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La présente)invention concerne des dispositifs à mouvement linéaire et plus particulièrement un dispositif actionna par des enroulements magnétiques et comportant des cliquets ser- vant déplacer un élément en ligne droite cran par cran,dans un sens seulement Les dispositifs à mouvement linéaire de ce type général connu servant à déplacer un élément en ligne droite comprennent des cliquets qui sont engagés avec un long élément denté, ou dé-. gagé de ce dernier pour le déplacer cran par cran en sens inverses.
Les cliquets sont actionnés par des solénoïdes qui sont très coù- toux, en particulier lorsque ces dispositifs sont utilisés on- Dispositif à mouvement linéaire.
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jointement avec des installations à haute température. Un exemple d'un dispositif à mouvement linéaire est représenté et décrit dans le brevet belge n 635.601 de la Demanderez. Le dispositif 'à mouvement linéaire décrit dans ce.brevet est capable de déplacer un élément linéaire cran par cran en sens inverses dans des conditions dans lesquelles l'usure entre les dents de l'élément mobile et les cliquets est en substance éliminée.
Le dispositif à mouvement linéaire décrit dans le bre- vet précité. utilise, par exemple, troissolénoïdes pour action- ner relient mobile en ligne droite. Ces trois solénoïdes aug-' mentent notablement le prix de revient du dispositif mais, actuel- lement, pour déplacer un élément en ligne droite cran par cran en sens inverses, il faut au minimum utiliser trois solénoïdes.
Mais, dans certaines applications, il est inutile de déplacer l'élément cran par cran en sens inverses - Ces applica- tions ne nécessitent qu'un mouvement linéaire dans un sens seu- lement, pourvu évidemment qu'un moyen approprié existe à la fin de ce a vement cran par oran dans un sens pour ramener l'élément mobile en ligne droite dans sa position initiale ou de départ.
On peut amener l'élémeht mobile en ligne droite dans sa position de départ de différentes façons, par exemple en lui permettant de se déplacer librement par gravité pour revenir à sa position de départ*
Cela étant, la présente invention a notamment pour buts de procurer s un dispositif à mouvement linéaire de construction nouvelle servant à déplacer un élément mobile en lien* droite cran par cran dans un sens seulement un dispositifdu type décrit dans lequel toute usure notable de Ses parties mobiles soit efficacement éliminée; un dispositif à mouvement linéaire nouveau et perfection- né comprenant plusieurs organes actionnés par des solénoïdes,le nombre de solnoldes d'actionnement étant réduit au minimum;
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un dispositif à mouvement linéaire compact, et robuste de construction nouvelle qui utilise des cliquets solidarisant l'élément à déplacer des cliquets de manière à éliminer tout risque de glissement entre eux
En bref, l'invention prévoit à cet effet un dispositif
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à mouvement linéaire du type à cliquets n'utllismt que deux salénoIdes pour déplacer un Ç'11É;ment mobile cran par cran dans un sens eule- ment. Un des solénoldes de l'invention assure l'encliquetage et le décliquetage d'un des deux groupes de cliquets axialement espars pour j
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l'élément mobile en ligne droite.
L'autre solénoïde est prévu non seulement'pour encliqueter et dècliqueter l'autre groupe de cli- quets du dispositif à mouvement linéaire mais sert également à déplacer l'élément linéaire cran par cran dans le sens désiré.
L'élément est déplacé cran par cran au moyen de deux solénoïdes
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seulement parce que le levage de 1'eLàment par les seconds ell- j quets s'effectue pendant que les premiers sont encore encliquetés avec l'élément pendant au moins une partie du mouvement de le- vage. On peut éviter une usure excessive entre les dents de l'élé- ment et les cliquets axialement espacés, en utilisant un phénomène connu sous le nom de "transfert de charge" qui sera expliqué plus en détail ci-après, La fonction de transfert de la charge est desti- née à empêcher tout contact de friction entre le cliquet de levage
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et les dents de l'élément pendant que l'un se déplace latéralement par rapport à l'autre.
La fonction de transfert de la charge en ce qui concerne les utres cliquets s'effectue en empêchant tout
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contact de friction *4tre les cliquets et les dents de 1"lément au moins pendant que 1:2 derniers cliquets se déplacent latérale-
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ment vers d é5.:c.ent mobile en ligne droite* L'exoitation successive de deux solénoldeo uuletntnt est naessn1rement moins loncue que l'excitation successive del trois ou plusieurs gol("noldes des dispositifs connus. De plust suivant l'invention) les cycles d'excitation poar les deux solno':Cd'8
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peuvent légèrement chevaucher et leurs effets augmentent notable- , ment la vitesse de déplacement de l'élément mobile.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en élévation de coté, en partie en coupe, d'un dispositif à mouvement linéaire suivant l'invention;. la Fig. 2 est une coupe du dispositif représenté sur la Fig. 1 en substance suivant la ligne II-II; la Fig. 3 est une vue fragmentaire d'un des cliquets - inférieurs de la Fig. 1 représenté dans sa position "couplée"; la Fig. 4 est une vue fragmentaire semblable à la Fig. 3 d'un des cliquets inférieure de la Fig. 1 représenté dans sa posi- tion "encliquetée";
et la Fige est une vue fragmentaire semblable aux Fig. 3 et 4 d'un cliquet supérieur de la Fig. 1 représenté dans sa posi- tion"liée". '
Avant d'aborder la description de la présente invention, on remarquera que les cliquets du dispositif à mouvement linéaire peuvent occuper quatre positions relatives par rapport à l'été-' ment linéaire qui est déplacé par ce dispositif. Une de ces posi- tions est appelée position "décriqueteés" dans laquelle le cliquet est latéralement espacé des dents de l'élément linéaire de sorte qu' un déplascement axial du cliquet par rapport aux dents entraîne pas,un contact de friction du cliquet avec ces dents. Par exemple, le cliquet inférieur de la Pigé 1 occupe sa position décliquetée.
Une seconde'position relative est la position dite "encliquetée" dans laquelle les cliquets sont engages aven l'élé- ment linéaire et sont soumis à la charge ou au poids de cet éla- ment. La position encliquetée des cliquets est représentée sur la Fig. 4 des dessins. De plus, le cliquet supérieur de la Fig. 1 est représenté dans sa position encliquetés,
La troisième position relative des éléments est la position
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dite "couplée" dans laquelle les cliquetsoccupent leur position engagée par rapport à l'élément linéaire mais ne sont pas sou- mis à la charge ainsi créée.
En d'autres termes,le cliquet dans sa.position couplée se trouve dans la même position latérale par rapport aux dents de l'élément mobile que dans la position encli- quetée mais les positions axiales relatives des dents et des cli- quets sont telles qu'il y ait du jour entre les dents de l'élé- ment linéaire et la pointe extérieure du cliquet, comme le montre la Fig. 3.
La quatrième position relative est la position dite "lie". Dans la position liée, les cliquets occupent leur posi- tion engagée par rapport à l'élément linéaire mais la surface inférieure de la pointe du cliquet est en contact de friction avec une surface tournée vers le haut d'une des dents de l'élé- ment linéaire, Dans cette forme d'exécution de l'invention, seul le cliquet supérieur de la Fig. 1 est à certains moments, placé dans sa position liée qui est représentée spécifiquement sur la Fig. 5. Dans la position liée, le cliquet ne supporte pas le poids de l'élément mobile et les surfaces du cliquet qui sont en contact de friction avec l'élément linéaire ne sont pas les mêmes que celles qui sont en contact lorsque le cliquet est dans sa,position encliquetée.
On comprendra par conséquent que les différences entre les positions encliquetée, couplée et liée ne résident pas dans la pô- sition radiale ou latérale des cliquets car cette position est la même mais dans des positions axiales différentes de l'élément linéaire et des cliquets. Dans la position encliquetée, l'élément linéaire occupe une position axiale dans laquelle les cliquets en supportent le poids. D'une manière plus spécifique, la face de la pointe du cliquet qui est tournée vers le haut est en con- tact avec la . face tournée vers le bas (Fig. 1 et4) des dents de l'élément linéaire.
Dansla position couplée, l'élément linéaire et les cliquets occupent des positions axiales dans lesquelles les
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cliquets sont espacés des faces radiales de deux dents adja- centes de l'élément linéaire et ne supportent donc pas le poids de cet élément. Dans la position liée, il y a du jeu entre la- -face tournée vers le haut de la pointe des cliquets et la face tournée vers le bas de la dent correspondante de l'élé- ment linéaire' Mats la .face tournée vers le bas de la pointe des cliquets et la face tournée vers le haut de la dent cor- respondante de l'élément linéaire sont en contact,de sorte que si le cliquet est déplacé de sa position liée à sapositon dé- cliquetée, le contact de friction entraîne une usure de ces faces.
Cette usure ne semble pas critique en particulier parce que. cesfaces ne servent pas à maintenir l'élément linéaire axialement en place et que le poids de l'élément linéaire ne s'exerce pas sur ces faces pendant qu'elles se déplacent l'une par rapport à l'autre, comme décrit plus en détail ci-après.
En ce qui concerne l'appareil représenté sur les Fig. 1 à ?, un dispositif à mouvement linéaire construit suivant l'in- ventio est pourvu d'une enveloppe tubulaire extérieure 10. Dans cet exemple, l'enveloppe 10 est en une matière)magnétique d'une ' épaisseur capable de résister à des pressions internes de'l'ordre de 2000 livres/pouce carré (140 kg/cm2) et est formée pour cer- taines applications de manière à pouvoir être rendue hermétique.
L'enveloppe 10 peut être pourvue de deux soudures circonférentiel- les noyées espacées 12,placées entre des parties axiales adjacen- tes de l'enveloppe 10 et est faite en mEtière non magnétique .
La fonction des soudures noyées 12 est d'interrompre un trajet ma- gnétique de shuntage qui existerait le long de l'enveloppe 10 dans le sens axial si l'enveloppe était faite entièrement d'une matière magnétique. Deux enroulements de solénolde annulaires 14 sont montés sur la surface extérieure de l'enveloppe 10 et axiale- ment espacés l'un de l'autre à des endroits respectivement juxta- posés sur les soudures noyées non magnétiques 12. Les deux enrou- lements 14 sont chacun pourvus d'une construction de support tu-
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bulaire comprenant des parties magnétiques 22, 24 et 26 qui forment un trajet pour le passage du flux magnétique produit par chaque enroulement 14.
Les anneaux 22 et 26 sont montés respecti- vement au-dessus et en dessous de chaque enroulement 14 et sont en matière magnétique. La partie tubulaire 24 est placée à l'ex- térieur de l'enroulement 14 et est juxtaposée sur ce dernier et ponte les bords extérieurs des anneaux adjacents'22 et 26. Les so- lénoldes 18 et 20 sont dimensionnés demanière à pouvoir être glissés sur la surface extérieure de l'enveloppe 10 et sont fixés dans des positions juxtaposées sur les soudures noyées non ma- gnétiques 12 de l'enveloppe par des'moyens appropriés tels que des joncs d'arrêt élastiques supérieur et inférieur 28 et 30 qui sont engagés respectivement dans des gorges 32 et '34 ménagées dans l'enveloppe 10.
L'anneau 26 du solé oïde 20 est maintenu en con- tact avec le .jonc d'arrêt inférieur 30 et les solénoïdes 18 et 20 sont fixés en place par des organes d'espacement 36 et 38 et un jonc d'arrêt élastique 28.
L'extrémité inférieure de l'enveloppe 10 est de préfé- rence pourvue d'un prolongement approprié (non représenté) ser- vant à fixer l'enveloppe 10 àun système avec lequel le disposi- tif linéaire est utilisé. L'extrémité supérieure de l'enveloppe 10 est pourvue d'un pas de vis circonférentiel 40 formé sur sa surface intérieure et destiné à recevoir un bouchon 42 repré- senté en partie sur la Fig. 1. Le bouchon 42 est de préférence annulaire et est pos vu d'un pas de vis complémentaire 44 qui se visse en '40 dans ;'enveloppe 10. L'extrémité 3upérieure du bouchon 42 s'étend vers le haut du bord supérieur de l'enveloppe 10 et forme un épaulement à sa)onction avec l'enveloppe 10.
L'é- paulement permet d'utiliser un organe d'étanchéité approprié tel qu'une nervure d'étanchéité annulaire 46 afin de sceller hermo- tiquement l'intérieur de l'enveloppe 10. La nervure 46 fait de préférence partie de l'enveloppe 10 et est fixée au bouchon 42 par une soudure annulaire 48.
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L'intérieur de l'enveloppe 10 est façonné pour rece- voir deux groupes de cliqueta annulaires supérieur et inférieur désignés respectivement par les chiffres de référence 52 et 54.
Les-groupes de cliquets 52 et 54 sont montés de manière à se dé- placer dans l'enveloppe 10 par rapport à un élément linéaire denté ou vis-mère 56. En excitant les solénoldes 18 et 20 sui- vant une séquence prédéterminée, on peut déplacer le groupe de cliquets supérieur 52 indépendamment du groupe de cliquets infé- rieur 54 vers ses positions encliquetée, couplée, liée et dé- couplée par rapport à la vis-mère 56 tandis que le groupe de cli- quets inférieur 54 peut être déplacé successivement vers ses positions encliquetée, couplée et découplée par rapport à la vis- mère 56.
Chaque groupe annulaire de cliquets 52 et 54 comprend plusieurs cliquets circonférentiellement espacés qui sont articulés à deux porte-cliquets axialement mobiles. Plus particulièrement, le groupe de cliquets supérieur 52 comprend trois cliquets 58 qui sont chacun articulés à un porte-cliquets axialement mobile 60 par un pivot 62 et à un second porte-cliquetsaxialement mobile 64 par une biellette 66 et des pivots 68 et 70. De même, le groupe de cliquets inférieur 54 comprend trois cliquets 72 articulés à des porte-cliquets indépendants axialement mobiles 74 et 76.
Chaque cliquet '12 est relié au porte-cliquets 74 par un pivot 78 et au porte-cliquets 76 par des biellettes 80 et des pivots 82 et . 84. '
Les groupes de cliquets 52 et 54 sont axialement mo- biles dans l'enveloppe 10 entre des butées annulaires 86, 92 et
100. D'une manière plus spécifique, la butée supérieure 86 est fixée dans l'enveloppe 10 par le bouchon 42. La butée supérieure
86 est pourvue d'une bride extérieure 88 et est maintenue contre un épaulement tourné vers le haut 90 formé sur la surface inté- rieure de l'enveloppe 10. La bride 88 est serrée contre l'épaule- ment 90 par le bouchon annulaire 42.
La butée intermédiaire 92,
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également annulaire, est étroitement ajustée contre la surface intérieure de l'enveloppe 10 et est maintenue entre les groupes de cliqueta 52 et 54 par une douille d'espacement 94. La douille d'espacement 94 est fixée à ses extrémités 96 et 98 à la butée supérieure 86 et à la butée intermédiaire 92 respectivement. La butée intérieure annulaire 100 se trouve en dessous du groupe de cliquets inférieur 54 et est maintenue en place par rapport à l'enveloppe 10 au moyen d'une seconde douille d'espacement 102 dont les extrémités 104 et 106 sont vissées dans la butée intermédiaire
92 et la butée inférieure 100.
Les butées 96, 92 et 100 servent à limiter le déplacement axial relatif des porte-cliquets 60, 64,
74 et 76.
Les porte-cliquets 60 et 64 du groupe de cliquets 52 ¯ sont axialement mobiles entre les'surfaces opposées de la butée supérieure 86 et de la butée antermédiaire 92. De même, les porte- cliquets 74 et 76 sont axialement mobiles entre les surfaces op- posées de la butée intermédiaire 92 et de la butée inférieure 100.
L'enveloppe 10 et les douilles d'espacement 94 et 102 empêchent les porte-cliquets 60, 64, 74 et 76 de se déplacer radialement.
Les douilles d'espacement 94 et 102 sont percées d'ouvertures
108 et 110 respectivement qui sont en ligne avec les cliquets 58 et 72. Les cliquets 58 et 72 peuvent ainsi être déplacés radia- lement vers l'intérieur des douilles 94 et 102 en prise avec la vis-mère 56. De plus, les ouvertures centrales des butées 86,
92 et 100 et des douilles d'espacement 94 et 102 .sont coaxiales' pour former un passage continu dans lequel la vis-mére 56 peut se déplacer dans les deux sens. !
A cet effet, la vis-mère 56 est pourvue de plusieurs gorges ou dents circonférentielles axialement espacées 112 qui sont disposées sur toute sa longueur.
Chaque cliquet 58 et 72 est pourvu d'une pointe extérieure cunéiforme 114 adjacente à ses extrémités inférieures et façonnée de manière à être reçue avec serrage entre des dents adjacentes 112 de lavis-mène 56.
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Les pointes 114 sont de préférence faites en une matière extrê- moment dure et résistante à l'usure, par exemple en un alliage . à base de cobalt et sont fixées aux cliqueta 58 et 72 par des moyens de fixation appropriés. Chaque pointe cunéiforem 114 est de préférence façonnée pour venir se placer entre des dénia adja- sentes 112 de la vis-mère 56 de manière qu)une légère aisance axia- le existe entre la pointe 114 et les dents adjacentes 112 lorsque la pointe 114 est centrée dans une des gorges formées entre les dents adjacentes 112 (la position couplée).
Le groupe de cliquets inférieur 54 comprend une bague 116 montée sur la surface extérieurede la douille d'espacement 102 et fixé en contact avec un épaulement tourné vers le bas 118 formé sur la douille 102. Le porté-cliquets 74 comprend un pro- longement supérieur relativement étroit 117 de forme annulaire placé tout -près de la douille 102 et dont la face tournée vers le hautest opposée à la surface inférieure de la bague 116. Un ressort de compression 120 est placé entre les surfaces opposées mentionnes en dernier lieu e.t sollicite le porte-cliquets 74 vers le bas en contact avec la butée 100.
Le porte-cliquets 74 comprend' également une partie médiane relativement plus épaisse comportant plusieurs encoches longitudinales 122 qui reçoivent chacune un cliquet 72. La partie inférieure 124 du porte-cliquets 74 est rela- tivement plus étroite que sa partie médiane et est décalée vers l'intérieur de la périphérie extérieure du porte-cliquets 74 pour former entre elles un-épaulement tourné vers le bas 126.
Le porte-cliquets 76 pour le groupe de cliquets 54 comprend deux anneaux 128 et 103 qui sont vissés l'un dans l'autre en 132. L'anneau supérieur 128 présente une feuillure intérieure 134 qui reçoit la bague 116, le ressort 120 ecleprolongement 117 entre des parties juxtaposées de l'anneau 128 et de la douille d'espa- cernent 102.L'anneau 130 présente une ouverture centrale relative- ment plus grande qui reçoit la partie médiane relativement plus épaisse 122 du porte-cliquets 74.
L'extrémité inférieure de l'an-
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neau 130 est pourvu d'une bride annulaire intérieure 136 qui en- toute la partie 124 du porte-cliqueta 74. La bride 136 est placée ..en dessous de l'épaulement 126 du porte-cliqueta 74 de sorte que' lorsque le porte-cliquets 76 se déplace vers le haut par rapport au porte-cliqueta 74, la bride 136 vient en contact avec l'épau- ; lement 126.
L'anneau supérieur 128 du porte-cliqueta 76 est en matière magnétique de sorte qu'il forme une partie du trajet du flux du solénoïde inférieur 20. La butée intermédiaire 92 forme une autre partie du trajet du flux du solénoêde inférieur 20 et est par conséquent également en matière magnétique. La distance séparant la butée 92 de la surface supérieure de l'anneau 128, indiquée par la flèche le,$, forme l'entrefer du solénoïde infé- rieur 20, l'entrefer 138 étant juxtaposé contre la soudure noyée non magnétique Inférieure 12.
Une rondelle non magnétise relativement mince 140 est posée sur la surface tournée vers le haut de l'anneau magné- tique 128 afin de favoriser la dissipation rapide du flux dans l'entrefer 138 lorsque le solénolde 20 est désexcité. De plus, la butée intermédiaire 92 est de- préférence pourvue de deux évide- ments intérieurs symétriques 142 dont un seulement est représenté sur la Fig.l,
les extrémités ouvertes de chaque évidement 142 étant juxtaposées contre la rondelle 140. Les évidements 142 sont destinés à recevoir un élément de sollicitation approprié tel qu'un ressort de compression 144 qui est monté en compres- sion entre l'extrémité intérieure de l'évidement 142 et la ron- delle 140 afin de so 'imiter le porte-cliquets 76 contre la butée inférieure 100
Suivant l'invention, l'entrefer 138 est maintenu au maximum par les ressorts 144 et par la gravité lorsque le sole- noïde 20 est désexcité.
Lorsque le solénoïde 20 est excité, le flux magnétique circule dans un circuit passant autour de la soudure non magnétique noyée 12 et passe par les anneaux de sup- port 22, 24 et 26 du solénolde inférieur 20, par des parties adjacentes de l'enveloppe magnétique 10 et par l'anneau 128 du
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porte-cliquets 76 et la butée intermédiaire 92. Comme 1 entrefer
138 se trouve dans le trajet suivi par le flux magnétrique, le flux ferme l'entrefer 138 en soulevant le porte-cliquets 76 con- trel la sollicitation du ressort 144 en contact avec la surface inférieure de la butée 92.
L'effet de ce déplacement du porta-cli- quets 76 pour fermer l'entrefer 138 sur les positions et les mou- vements du groupe de cliquets inférieur 72 sera décrit plus en détail ci-après,
Les porte-cliquets 60 et 64 du groupe de cliquets su- prieur 52 sont conçus de manière à se déplacer d'une façon prédéterminée entre las butées 86 et 92.
Plus particulièrement, le porte-cliquets 60 comprend un tube 146 quietoue étroitement la douille d'espacement 94 et qui com- prend une partie supérieure relativement étroite 148 et une par- tie inférieure relativement plus épaisse 150 La partie inférieure 150 est pourvue de plusieurs fentes longitudinales 152 qui con- tiennent chacuneun des cliquets du groupe supérieur 58. La par- tie supérieure 148 du tube 146 présente une surface extérieure filetée 154 dont le pas de vis sert à fixer le tube 146 à un anneau magnétique 156.
L'anneau 156 attend latéralement dans l'espace séparant l'enveloppe 10 de la douille 94 et forme une partie du trajet du flux magnétique du solénoïde supérieur 18.
Des évidements opposés 158 et 160 sont ménagés respectivement dans les surfaces contiguès de l'anneau 156 et de la butée supé- rieure 86 tout prés de la douille d'espacement 94 et sont placés pour recevoir les extrémités d'un organe de sollicitation appro- prié tel qu'un ressort hélicoïdal 162. Le ressort 162 entoure la douille'94 et sert à solliciter le porte-cliquets 60 dans un sens s'écartant de la butée supérieure 86 en contactavec la autés intermédiaire 92.
Le porte-cliquets 64 du groupe de cliqueta supérieur 52 comprend une partie supérieure relativement lourde 164 montée de façon mobile entre l'anneau 156 et la partie 150 du tube 146
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et une partie inférieure relativement plus mince 166 placée entre l'enveloppe 10 et la partie 150 du porte-cliquets 60. Le porte-cliquets 64 est sollicité vers la butée intermédiaire 92 par.plusieurs organes élastiques tels que des ressorts 168 logés dans des évidements 170 ménagés dans ce porte-cliquets, un seul ressort 168 étant représenté. Le solénoïde supérieur 18 sert à fermer l'entrefer entre les porte-cliquets 60 et 64 et ce mouve- ment de fermeture est contrecarré par la force des ressorts 168.
A cet effet, une, rondelle non magnétique 172 est placée sur la surface supé-ieure du porte-cliquet 64 et sert à dissiper le flux magnétique dans un entrefer lorsque le solénoïde 18 est désexcité.
Le solénoïde 18 sur la Fig. 1 est représenté à l'état excité de sorte que l'entrefer entre les porte-cliquets 60 et 64 est complè- tement fermé. Le cliquet 58 du groupe de cliquets 52 est ainsi amé- né à pivoter en contact avec la vis-mère 56. Lorsque le solénolde 18 est désexcité, les dimensions de l'entrefer entre les porte- cliquets 60 et 64 sont maxima sous l'action des ressorts 168 et de la force de gravité qui s'exerce sur le porte-cliquets 64. Le porte-cliquets 64 se déplace vers le bas de sa position de la Fig. 1 jusqu'à ce que sa face inférieure vienne en contact avec la surface de butée 92 tournée vers'le haut. Dans cette dernière position du porte-cliquets 64, les cliquets 58 du groupe de cli- quets 52 occupent leur position décliquetée.
Hais il est à remarquer que lorsque le solénoïde 18 est excité et que l'entrefer entre les porte-cliquets 60 et 64 est fermé de sorte que les cliquets 58 sont dans la position re- présentée sur la Fig. 1, un déplacement vers le haut de la vis- mère 56 causé, par exemple, par une action de levage exercée sur cette vis-mère par le groupe de cliquets 54 entraine le groupe de cliquets supérieur 52 et ses porte-cliquets associés 60 et 64 vers le haut d'une pièce contre la force du ressort 162. Les 'cliquets 52 sont alors déplacés de la position encliquetée repré- sentée sur la Fig.làleur position liée représentée sur la Fig.5.
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Comme le solénoïde 18 reste excité pendant ce déplacement de la vis-mère 56, les positions relatives des porte-cliquets 60 et 64 , restent les mêmes.
. Les cliquets du groupe supérieur 52 sont donc mobiles dans quatre positions relatives dont la première est représentée sur la Fig. 1 et est appelée position encliquetée; dans cette position le groupe de cliquets 52 supporte le poids de la vis- mère 56. En amenant la vis-mère 56 à se déplacer vers le haut, on fait passer le groupe de cliquets supérieur 52 de la position encliquetée de la Fig. 1 par la position couplée (Fig. 3)dans la position liée de la Fig. 5) dans laquelle les surfaces tournées vers le bas des pointes 114 sont en contact avec la surface tour- née vers le haut d'une des dents 112.
En désexcitant le solénol- de 18 lorsque le groupe de cliquets 52 est dans sa position liée, on permet au porte-cliquets 64 de descendre sous l'action des ressorts 168 ce qui fait pivoter les cliquets 58 vers l'extérieur jusqu'à ce qu'ils soient dégagés des dents 112 de la vis-mère 56.
Les cl' mets 58 continuent à pivoter vers l'enveloppe 10 et vers la position décliquetée (représentée pour les cliquets inférieurs 54 de la Fig. 1). Ce déplacement radial des cliquets 58 par rapport à la vis-mère 56 se produit pendant que la -face in- férieure 178 de la pointe 114 est en contact avec une face tournée vers le haut 176 d'une des dents 112. Un contact et une usure par friction des faces 176 et 178 seprouuisent lorsque le cliquet 58 passe de sa position liée à sa position décliquetée mais il est à remarquer que cette friction est relativement faible.
, parce que la force que ces deux faces exercent vers le bas n'est déterminée que par le poids du porte-cliquets 60 et la force du ressort 162. Le ressort 162 est de préférence relati- vement faible pour réduire au minimum le contact de friction.
En considérant maintenant le groupe de cliquets inférieur 54 de la Fig. 1, on peut remarquer que le solénoïde inférieur 20 est représenté dans son état désexcité dans lequel
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les dimensions de l'entrefer 138 sont réduites au minimum de sorte que les cliquets 72 occupent leur position décliquetée, Lorsqu'on excite le solénolde 20, le porte-cliquets 76 monte vers la butée 92 pour fermer l'entrefer 138. Au même moment, 10 porte-cliquets 74 est empêché de monter pendant une partie du mouvement de fermeture de l'entrefer 138 par le @ ressort 120 jusqu'à ce que l'épaulement 126 vienne en contact avec la bride 136. Lorsque la bride 136 est en contact avec l'épaulement 126, l'entrefer 138 n'est pas complètement fermé.
Mais le déplacement du porte-cliquets 76 par rapport au porte- cliquets 74 fait pivoter les cliquets 72 de la position décli- quetée représentée sur la Fig.1 à la position couplée représentée en traits pointillés sur la Fig. 1. Lorsque la bride 136 est en contact avec l'épaulement 126, le porte-cliquets 74 est supporté par le porte-cliquets 76 pendant le leste du mouvement de ferme- ture de l'entrefer 138. La pointe 114 du cliquet 72 passe donc de la position couplée représentée en traits pointillés sur la Fig. 1 et sur la Fig. 3 vers-le haut dans la position encliquetée de la Fig. 4 dans laquelle la pointe 114 supporte le poids de la vis-mère 56. La vis-mère 56 continue à monter jusqu'à ce que l'entrefer 138 soit complètement fermé.
L'amplitude totale de ce déplacement vers le haut de la vis-mère 56 est soigneusement réglée de manière à être exactement égale au double du jeu séparant la pointe 114 de la dent 112,lorsque la pointe 114 occupe sa position couplée, augmenté de l'écartement séparent deux dents- àdjacentes 112 de.la vis-mère 56.
Pour obtenir un aéplacement vers le haut cran par cran supplémentaire de la vis-mère 56, on continue la séquence d'opé- rations des cliquets 52 et 54 de la façon suivante.
On désexcite le solénoïde 20 lorsque le groupe de cliquets supérieur 52 est dans sa position couplée (le solé- noide 18 est excité) et le groupe de cliquets inférieur 54 est dans la position encliquetée. La désexcitation du solénoïde 20 provoque l'ouverture de l'entrefer 138 par la descente
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des porte-cliquets 74 et 76 sous l'action des ressorts 120 ' et 144 respectivement. La vis-mère 56 accompagne les cliquets 54 au début de leur descente jusqu'à ce que le poids de la vis-mére soit supporté par le groupe de cliquets su- périeur 52.En descendant, les cliquets inférieurs 72 passent de la position encliquetée (Fig. 4) par la position couplée (Fig. 3) à la position liée (Fig. 5).
Lorsque les surfaces 178 des pointes 114 et des cliquets 72 viennent en contact avec la face tournée vers le haut 176 des dents 112, le porte-cliquets 74 est empêché de descendre tandis que le porte-cliquets 76 continue à descendre.
Le porte-cliquets 76,en descendant par rapport au porte-cliquets 74,fait pivoter les cliquets 72 vers 1)extérieur,,de la position liée vers la position décliquetée. Lorsque les points 114 des cliquets 72 pivotent vers l'extérieur suffisamment pour se dége- ger complètement des dents 112, le porte-cliquets 74 recommence à descendre jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec la butée 100.
De même, le porte-cliquets 76 continue à descendre jusqu'à ce que son extrémité inférieure vienne en contact avec la butée 100.
Il est à remarquer que les positions axiales relatives ,, des groupes de cliquets 52 et 54 doivent être réglées avec préci- sion de façon que, lorsque chaque cliquet 58 ou 72 s'écarte de la
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position dédliquetée latéralement vers la vis-mère 56, les cliquets 58 ou 72 passent directement dans la position couplée (Fig. 3) plutôt que dans la position encliquetée (Fig. 4). A cet effet, deux épaisseurs annulaires 174 sont placées entre la butée 92 et le porte-cliquets 60 pour positionner avec précision le cliquet 58 par rapport au cliquet 72.
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Fo/ICTIONbIEI4FINT DU Dispositif A ²lOUVF.ENT LIIIB!,IRB
Le dispositif à mouvement linéaire de l'invention fonctionne pour faire monter la vis-mère 56 cran'par cran, Fig.l.
En supposant maintenant que le solénolde 18 est excité et le solénolde 20 est désexcité et en supposant que les cliquets 58 sont dans leur position encliquetée tandis que les cliquets 72 sont
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dans leur position décliquetée représentée, la vis-mère 56 monte cran par cran de la façon suivante, Le solénotde 20 est excité et oblige le porte-cliquets 76 à monter vers la butée 92 en vue de fermer l'entrefer 138.
Pendant le début de la montée du porte.. cliquets 76 vers le haut, le porte-cliquets 74 reste immobile sous l'action du ressort 120. Lorsque la bride 136 vient en con- tact avec l'épaulement 126, lescliquets72 occupent leur position cou- plée (représentée en traits pointillés sur la Fig. 1 et en détail sur la Fig. 3) dans laquelle un jeu ' axial 177 sépare la poin- te 114 de la dent 112 de la vis-mère 56. Lorsque les cliquets 72 sont dans la position couplée, l'entrefer 138 n'est pas complète- ment fermé et le porte-cliquets 76 qui entraine avec lui le porte- cliquets 74 continue à monter.
Ce dernier déplacement vers le haut fait passer les cliquets 72 de la position couplée à la posi- tion encliquetée (Fig. 4). Lorsque les cliquets 72 atteignent la position encoiquetée, toute la charge exercée sur les cliquets 58 est éliminée et les cliquets 58 passent par la position couplée à la positinn liée (Fig. 5). Les porte-cliquets 76 et 74 qui entrai- r.ent avec eux la vis-mère 56 continuent à monter jusqu'à ce que l'entrefer 138 soit complètement fermé. Ce déplacement vers le haut , de la vis-mère 56 entraîne le groupe de cliquets supérieur 52 jusqu'à ce que le solénolde 18 soit désexcité.
L'amplitude du dé- placement vers le haut total est réglée de manière à être égale avec précision au double du jeu 77 augmenté de la distance séparant des dents adjacentes 112 de la vis-mère 56. Le dé?lacement de la vis-mère 56 vers le haut,provoqué par la fermeture de l'entrefer 138, a pour effet de soulever les cliquets 58 et les porte-cliquets 60 et 64 par les dents 112 de la vis-mère 56 contre la sollicita- tion vers le bas du ressort 162. Lorsque les cliquets 72 attei- gnent la position encliquetée, le solénoïde 18 est de préférence désexcité et fait descendre le porte-cliquets 64 par rapport au porte-cliquets 60 sous l'action des ressorts 168.
Ce dernier dé- placement a pour effet de faire passer les cliquets 58 de la position liée (Fig. 5) à la position décliquetée (la position représentée 1
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pour lé cliquet inférieur 72 sur la Fig. 1).
Il est à remarquer que ce dernier déplacement des cliquets 58 de la position'liée à la position décliquetée produit un contact de friction entre la surface supérieure 176 des dents 112 et la surface inférieure 178 de la pointe 114 Comme expliqué plus haut, ce contact de friction ne produit qu'une faible usure en- tre les surfaces 176 et 178 car cette usure n'est déterminée que par le poids des porte-cliquets 60 et 64 et par la sollicitation exercée par le ressort 162. Pendant le début du déplacement du cliquet 58 depuis sa position liée, le porte-cliquets 64 se dé- place par rapport au porte-cliquets 60 et oblige les cliquets 58 à pivoter vers l'extérieur vers leur position décliquetée.
Aussi- tôt que les cliquets 58 sont dégagés des dents 112, les porte- cliquets 60 et 64 descendent simultanément sous l'action du ressort 162 jusqu'à ce que la surface inférieure du porte-cliquats 60 soit en contact avec l'épaisseur 174. Au même moment,le porte-cli- quets 64 descend par rapport au porte-cliquets 60,sous l'action des resse ets 168.
On remarquera que le solénolde 18 peut être désexcité à n'importe quel moment lorsque les cliquets inférieurs 72 sont dans leur position encliquetée. Il n'est pas nécessaire que l'entre- fer 138 soit fermé avant de désexciter le solénoïde 18. Si le solénoïde 18 est désexcité pendant la fermeture de l'entrefer 138, la vitesse d'avancement de la vis-mère 56 est accrue.
Lorsque les cliquets 72 passent de la ppsition décli- quetée à la position couplée, aucun contact de friction ne se pro- duit entre la pointe 114 et les dents 112. La pointe 114 ne com- mence à monter que lorsqu'elle cesse de se déplacer latéralement et lorsque la surface 180 de la dent adjacente 112 . et la face.. 182 de la pointe 114 ne'viennent en contact que pendant un déplacement axial relatif de la pointe 114. Il n'y a aucun déplacement latéral relatif de ces deux dernières surfaces ce qui
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empêche ainsi tout contact de friction et toute usure des faces 180 et 182.
Lorsque le solénoïde 20 est excité et Que le solénoïde 18-est désexcité, les cliquets 72 sont dans leur position encli- quatre et les cliquets 58 sont dsns leur portion dûcliquetée.
Les cliquets 58 sont alors amenés dans leur position couplée en excitant le solénoïde 18. Le solénolde 20 est alors désexcité ce qui produit le mouvement suivant, Les porte-cliquets 74 et 76 descendent avec la vis-mère 56 d'une distance égale du jeu 177, Le poids de la vis-mère 56 est alors supporté par les cliquets 58 ce qui amène 'les cliquets 72 dans leur position couplée. Les porte-cliquets 74 et 76 continuent à descendre et les cliquets 72 passent de leur position couplée à leur position liée.
Lorsque les cliquets 72'sont dans la positon liée, les surfaces 176 et 178 sont en contact et les cliquets /2 ainsi que le porte-cliquets 74 sont empêches de descendre davantage. Mais le porte-cliquets 76 continue à descendre ce qui a pour effet de faire pivoter les cliquets 72 vers l'extérieur de Manière à les écarter des dents 112, provoquant ainsi un coulissement entre les faces 176 et 178. Lorsque les pointes 114 des cliquets 72 sont dégageas des dents adjacentes 112, les cliquets 72, le porte-cliquets 74 et simultanément le porte-cliquets 76 continuent à descendre jusqu'à ce que la partie 124 du porte-cliquets 74 vienne en contact avec la butée 100. Le porte-cliquets 76 continue à descendre jusque ce qu'il vienne en patect avec la butée 100.
Lorsque le dernier déplacement a été achevé, le dispo- sitif à mouvement linéaire est revenu à la position représentée sur la Fig. 1 de sorte qu'on peut à nouveau faire monter la vis- mère 56 d'un cran en répétant la séquence d'excitation et de désexcitation des solénoïdes 18 et 20, comme décrit .
Lorsque les cliquets 72 passent de la position liée à la position décliquetée après la désexcitation du solénolde 20,
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un contact de friction se produit entre les .'faces 176 et 178 et l'importance de ce contact dépend uniquement du poids des porte-cliquets 72 et 76 et de la força exercée par le ressert
120 Cela étant, l'usure sur les faces 176 et 178 est relative- ment faible, Mais en ce qui concerne les faces 180 et 182, aucun contact ou usure par friction ne se produite Cela 'tant, l'invention a réalisa un dispositif à mouvement linéaire pré- sentant une longévité prolongée sans usure substantielle de ses parties mobiles,
Bien entendu,
l'invention n'est pas limitée aux dé- tails d'exécution décrits auxquels des changements et des modifi- cations-peuvent être apportas sans sortir de son cadre.
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' R E V END ICA T % 0 N S -¯4¯¯¯¯-------¯W¯.¯
1.- Dispositif à mouvement linéaire, caractérisé en ce qu'il comprend un élément'mobile en ligne droite comportant plusieurs dents axialement espacées, un premier groupe de cli- quets comportant des positions encliquetée , couplée llée et décliquetée par rapport à l'élément, un second groupe de cli- quets comportant des positions encliquetée., couplée , liée et décliquetée par rapport à l'élément, un dispositif pour déplacer le premier groupe de cliquets lorsque le second est dans sa po- sition encliquetée afin de,le fa.ire passer de sa position décli- quetée par la position couplée à la position encliquetée de manière à faire passer le second groupe de cliquets de la position encli- quetée par la position couplée à la position liée et un dispositif pou;
faire passer le second groupe de cliquets de leur position liée .à la position décliquetée..
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to linear movement devices and more particularly to a device actuated by magnetic windings and comprising pawls for moving an element in a straight line step by step, in one direction only. Linear motion devices of this general type Known for moving an element in a straight line include pawls which are engaged with a long toothed element, or de-. guaranteed to move it step by step in opposite directions.
The pawls are actuated by solenoids which are very costly, especially when these devices are used on a linear motion device.
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joint with high temperature installations. An example of a linear motion device is shown and described in Belgian Patent No. 635,601 to the Applicant. The linear motion device disclosed in this patent is capable of moving a linear member step by step in reverse directions under conditions in which wear between the teeth of the movable member and the pawls is substantially eliminated.
The linear movement device described in the aforementioned patent. uses, for example, troissolenoids to operate connect mobile in a straight line. These three solenoids significantly increase the cost of the device but, at present, to move an element in a straight line step by step in reverse directions, it is necessary to use at least three solenoids.
But, in some applications it is unnecessary to move the element step by step in reverse directions - These applications only require linear movement in one direction only, provided of course that a suitable means exists at the end. from this step by step in one direction to bring the movable element in a straight line in its initial or starting position.
The mobile element can be brought in a straight line to its starting position in various ways, for example by allowing it to move freely by gravity to return to its starting position *
This being the case, the present invention aims in particular to provide a device with linear movement of new construction serving to move a movable element in straight link notch by notch in one direction only a device of the type described in which any notable wear of its parts mobiles is effectively eliminated; a new and improved linear motion device comprising several members actuated by solenoids, the number of actuating solenoids being reduced to a minimum;
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a compact and robust linear movement device of new construction which uses pawls securing the element to be moved from the pawls so as to eliminate any risk of slipping between them
In short, the invention provides for this purpose a device
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Linear motion of the ratchet type uses only two salenoids to move a movable element step by step in one direction only. One of the solenoid of the invention ensures the latching and unclipping of one of the two groups of axially spaced pawls for j
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the movable element in a straight line.
The other solenoid is provided not only to engage and disengage the other group of pawls of the linear motion device but also serves to move the linear element step by step in the desired direction.
The element is moved step by step by means of two solenoids
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only because the lifting of the element by the second hooks takes place while the first are still engaged with the element during at least part of the lifting movement. Excessive wear between the teeth of the member and the axially spaced pawls can be avoided by using a phenomenon known as "load transfer" which will be explained in more detail hereinafter. the load is intended to prevent any frictional contact between the lifting pawl
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and the teeth of the element as one moves laterally with respect to the other.
The load transfer function with respect to the other pawls is performed by preventing any
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Friction contact * 4between the pawls and teeth of at least 1 "element while 1: 2 last pawls move sideways -
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ment towards d é5 .: cent moving in a straight line * The successive exploitation of two solenoideo uuletntnt is naessn1ly less understood than the successive excitation of three or more gol ("noldes of known devices. Further according to the invention) the cycles of excitation for the two solno ': Cd'8
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may overlap slightly and their effects significantly increase the speed of movement of the movable member.
Other objects and advantages of the invention will emerge clearly from the description given below with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a side elevational view, partly in section, of a linear movement device according to the invention ;. Fig. 2 is a sectional view of the device shown in FIG. 1 substantially along line II-II; Fig. 3 is a fragmentary view of one of the lower pawls of FIG. 1 shown in its "coupled" position; Fig. 4 is a fragmentary view similar to FIG. 3 of one of the lower pawls of FIG. 1 shown in its "clicked" position;
and Fig. is a fragmentary view similar to Figs. 3 and 4 of an upper pawl of FIG. 1 shown in its "linked" position. '
Before turning to the description of the present invention, it will be appreciated that the pawls of the linear movement device can occupy four relative positions with respect to the linear summer which is moved by this device. One of these positions is referred to as the "scribbled" position in which the pawl is laterally spaced from the teeth of the linear member so that axial displacement of the pawl relative to the teeth does not result in frictional contact of the pawl therewith. teeth. For example, the lower pawl of the Pige 1 occupies its clicked position.
A second relative position is the so-called "latched" position in which the pawls are engaged with the linear element and are subjected to the load or weight of this element. The latched position of the pawls is shown in Fig. 4 of the drawings. In addition, the upper pawl of FIG. 1 is shown in its clipped position,
The third relative position of the elements is the position
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said "coupled" in which the pawls occupy their engaged position with respect to the linear element but are not subjected to the load thus created.
In other words, the pawl in its coupled position is in the same lateral position with respect to the teeth of the movable member as in the latched position but the relative axial positions of the teeth and the pawls are such. that there is light between the teeth of the linear element and the outer point of the pawl, as shown in FIG. 3.
The fourth relative position is the so-called "lie" position. In the linked position, the pawls occupy their engaged position relative to the linear element but the lower surface of the pawl tip is in frictional contact with an upward facing surface of one of the teeth of the element. - linearly, In this embodiment of the invention, only the upper pawl of FIG. 1 is at times placed in its tied position which is specifically shown in FIG. 5. In the tied position, the pawl does not support the weight of the moving member and the surfaces of the pawl which are in friction contact with the linear member are not the same as those which are in contact when the pawl is. in its latched position.
It will therefore be understood that the differences between the latched, coupled and linked positions do not lie in the radial or lateral position of the pawls because this position is the same but in different axial positions of the linear element and of the pawls. In the latched position, the linear element occupies an axial position in which the pawls support its weight. More specifically, the face of the pawl tip which faces upward contacts 1a. face down (Fig. 1 and 4) of the teeth of the linear element.
In the coupled position, the linear element and the pawls occupy axial positions in which the
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pawls are spaced from the radial faces of two adjacent teeth of the linear element and therefore do not support the weight of this element. In the tied position, there is clearance between the upward facing face of the pawl tip and the downward facing face of the corresponding tooth of the linear element with the facing face. the bottom of the pawl tip and the upward facing face of the corresponding tooth of the linear element are in contact, so that if the pawl is moved from its position related to its released pawl, the friction contact causes wear of these faces.
This wear does not seem particularly critical because. these faces are not used to hold the linear element axially in place and that the weight of the linear element is not exerted on these faces as they move relative to each other, as described later in detail below.
With regard to the apparatus shown in Figs. 1 to?, A linear motion device constructed according to the invention is provided with an outer tubular casing 10. In this example, the casing 10 is of a magnetic material of a thickness capable of withstanding internal pressures on the order of 2000 pounds / square inch (140 kg / cm2) and is formed for some applications so that it can be sealed.
The casing 10 may be provided with two circumferential, spaced recessed welds 12, placed between adjacent axial portions of the casing 10 and is made of a non-magnetic material.
The function of the sunken welds 12 is to interrupt a magnetic shunt path which would exist along the casing 10 in the axial direction if the casing were made entirely of magnetic material. Two annular solenoid windings 14 are mounted on the outer surface of the casing 10 and axially spaced from each other at locations respectively juxtaposed on the non-magnetic embedded welds 12. The two windings 14 are each provided with a tu-
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bular comprising magnetic parts 22, 24 and 26 which form a path for the passage of the magnetic flux produced by each winding 14.
The rings 22 and 26 are mounted above and below each winding 14 respectively and are of magnetic material. The tubular portion 24 is placed outside the coil 14 and is juxtaposed on the latter and bridges the outer edges of the adjacent rings 22 and 26. The solenoid 18 and 20 are slidably sized. on the outer surface of the casing 10 and are secured in juxtaposed positions on the non-magnetic embedded welds 12 of the casing by suitable means such as upper and lower elastic snap rings 28 and 30 which are engaged respectively in grooves 32 and '34 formed in the casing 10.
The ring 26 of the solenoid 20 is kept in contact with the lower snap ring 30 and the solenoids 18 and 20 are secured in place by spacers 36 and 38 and a resilient snap ring 28 .
The lower end of the casing 10 is preferably provided with a suitable extension (not shown) for securing the casing 10 to a system with which the linear device is used. The upper end of the casing 10 is provided with a circumferential screw thread 40 formed on its inner surface and intended to receive a plug 42 shown in part in FIG. 1. The stopper 42 is preferably annular and is pos seen with a complementary screw thread 44 which is screwed at '40 in; 'casing 10. The upper end of the stopper 42 extends upwards from the upper edge of the casing. envelope 10 and forms a shoulder at its) unction with envelope 10.
The shoulder allows the use of a suitable sealing member such as an annular sealing rib 46 to hermetically seal the interior of the casing 10. The rib 46 is preferably part of the shell. casing 10 and is fixed to the plug 42 by an annular weld 48.
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The interior of the casing 10 is shaped to receive two groups of upper and lower annular clicks designated respectively by reference numerals 52 and 54.
The pawl groups 52 and 54 are mounted so as to move in the casing 10 relative to a toothed linear member or lead screw 56. By energizing the solenoid 18 and 20 in a predetermined sequence, one is energized. can move the upper pawl group 52 independently of the lower pawl group 54 to its snap-on, coupled, linked and uncoupled positions with respect to lead screw 56 while the lower pawl group 54 can be moved successively towards its clicked, coupled and uncoupled positions with respect to the lead screw 56.
Each annular group of pawls 52 and 54 includes a plurality of circumferentially spaced pawls which are hinged to two axially movable pawl holders. More particularly, the upper group of pawls 52 comprises three pawls 58 which are each articulated to an axially movable pawl holder 60 by a pivot 62 and to a second axially movable pawl holder 64 by a rod 66 and pivots 68 and 70. De Likewise, the lower group of pawls 54 comprises three pawls 72 articulated to axially movable independent pawl holders 74 and 76.
Each pawl '12 is connected to the ratchet holder 74 by a pivot 78 and to the pawl holder 76 by links 80 and pivots 82 and. 84. '
The groups of pawls 52 and 54 are axially movable in the casing 10 between annular stops 86, 92 and
100. More specifically, the upper stop 86 is fixed in the casing 10 by the stopper 42. The upper stop
86 is provided with an outer flange 88 and is held against an upward facing shoulder 90 formed on the interior surface of the casing 10. The flange 88 is clamped against the shoulder 90 by the annular plug 42 .
The intermediate stop 92,
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also annular, is tightly fitted against the interior surface of the casing 10 and is held between the click groups 52 and 54 by a spacer sleeve 94. The spacer sleeve 94 is attached at its ends 96 and 98 to the upper stop 86 and the intermediate stop 92 respectively. The annular inner stopper 100 is located below the lower ratchet group 54 and is held in place relative to the casing 10 by means of a second spacer sleeve 102, the ends 104 and 106 of which are screwed into the intermediate stopper.
92 and the lower stopper 100.
The stops 96, 92 and 100 serve to limit the relative axial displacement of the pawl holders 60, 64,
74 and 76.
The pawl holders 60 and 64 of the group of pawls 52 ¯ are axially movable between the opposing surfaces of the upper stop 86 and the antermediate stop 92. Likewise, the pawl holders 74 and 76 are axially movable between the op surfaces. - fitted the intermediate stop 92 and the lower stop 100.
The casing 10 and the spacers 94 and 102 prevent the pawl holders 60, 64, 74 and 76 from moving radially.
The spacers 94 and 102 are pierced with openings
108 and 110 respectively which are in line with the pawls 58 and 72. The pawls 58 and 72 can thus be moved radially inwardly of the sockets 94 and 102 in engagement with the lead screw 56. In addition, the openings central stops 86,
92 and 100 and spacers 94 and 102 are coaxial to form a continuous passage in which the lead screw 56 can move in both directions. !
To this end, the lead screw 56 is provided with several axially spaced circumferential grooves or teeth 112 which are arranged over its entire length.
Each pawl 58 and 72 is provided with an outer wedge-shaped tip 114 adjacent to its lower ends and shaped to be snugly received between adjacent teeth 112 of the lead screw 56.
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The tips 114 are preferably made of an extremely hard and wear resistant material, for example an alloy. cobalt-based and are attached to clicks 58 and 72 by appropriate fastening means. Each cuneiforem tip 114 is preferably shaped to fit between adjacent denials 112 of lead screw 56 so that a slight axial ease exists between tip 114 and adjacent teeth 112 when tip 114 is. centered in one of the grooves formed between adjacent teeth 112 (the coupled position).
The lower group of pawls 54 includes a ring 116 mounted on the exterior surface of the spacer sleeve 102 and secured in contact with a downward facing shoulder 118 formed on the sleeve 102. The pawl carrier 74 includes an upper extension. relatively narrow ring-shaped 117 placed very close to the sleeve 102 and the upwardly facing side of which is opposite the lower surface of the ring 116. A compression spring 120 is placed between the last mentioned opposing surfaces and urges the pawl holder 74 downwards in contact with the stop 100.
The ratchet holder 74 also includes a relatively thicker middle portion having a plurality of longitudinal notches 122 which each receive a pawl 72. The lower portion 124 of the ratchet holder 74 is relatively narrower than its middle portion and is offset towards the bottom. The interior of the outer periphery of the ratchet holder 74 to form a downwardly facing shoulder 126 between them.
The pawl holder 76 for the group of pawls 54 comprises two rings 128 and 103 which are screwed into one another at 132. The upper ring 128 has an internal rebate 134 which receives the ring 116, the spring 120 ecleprolongation. 117 between juxtaposed portions of ring 128 and spacer sleeve 102. Ring 130 has a relatively larger central opening which receives the relatively thicker middle portion 122 of ratchet holder 74.
The lower end of the an-
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The ring 130 is provided with an inner annular flange 136 which encompasses the entire portion 124 of the ratchet holder 74. The flange 136 is placed below the shoulder 126 of the ratchet holder 74 so that when the holder -patch 76 moves upwards relative to the pawl holder 74, the flange 136 comes into contact with the shoulder; item 126.
The upper ring 128 of the ratchet holder 76 is of magnetic material so that it forms part of the flow path of the lower solenoid 20. The intermediate stopper 92 forms another part of the flow path of the lower solenoid 20 and is for example. therefore also in magnetic matter. The distance separating the stop 92 from the upper surface of the ring 128, indicated by the arrow le, $, forms the air gap of the lower solenoid 20, the air gap 138 being juxtaposed against the lower non-magnetic embedded weld 12.
A relatively thin, non-magnetized washer 140 is placed on the upward facing surface of magnetic ring 128 to aid rapid dissipation of flux in air gap 138 when solenoid 20 is de-energized. In addition, the intermediate stop 92 is preferably provided with two symmetrical interior recesses 142, only one of which is shown in FIG.
the open ends of each recess 142 being juxtaposed against the washer 140. The recesses 142 are intended to receive a suitable biasing member such as a compression spring 144 which is mounted in compression between the inner end of the recess. 142 and the washer 140 in order to imitate the pawl holder 76 against the lower stop 100
According to the invention, the air gap 138 is maintained as much as possible by the springs 144 and by gravity when the solenoid 20 is de-energized.
When the solenoid 20 is energized, the magnetic flux flows in a circuit passing around the embedded non-magnetic solder 12 and passes through the support rings 22, 24 and 26 of the lower solenoid 20, through adjacent parts of the casing. magnetic 10 and by the ring 128 of the
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ratchet holder 76 and the intermediate stop 92. As 1 air gap
138 is in the path followed by the magnetic flux, the flux closes the air gap 138 by lifting the pawl holder 76 against the bias of the spring 144 in contact with the lower surface of the stopper 92.
The effect of this displacement of the pawl holder 76 to close the air gap 138 on the positions and movements of the lower pawl group 72 will be described in more detail below.
The pawl holders 60 and 64 of the upper group of pawls 52 are designed to move in a predetermined fashion between the stops 86 and 92.
More particularly, the ratchet holder 60 comprises a tube 146 which tightly binds the spacer sleeve 94 and which includes a relatively narrow upper part 148 and a relatively thicker lower part 150 The lower part 150 is provided with several slots. longitudinal sections 152 which each contain one of the pawls of the upper group 58. The upper part 148 of the tube 146 has a threaded outer surface 154 the thread of which serves to secure the tube 146 to a magnetic ring 156.
The ring 156 waits laterally in the space separating the casing 10 from the socket 94 and forms part of the magnetic flux path of the upper solenoid 18.
Opposing recesses 158 and 160 are provided in the adjoining surfaces of ring 156 and top stop 86, respectively, adjacent to spacer sleeve 94 and are positioned to receive the ends of an appropriate biasing member. Such as a coil spring 162. The spring 162 surrounds the sleeve 94 and serves to bias the pawl holder 60 in a direction away from the upper stop 86 in contact with the intermediate 92.
The ratchet holder 64 of the upper ratchet group 52 includes a relatively heavy upper part 164 movably mounted between the ring 156 and the part 150 of the tube 146
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and a relatively thinner lower portion 166 placed between the casing 10 and the portion 150 of the pawl holder 60. The pawl holder 64 is biased towards the intermediate stop 92 by several resilient members such as springs 168 housed in recesses. 170 provided in this pawl holder, a single spring 168 being shown. The upper solenoid 18 serves to close the air gap between the pawl holders 60 and 64 and this closing movement is counteracted by the force of the springs 168.
For this purpose, a non-magnetic washer 172 is placed on the upper surface of the ratchet holder 64 and serves to dissipate the magnetic flux in an air gap when the solenoid 18 is de-energized.
The solenoid 18 in FIG. 1 is shown in the excited state so that the air gap between the pawl holders 60 and 64 is completely closed. The pawl 58 of the group of pawls 52 is thus caused to pivot in contact with the lead screw 56. When the solenoid 18 is de-energized, the dimensions of the air gap between the pawl holders 60 and 64 are maxima under pressure. action of the springs 168 and the force of gravity exerted on the pawl holder 64. The pawl holder 64 moves down from its position of FIG. 1 until its underside comes into contact with the upward facing stop surface 92. In this latter position of the pawl holder 64, the pawls 58 of the group of pawls 52 occupy their clicked position.
But it should be noted that when the solenoid 18 is energized and the air gap between the pawl holders 60 and 64 is closed so that the pawls 58 are in the position shown in FIG. 1, an upward movement of the lead screw 56 caused, for example, by a lifting action exerted on this lead screw by the group of pawls 54 causes the upper group of pawls 52 and its associated pawl holders 60 and 64 up one piece against the force of spring 162. Pawls 52 are then moved from the latched position shown in Fig. To their linked position shown in Fig.5.
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As the solenoid 18 remains energized during this movement of the lead screw 56, the relative positions of the pawl holders 60 and 64 remain the same.
. The pawls of the upper group 52 are therefore movable in four relative positions, the first of which is shown in FIG. 1 and is called the snap-in position; in this position the group of pawls 52 supports the weight of the lead screw 56. By causing the lead screw 56 to move upwards, the upper group of pawls 52 is moved from the latched position of FIG. 1 by the coupled position (Fig. 3) in the linked position of Fig. 5) wherein the downward facing surfaces of the tips 114 are in contact with the upward facing surface of one of the teeth 112.
By de-energizing the solenol- of 18 when the group of pawls 52 is in its linked position, the pawl holder 64 is allowed to descend under the action of the springs 168 which causes the pawls 58 to pivot outwards until that they are released from the teeth 112 of the lead screw 56.
The pawls 58 continue to pivot towards the casing 10 and towards the clicked position (shown for the lower pawls 54 of Fig. 1). This radial displacement of the pawls 58 relative to the lead screw 56 occurs while the lower face 178 of the tip 114 is in contact with an upward facing face 176 of one of the teeth 112. A contact and friction wear of the faces 176 and 178 occurs when the pawl 58 moves from its related position to its clicked position, but it should be noted that this friction is relatively low.
, because the force which these two faces exert downward is determined only by the weight of the pawl holder 60 and the force of the spring 162. The spring 162 is preferably relatively small to minimize the contact of the pawl. friction.
Considering now the lower group of pawls 54 of FIG. 1, it can be seen that the lower solenoid 20 is shown in its de-energized state in which
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the dimensions of the air gap 138 are reduced to a minimum so that the pawls 72 occupy their clicked position. When the solenoid 20 is energized, the pawl holder 76 rises towards the stop 92 to close the air gap 138. At the same time The ratchet holder 74 is prevented from rising during part of the closing movement of the air gap 138 by the spring 120 until the shoulder 126 comes into contact with the flange 136. When the flange 136 is in contact. contact with the shoulder 126, the air gap 138 is not completely closed.
However, movement of the ratchet holder 76 relative to the ratchet holder 74 rotates the pawls 72 from the clicked position shown in Fig. 1 to the coupled position shown in dotted lines in Fig. 1. When the flange 136 contacts the shoulder 126, the pawl holder 74 is supported by the pawl holder 76 during the ballast of the closing movement of the air gap 138. The point 114 of the pawl 72 passes through. therefore of the coupled position shown in dotted lines in FIG. 1 and in FIG. 3 upwards into the latched position of FIG. 4 in which the tip 114 supports the weight of the lead screw 56. The lead screw 56 continues to rise until the air gap 138 is completely closed.
The total amplitude of this upward displacement of lead screw 56 is carefully adjusted so as to be exactly equal to twice the clearance separating tip 114 from tooth 112, when tip 114 is in its coupled position, increased by l. The spacing separates two adjacent teeth 112 of the lead screw 56.
To obtain an additional upward notch by notch movement of the lead screw 56, the sequence of operations of the pawls 52 and 54 is continued as follows.
The solenoid 20 is de-energized when the upper pawl group 52 is in its coupled position (solenoid 18 is energized) and the lower pawl group 54 is in the latched position. The de-energization of the solenoid 20 causes the opening of the air gap 138 by the descent
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pawl holders 74 and 76 under the action of springs 120 'and 144 respectively. The lead screw 56 accompanies the pawls 54 at the start of their descent until the weight of the lead screw is supported by the upper group of pawls 52. Going down, the lower pawls 72 pass from the latched position. (Fig. 4) by the coupled position (Fig. 3) to the linked position (Fig. 5).
When the surfaces 178 of the tips 114 and the pawls 72 contact the upward facing face 176 of the teeth 112, the pawl holder 74 is prevented from descending while the pawl holder 76 continues to descend.
The pawl holder 76, descending relative to the pawl holder 74, rotates the pawls 72 towards 1) outwardly, from the linked position to the clicked position. When the points 114 of the pawls 72 pivot outward enough to disengage completely from the teeth 112, the pawl holder 74 begins to descend again until it comes into contact with the stopper 100.
Likewise, the ratchet holder 76 continues to descend until its lower end comes into contact with the stopper 100.
It should be noted that the relative axial positions of the groups of pawls 52 and 54 must be precisely adjusted so that when each pawl 58 or 72 moves away from the
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unlatched position laterally towards the lead screw 56, the pawls 58 or 72 go directly into the coupled position (Fig. 3) rather than into the latched position (Fig. 4). To this end, two annular thicknesses 174 are placed between the stop 92 and the pawl holder 60 in order to position the pawl 58 with precision relative to the pawl 72.
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The linear motion device of the invention functions to raise the lead screw 56 step by step, Fig.l.
Now assuming that solenoid 18 is energized and solenoid 20 is de-energized and assuming pawls 58 are in their clicked position while pawls 72 are
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in their clicked position shown, the lead screw 56 rises step by step as follows, The solenoid 20 is energized and forces the pawl holder 76 to rise towards the stop 92 in order to close the air gap 138.
During the start of the upward movement of the door ... pawls 76, the pawl holder 74 remains stationary under the action of the spring 120. When the flange 136 comes into contact with the shoulder 126, the pawls 72 occupy their position. coupled (shown in dotted lines in Fig. 1 and in detail in Fig. 3) in which an axial clearance 177 separates the tip 114 from the tooth 112 of the lead screw 56. When the pawls 72 are in the coupled position, the air gap 138 is not completely closed and the pawl holder 76 which brings with it the ratchet holder 74 continues to rise.
This last upward movement moves the pawls 72 from the coupled position to the latched position (Fig. 4). When the pawls 72 reach the notched position, all of the load on the pawls 58 is removed and the pawls 58 pass through the position coupled to the linked positinn (Fig. 5). The pawl holders 76 and 74 which bring with them the lead screw 56 continue to rise until the air gap 138 is completely closed. This upward movement of the lead screw 56 drives the upper group of pawls 52 until the solenoid 18 is de-energized.
The amplitude of the total upward displacement is set to be precisely equal to twice the clearance 77 plus the distance between adjacent teeth 112 of the lead screw 56. The lead screw displacement 56 upwards, caused by the closing of the air gap 138, has the effect of lifting the pawls 58 and the pawl holders 60 and 64 by the teeth 112 of the lead screw 56 against the downward bias of the spring 162. When the pawls 72 reach the latched position, the solenoid 18 is preferably de-energized and causes the pawl holder 64 to descend relative to the pawl holder 60 under the action of the springs 168.
This last movement causes the pawls 58 to pass from the linked position (Fig. 5) to the clicked position (the position shown 1
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for the lower pawl 72 in FIG. 1).
It should be noted that this last displacement of the pawls 58 from the position 'linked to the clicked position produces a frictional contact between the upper surface 176 of the teeth 112 and the lower surface 178 of the point 114 As explained above, this contact of friction produces only little wear between surfaces 176 and 178 because this wear is determined only by the weight of the pawl holders 60 and 64 and by the stress exerted by the spring 162. During the start of movement of the pawl 58 from its linked position, pawl holder 64 moves relative to pawl holder 60 and causes pawls 58 to pivot outward to their clicked position.
As soon as the pawls 58 are disengaged from the teeth 112, the pawl holders 60 and 64 simultaneously descend under the action of the spring 162 until the lower surface of the pawl holder 60 contacts the thickness 174 At the same time, the pawl holder 64 descends relative to the pawl holder 60, under the action of the resse ets 168.
Note that the solenoid 18 can be de-energized at any time when the lower pawls 72 are in their latched position. It is not necessary that the air gap 138 be closed before de-energizing the solenoid 18. If the solenoid 18 is de-energized during the closing of the air gap 138, the forward speed of the lead screw 56 is increased. .
When the pawls 72 move from the clicked position to the coupled position, no frictional contact occurs between the tip 114 and the teeth 112. The tip 114 does not begin to rise until it stops moving. move laterally and when the surface 180 of the adjacent tooth 112. and the face 182 of the tip 114 only come into contact during a relative axial displacement of the tip 114. There is no relative lateral displacement of the latter two surfaces which means
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thus prevents any frictional contact and any wear of the faces 180 and 182.
When the solenoid 20 is energized and the solenoid 18 is de-energized, the pawls 72 are in their latched position and the pawls 58 are in their clicked portion.
The pawls 58 are then brought into their coupled position by energizing the solenoid 18. The solenoid 20 is then de-energized which produces the following movement. The pawl holders 74 and 76 descend with the lead screw 56 by an equal distance of the clearance. 177. The weight of the lead screw 56 is then supported by the pawls 58 which brings the pawls 72 into their coupled position. The pawl holders 74 and 76 continue to descend and the pawls 72 move from their coupled position to their linked position.
When the pawls 72 'are in the bonded position, the surfaces 176 and 178 are in contact and the pawls / 2 as well as the pawl holder 74 are prevented from descending further. But the pawl holder 76 continues to descend which has the effect of causing the pawls 72 to pivot outwards so as to move them away from the teeth 112, thus causing a sliding between the faces 176 and 178. When the points 114 of the pawls 72 are disengaged from adjacent teeth 112, the pawls 72, the pawl holder 74 and simultaneously the pawl holder 76 continue to descend until the portion 124 of the pawl holder 74 comes into contact with the stopper 100. The holder - pawls 76 continues to descend until it comes into contact with the stop 100.
When the last movement has been completed, the linear movement device has returned to the position shown in FIG. 1 so that the lead screw 56 can again be moved up a notch by repeating the sequence of energizing and de-energizing solenoids 18 and 20, as described.
When the pawls 72 pass from the linked position to the clicked position after the de-energization of the solenoid 20,
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frictional contact occurs between the faces 176 and 178 and the extent of this contact depends only on the weight of the pawl holders 72 and 76 and the force exerted by the spring
120 This being the case, the wear on the faces 176 and 178 is relatively low. However, as regards the faces 180 and 182, no contact or frictional wear occurs. However, the invention has provided a device. with linear movement offering a long service life without substantial wear of its moving parts,
Of course,
the invention is not limited to the execution details described to which changes and modifications can be made without departing from its scope.
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1.- Device with linear movement, characterized in that it comprises a movable element in a straight line comprising several axially spaced teeth, a first group of pawls comprising snap-in, coupled and unclipped positions relative to the element. , a second group of pawls having snap-in, coupled, bonded and unclipped positions with respect to the element, a device for moving the first group of pawls when the second is in its latched position in order to, the fa . to move from its clicked position through the coupled position to the clicked position so as to cause the second group of pawls to pass from the engaged position through the coupled position to the linked position and a device for;
move the second group of pawls from their linked position to the clicked position ..
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