagonale. De cette manière, il permet un blocage en rotation d'éléments qui sont montés sur lui et qui ont des trous de section de forme non circulaire complémentaire. La figure 8 représente par exemple une roue dentée 34 ayant un trou central 36 de section hexagonale correspondant à la section hexagonale du coussinet 30 représenté sur la figure 6. De cette manière, la roue dentée 34 de la figure 8 peut être glissée sur le coussinet 30 de la figure 6. On note que, sur sa longueur, le coussinet porte des gorges 38 permettant l'insertion de bagues élastiques 40 telles qu'indiquées sur la figure 7 et retenant longitudinalement les éléments qui peuvent être montés sur le coussinet, par exemple la roue dentée 34 de la figure 8. Bien qu'on ait représenté un coussinet de grande longueur sur la figure 6, il est avantageux que le kit de construction comprennent des coussinets de différentes longueurs, ou même des coussinets de faible longueur avec des raccords permettant leur aboutement afin qu'ils puissent former des coussinets de plus grande longueur. Une caractéristique importante de l'invention pour la réalisation de transmissions est qu'un arbre peut porter un ou plusieurs coussinets, et que, en présence de plusieurs coussinets, ceux-ci peuvent tourner séparément ou solidairement autour de l'arbre qui les porte. Les coussinets montés sur un arbre peuvent être plus courts ou plus longs que l'arbre sur lequel ils sont montés. Les figures 1 à 8 représentent des exemples d'éléments qui peuvent être incorporés à un kit de construction selon l'invention pour la formation de mécanismes de réglage d'entraxe et de transmissions. Cependant, le kit de construction peut comprendre d'autres éléments, de type connu et qui ne sont pas représentés (à l'exception du bras 42 indiqué sur la figure 14), et les éléments représentés sur ces figures 1 à 8 peuvent ausssi avoir d'autres configurations. Par exemple, la forme de la section du trou de la roue dentée ou du coussinet peut être différente, par exemple triangulaire, carrée, polygonale ou d'un autre type, ovale, etc. dans la mesure où elle permet un blocage en rotation. En outre, la forme du socle peut être très différente de celle qui est représentée sur la figure 4. On considère maintenant, en référence aux figures 10 à 14, quelques exemples de réalisation de mécanismes et de transmissions selon l'invention. Dans le mode de réalisation de la figure 10, deux platines 10, maintenues dans les positions parallèles représentées par d'autres éléments du kit de construction, non représentés, supportent d'abord un premier arbre 24 fixé dans une platine et portant un coussinet 30 dont la longueur correspond pratiquement à la distance séparant les deux platines. Ce coussinet porte, entre deux bagues élastiques, une première roue dentée. L'axe de l'arbre correspond donc à des trous de la grille des platines. Dans d'autres trous alignés des deux platines, des vis à oreilles 22 maintiennent deux socles 16. Un autre arbre, fixé à l'un des socles, passe dans un trou lisse aligné de l'autre socle. Cet arbre est plus court que le premier, et il est entièrement contenu entre les deux platines. I1 porte un coussinet qui est plus court que le premier.Ce coussinet porte, entre deux autres bagues élastiques, une autre roue dentée. Les deux socles, lorsque les vis à oreilles ne sont pas entièrement serrées, peuvent tourner ensemble pour rapprocher la seconde roue dentée de la première et les mettre en prise. Lorsque les roues dentées sont en prise de la manière voulue, les vis à oreilles sont serrées et l'une des roues dentées peut entraîner l'autre. On note que les deux socles sont disposés d'une manière telle que la distance comprise entre deux trous taraudés (socle du bas de la figure 10) et la distance comprise entre un trou taraudé et un trou lisse (du haut de la figure 10) sont les mêmes. Dans le cas du socle représenté sur la figure 4, les vis doivent donc être placées dans le trou taraudé central. Cependant, il est aussi possible de fixer sur la platine le socle inférieur par un ensemble à écrou et boulon passant par un trou lisse du socle inférieur. Ces deux types de montage permettent l'un comme l'autre le réglage de la distance séparant les deux axes. Les deux socles permettent donc la formation d'un dispositif de réglage d'entraxe. La figure 11 représente un mécanisme un peu plus élaboré dans la mesure où, sur chaque coussinet, deux roues dentées de diamètres différents sont empilées. On note que le coussinet de droite sur la figure 11 est en deux parties qui peuvent tourner indépendamment l'une de l'autre sur l'arbre correspondant. Au contraire, le coussinet de gauche est en une seule pièce de manière que les deux roues dentées qu'il porte tournent ensemble. Ainsi, l'engrènement de l'une des roues dentées de l'arbre de droite (d'une manière non représentée, par exemple par un moteur monté sur une des platines) provoque l'entraînement en rotation dans le même sens et à une vitesse différente de l'autre roue dentée. Les figures 12 et 13 représentent une transmission ayant des organes de transmission de mouvement qui dépassent à l'extérieur des platines. Comme dans le cas de la figure 10, deux platines retenues par ailleurs portent une transmission selon l'invention. Les deux platines portent des coussinets qui dépassent à l'extérieur de l'une des platines en passant dans un guide 44. Chaque guide 44 est retenu élastiquement dans un des gros trous d'une platine telle que représentée sur la figure 1 ou 2, et a un trou central circulaire dont le diamètre est très légèrement supérieur à celui du cercle inscrit autour du coussinet. De cette manière, chacun des deux coussinets peut être entraîné en rotation à travers la platine. On note sur la figure 13 que l'arbre porté par les socles est presque dans l'alignement de l'arbre d'une des roues dentées et de l'axe du dispositif de fixation des socles sur la platine. De cette manière, la roue dentée intermédiaire a une grande plage d'engrènement avec la roue dentée précitée et peut venir ainsi en prise avec la troisième roue dentée. Cependant, le montage des figures 12 et 13 présente des restrictions et il peut être avantageux de monter la roue intermédiaire sur un bras 42 ou deux bras comme représenté sur la figure 14. Dans une première variante du mécanisme de la figure 14, un dispositif élastique de rappel (ressort monté sur l'arbre de support du bras 42 sur le socle ou ressort fixé au bras et à la platine 40) rappelle la roue dentée intermédiaire contre une roue dentée fixe ou contre les deux (application au montage de la figure 13). Dans une seconde variante, comprenant une roue dentée supplémentaire indiquée en trait interrompu, la roue dentée intermédiaire est au contact de deux autres roues dentées, si bien qu'aucun dispositif de rappel élastique n'est nécessaire. On n'a pas indiqué la nature des matériaux utilisés pour la réalisation des différents éléments du kit de construction selon l'invention. Les hommes du métier ont cependant noté que les matériaux sont les mêmes que ceux qui sont utilisés habituellement dans ce type de produit. En particulier, les socles peuvent être formés d'un métal (acier, laiton) ou de matière plastique par exemple. On n'a décrit que quelques modes de réalisation de l'invention pour montrer les avantages du réglage d'entraxe pour la construction de transmissions. Cependant, par son objet même, un tel kit de construction est destiné à permettre des réalisations variant à l'infini. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Mécanisme destiné au réglage d'un entraxe quelconque entre deux arbres parallèles, réalisé avec des pièces d'un kit comprenant des platines de montage (10) ayant des trous placés à certaines intersections au moins d'une grille carrée ou rectangulaire, la grille ayant au moins un pas entre ses lignes, du type qui comprend un dispositif de montage pour chacun des arbres, caractérisé en ce que le dispositif de montage de l'un des arbres au moins comprend un socle (16), le socle ayant une surface étendue et au moins deux dispositifs de fixation (18, 20) qui ont des axes parallèles mais excentrés, un premier des deux dispositifs de fixation étant destiné à fixer le socle sur une platine par serrage d'une surface étendue du socle contre une grande face de la platine, et le second des deux dispositifs de fixation étant destiné à fixer de façon robuste l'arbre sur le socle afin que l'arbre soit perpendiculaire à la grande face de la platine. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraxe des deux dispositifs de fixation du socle (16) est supérieur ou égal à la moitié du plus petit des pas de la grille de la platine. 3. Mécanisme selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le socle (16) comporte plus de deux dispositifs de fixation (18, 20) destinés à au moins deux entraxes différents. 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier et le second dispositif de fixation (18, 20) sont de types différents, et chacun d'eux est présent au moins en double. 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un bras (42) de support d'arbre destiné à tourillonner sur l'arbre monté sur le socle et à supporter un autre arbre excentré par rapport à l'arbre monté sur le socle (16) et autour duquel il est destiné à tourillonner. 6. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux arbres (24) sont disposés entre deux platines parallèles, l'un des arbres étant fixé à deux socles fixés chacun a une platine. 7. Transmission à organes circulaires, tels que des roues dentées ou non, des pignons et des poulies, comprenant au moins deux arbres (24) dont l'un porte au moins deux organes circulaires de transmission (34) dont les vitesses de rotation autour de l'arbre sont différentes au moins par leur sens ou leur amplitude, caractérisée en ce que elle comporte un troisième arbre (24) portant un bras (42) qui peut tourillonner sur le troisième arbre et qui supporte un quatrième arbre (24) excentré par rapport au troisième arbre et qui porte au moins un organe circulaire de transmission, le troisième arbre au moins étant fixé par un mécanisme de réglage d'entraxe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, les organes circulaires de transmission (34) ont un trou central de section non circulaire, et ils sont montés sur l'arbre par des coussinets (30) libres de tourner sur l'arbre et ayant une surface extérieure de section complémentaire de la section non circulaire du trou central de l'organe circulaire de transmission, et un coussinet (30) au moins coopère avec deux organes circulaires de transmission (34) au moins. 8. Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les arbres (24) sont disposés entre deux platines parallèles (10), l'un des arbres au moins étant fixé à l'une des platines et portant un coussinet (30) qui traverse l'autre platine et est guidé en rotation dans cet autre platine par un guide (44) ayant un trou de section constituée par le cercle dans lequel s'inscrit la section non circulaire du coussinet. 9. Kit de construction d'une transmission selon l'une des revendications 7 et 8, comprenant plusieurs éléments comportant au moins une platine (10) de montage ayant des trous (12, 14) placés à certaines intersections au moins d'une grille carrée ou rectangulaire, la grille ayant au moins un pas entre ses lignes, un socle (16) ayant une surface étendue et au moins deux dispositifs de fixation (18, 20) d'axes parallèles mais excentrés, un dispositif (22) de fixation du socle à une platine par serrage de la surface étendue du socle contre une grande face de la platine, au moins deux arbres (24) ayant chacun un dispositif de fixation, et au moins deux organes circulaires de transmission (34), tels que des roues dentées ou non, des pignons ou des poulies, ayant un trou non circulaire (36). 10. Kit selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des coussinets (30) libres de tourner sur un arbre (24) et ayant une surface externe de section complémentaire de la section non circulaire du trou (36) d'un organe circulaire de transmission (34).