Dispositif transformant des signaux électriques en déplacements mécaniques La présente invention a pour objet un dispositif transformant, avec amplification de puissance, des signaux électriques en déplacements mécaniques d'éléments juxtaposés formant une cale d'épaisseur variant suivant un programme digital selon lequel sont délivrés lesdits signaux.
Comme on le sait, on utilise souvent pour la commande automatique de machines, et cela pour des raisons de simplification, des programmes digi taux, à savoir des programmes comportant une suite de groupes d'informations égales entre elles et don nant lieu à des signaux électriques digitaux qui sont ensuite transformés en déplacements mécaniques des organes commandés par un dispositif électromécani que. Chacun des déplacements est déterminé par le nombre des informations d'un groupe lues simultané ment et par la position que chacune d'elles occupe dans ce groupe.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre entraîné en rotation continue, au moins un excentrique entraîné par cet arbre, une bielle pour chaque élément, articulée sur l'excentrique et reliée, par l'intermédiaire d'une paire de biellettes, à deux leviers disposés de part et d'au tre dudit arbre et susceptibles d'osciller chacun dans un plan perpendiculaire à ce dernier, et des moyens pour permettre de bloquer, sous l'effet de l'un des- dits signaux électriques, l'un des deux leviers, de sorte qu'un seul levier de chaque paire puisse oscil ler, à la fois, et provoquer un seul déplacement de l'élément correspondant.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif suivant l'invention.
La fig. 1 en est une élévation latérale partielle ment coupée suivant I-I de la fig. 2.
La fig. 2 est une coupe suivant II-II de la fig. 1. Les fig. 3 et 4 sont semblables à la fig. 1 et montrent une unité du dispositif dans ses deux posi tions de fonctionnement.
La fig. 5 est une coupe suivant V-V de la fig. 1. Le dispositif comprend un arbre 1, lequel porte un excentrique 2 sur lequel est articulée une série de cinq bielles 3a à 3e. L'arbre 1 est entraîné en rota tion continue dans les paliers aménagés dans le bâti 4, par une source d'énergie non représentée. L'extré mité de chacune des bielles 3a à 3e est reliée, par une paire de biellettes 5a à 5e et 6a à 6e, à deux leviers 7a à 7e et 8a à 8e, disposés de part et d'autre de l'arbre 1, articulés sur un axe 9, solidaire du bâti 4, et susceptibles d'osciller chacun dans un plan per pendiculaire à l'arbre 1.
Les biellettes 5 et 6 sont articulées sur la bielle 3, respectivement les leviers 7 et 8, au moyen de tourillons 10, 11 et 12.
Comme on le voit, d'après la fig. 5, une bielle 3, une paire de biellettes 5 et 6 et une paire de leviers 7 et 8, ensemble qui forme l'une des cinq unités du dispositif, se trouvent dans une ouverture allongée 13 que comprend un coin 14. Les cinq coins 14a à 14e sont juxtaposés et prennent appui sur le bâti 4 et des supports 15 (fig. 1) disposés à l'intérieur de celui-ci. Une plaque 16, munie d'ouvertures allongées 16a, maintient les coins 14a à 14e appuyés contre le bâti 4 et les supports 15.
Le dispositif comprend, en outre, cinq paires d'électro-aimants 17a et 18a à 17e et 18e, une pour chacune des unités. Chacune des paires d'électro- aimants 17 et 18 a une armature commune 19a à 19e constituée de trois branches 191, 1911, 19III per mettant d'obtenir deux circuits magnétiques. Les cinq électro-aimants sont supportés par une plaque de base 20 fixée au bâti 4 au moyen de vis 21. Leur disposition est telle que les leviers 7 et 8 dans leur position de point mort bas reposent, respectivement, sur les branches<B>191</B> et 19111 de l'armature 19.
La branche<B>1911</B> est plus longue que les deux autres 191 et 19I11 et présente une encoche 22 en forme de V aux flancs arrondis, destinée à coopérer avec un ver rou 23 que porte chacune des biellettes 5 et 6.
Un poussoir 24, soumis à l'action d'un ressort 25, appuie contre le premier coin 14a, ce qui, grâce à l'appui du dernier coin 14e contré la surface 4a du bâti 4, maintient les coins 14a à 14e constam ment appliqués les uns contre les autres (fig. 5).
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante La rotation de l'arbre 1 provoque, par l'intermé diaire de l'excentrique 2, de la bielle 3 et des biel- lettes 5 et 6, l'oscillation des leviers 7 et 8. Lors que aucun des électro-aimants 17 et 18 n'est excité, les leviers 7 et 8 déplacent, lors de leur mouvement oscillatoire, le coin 14 correspondant, alternative ment de droite à gauche et de gauche à droite, c'est- à-dire dans l'une ou l'autre de ses positions extrê mes.
Lorsque, par contre, l'un des deux électro- aimants est excité, par exemple l'électro-aimant 17, le levier 7 est bloqué dans sa position de point mort bas (fig. 3) et seul le levier 8 peut osciller et provo quer le déplacement du coin 14 dans sa position extrême droite où il reste aussi longtemps que le levier 7 est bloqué (voir le coin 14a sur la fig. 5). Or, grâce au verrouillage du levier 7 obtenu dès que le verrou 23 est engagé dans l'encoche 22, l'excitation de l'électro-aimant 17 peut être supprimée jusqu'au prochain tour de l'arbre 1, sans que cela provoque le déblocage du levier 7.
L'excitation de l'électro-aimant 18 provoque le blocage du levier 8 dans sa position de point mort bas et c'est le levier 7 qui se met en mouvement oscillatoire (fig. 4) et déplace le coin 14 dans sa position extrême gauche (voir le coin 14b sur la fig. 5) où il reste aussi longtemps que le levier 8 est bloqué. Ainsi, par ces excitations alternatives des électro-aimants 17 et 18 on obtient les déplacements des coins 14 dans l'une ou l'autre de leurs positions extrêmes.
Il est facile de voir que l'épaisseur de la cale que constitue l'ensemble des coins 14a à 14e, entre le poussoir 24 et la surface 4a du bâti, dépend de la position de chacun des coins et peut être variée en déplaçant ceux-ci dans l'une ou l'autre de leurs deux positions extrêmes. Or, comme cela a été expliqué ci-dessus, il suffit pour cela d'exciter, pendant un moment, l'un ou l'autre des deux électro-aimants 17 et 18 de chacune des cinq paires. Cette excitation peut être faite au moyen de signaux électriques déli vrés selon un programme digital, de manière que la variation de l'épaisseur de la cale que constitue l'ensemble de cinq coins, soit obtenue suivant ledit programme.
Des cinq coins 14a à 14e du dispositif repré senté sur la fig. 5, les coins 14a, 14c et 14e occu pent leur position extrême droite, les coins 14b et 14d occupant leur position extrême gauche. Or, tout changement de position de l'un ou plusieurs de ces coins modifie l'épaisseur de la cale qu'ils forment entre la surface 4a du bâti et le poussoir 24, ce qui est possible grâce à l'appui élastique de celui-ci contre le coin 14a. En définitive, la variation de l'épaisseur de la cale formée par les coins, se traduit en varia tions de la position axiale du poussoir 24 et cela selon un programme digital. Il est évident que les déplacements du poussoir peuvent être utilisés pour la commande automatique des organes d'une ma chine.
Les coins, dont le nombre pourrait être n'im porte lequel, peuvent être prévus de manière que la variation de l'épaisseur de la cale qu'ils forment, résulte de l'addition selon une arithmétique détermi née, par exemple selon l'arithmétique binaire, des variations dues au déplacement de chacun des coins.
Il est à remarquer que la transformation des signaux électriques en déplacements mécaniques se fait avec amplification de puissance. En effet, la puis sance nécessaire pour effectuer ces déplacements est fournie par l'arbre 1, c'est-à-dire à partir d'une source d'énergie indépendante et continue, de sorte que la puissance des signaux électriques peut être très fai ble. Les électro-aimants 17, 18, n'ont pour effet que d'immobiliser des leviers 7, 8 lorsque ceux-ci vien nent effleurer leur armature à vitesse nulle ; ils ne fournissent par conséquent aucun travail mécanique.
Il va sans dire qu'on pourrait apporter diverses modifications au dispositif décrit à titre d'exemple, sans changer ses caractéristiques essentielles. Ainsi, à la place d'un seul excentrique 2, on pourrait en prévoir plusieurs, par exemple un pour chacune des bielles. A la place d'une armature commune pour chacune des paires d'électro-aimants, on pourrait prévoir une armature séparée pour chaque électro aimant d'une même paire. D'autre part, la branche médiane de l'armature pourrait être de même lon gueur que les deux autres, l'encoche 22 coopérant avec le verrou 23, pouvant être prévue dans une partie fixe du dispositif.
Device transforming electrical signals into mechanical displacements The present invention relates to a device transforming, with power amplification, electrical signals into mechanical displacements of juxtaposed elements forming a thickness shim varying according to a digital program according to which said signals are delivered. .
As we know, for the automatic control of machines, for reasons of simplicity, digital programs are often used, namely programs comprising a series of groups of information equal to each other and giving rise to signals. digital electrics which are then transformed into mechanical movements of the organs controlled by an electromechanical device. Each of the movements is determined by the number of items of information in a group read simultaneously and by the position that each of them occupies in this group.
The device according to the invention is characterized in that it comprises a shaft driven in continuous rotation, at least one eccentric driven by this shaft, a connecting rod for each element, articulated on the eccentric and connected by means of 'a pair of connecting rods, with two levers arranged on either side of said shaft and each capable of oscillating in a plane perpendicular to the latter, and means for enabling locking, under the effect of one of the - Said electrical signals, one of the two levers, so that only one lever of each pair can oscillate, at a time, and cause a single movement of the corresponding element.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 is a side elevation partially cut away along I-I of FIG. 2.
Fig. 2 is a section along II-II of FIG. 1. Figs. 3 and 4 are similar to FIG. 1 and show a unit of the device in its two operating positions.
Fig. 5 is a section along V-V of FIG. 1. The device comprises a shaft 1, which carries an eccentric 2 on which is articulated a series of five connecting rods 3a to 3e. The shaft 1 is driven in continuous rotation in the bearings arranged in the frame 4, by an energy source, not shown. The end of each of the connecting rods 3a to 3e is connected, by a pair of rods 5a to 5th and 6a to 6th, to two levers 7a to 7th and 8a to 8th, arranged on either side of the shaft 1 , articulated on an axis 9, integral with the frame 4, and each capable of oscillating in a plane perpendicular to the shaft 1.
The rods 5 and 6 are articulated on the rod 3, respectively the levers 7 and 8, by means of journals 10, 11 and 12.
As can be seen from FIG. 5, a connecting rod 3, a pair of connecting rods 5 and 6 and a pair of levers 7 and 8, together which form one of the five units of the device, are located in an elongated opening 13 which comprises a corner 14. The five corners 14a to 14e are juxtaposed and bear on the frame 4 and supports 15 (FIG. 1) arranged inside the latter. A plate 16, provided with elongated openings 16a, keeps the corners 14a to 14e pressed against the frame 4 and the supports 15.
The device further comprises five pairs of electromagnets 17a and 18a through 17th and 18th, one for each of the units. Each of the pairs of electromagnets 17 and 18 has a common armature 19a to 19e made up of three branches 191, 1911, 19III making it possible to obtain two magnetic circuits. The five electromagnets are supported by a base plate 20 fixed to the frame 4 by means of screws 21. Their arrangement is such that the levers 7 and 8 in their bottom dead center position rest, respectively, on the branches <B> 191 </B> and 19111 of frame 19.
The branch <B> 1911 </B> is longer than the other two 191 and 19I11 and has a V-shaped notch 22 with rounded sides, intended to cooperate with a red worm 23 which each of the links 5 and 6 carries.
A pusher 24, subjected to the action of a spring 25, presses against the first corner 14a, which, thanks to the support of the last corner 14th against the surface 4a of the frame 4, maintains the corners 14a to 14th constantly pressed against each other (fig. 5).
The device described above operates in the following manner The rotation of the shaft 1 causes, through the intermediary of the eccentric 2, the connecting rod 3 and the links 5 and 6, the oscillation of the levers 7 and 8. When none of the electromagnets 17 and 18 is energized, the levers 7 and 8 move, during their oscillatory movement, the corresponding wedge 14, alternately from right to left and from left to right, c ' that is to say in one or other of its extreme positions.
When, on the other hand, one of the two electromagnets is energized, for example the electromagnet 17, the lever 7 is blocked in its bottom dead center position (fig. 3) and only the lever 8 can oscillate and cause wedge 14 to move into its extreme right position where it remains as long as lever 7 is locked (see wedge 14a in fig. 5). However, thanks to the locking of the lever 7 obtained as soon as the latch 23 is engaged in the notch 22, the excitation of the electromagnet 17 can be suppressed until the next revolution of the shaft 1, without this causing unlocking the lever 7.
The excitation of the electromagnet 18 causes the locking of the lever 8 in its bottom dead center position and it is the lever 7 which starts in oscillatory movement (fig. 4) and moves the wedge 14 in its extreme position. left (see corner 14b in fig. 5) where it remains as long as lever 8 is locked. Thus, by these alternating excitations of the electromagnets 17 and 18, the displacements of the wedges 14 are obtained in one or other of their extreme positions.
It is easy to see that the thickness of the wedge formed by the set of corners 14a to 14e, between the pusher 24 and the surface 4a of the frame, depends on the position of each of the corners and can be varied by moving them. ci in one or the other of their two extreme positions. However, as explained above, it suffices for this to excite, for a moment, one or the other of the two electromagnets 17 and 18 of each of the five pairs. This excitation can be made by means of electrical signals delivered according to a digital program, so that the variation in the thickness of the wedge which constitutes the set of five wedges, is obtained according to said program.
Five corners 14a to 14e of the device shown in FIG. 5, the corners 14a, 14c and 14e occupy their extreme right position, the corners 14b and 14d occupying their extreme left position. However, any change in position of one or more of these wedges modifies the thickness of the wedge they form between the surface 4a of the frame and the pusher 24, which is possible thanks to the elastic support thereof. opposite corner 14a. Ultimately, the variation in the thickness of the wedge formed by the wedges results in variations in the axial position of the pusher 24 and this according to a digital program. It is obvious that the movements of the pusher can be used for the automatic control of the components of a machine.
The wedges, the number of which could be any, may be provided so that the variation in the thickness of the wedge they form results from the addition according to a determined arithmetic, for example according to the binary arithmetic, variations due to the displacement of each of the corners.
It should be noted that the transformation of electrical signals into mechanical movements is done with power amplification. Indeed, the power necessary to carry out these displacements is provided by the shaft 1, that is to say from an independent and continuous energy source, so that the power of the electrical signals can be very low. The electromagnets 17, 18, only have the effect of immobilizing the levers 7, 8 when the latter just brush against their armature at zero speed; they therefore do not provide any mechanical work.
It goes without saying that various modifications could be made to the device described by way of example, without changing its essential characteristics. Thus, instead of a single eccentric 2, several could be provided, for example one for each of the connecting rods. Instead of a common armature for each of the pairs of electromagnets, a separate armature could be provided for each electromagnet of the same pair. On the other hand, the middle branch of the frame could be of the same length as the other two, the notch 22 cooperating with the lock 23, being able to be provided in a fixed part of the device.