CH640780A5

CH640780A5 - Imprimante balistique.

Info

Publication number: CH640780A5
Application number: CH778980A
Authority: CH
Inventors: Benzion Landa
Original assignee: Savin Corp
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1984-01-31
Also published as: JPS6410342B2; GB2060497A; DE3038918A1; FR2467701A1; DE3038918C2; FR2467701B1; CA1137811A; GB2060497B; IT8025396A0; JPS5662160A; IT1133940B

Description

La présente invention concerne une imprimante balistique, et plus particulièrement son dispositif de synchronisation du pointage et du tir.

La demande de brevet US N° 39372, déposée le 15 mai 1979 par Benzion Landa, décrit une imprimante qui dirige plusieurs projectiles solides tels que des billes d'environ 1 mm de diamètre, sous la forme d'une succession très rapide contre une matière d'impression telle qu'un ruban qui recouvre une feuille de papier. Dans le canon de l'imprimante qui est mobile autour d'axes orthogonaux pour le pointage, des billes sont introduites successivement dans une culasse élastique dont le diamètre est légèrement inférieur à celui de billes et derrière laquelle est transmis de l'air comprimé. La bille est tirée après une poussée suffisante exercée sur la bille pour qu'elle avance du côté du canon et permette à l'air comprimé de se détendre dans le canon et de chasser la bille vers l'extérieur.

Dans l'imprimante balistique décrite dans la demande précitée de brevet, il est très important que le pointage du dispositif de projection et le tir des projectiles par celui-ci soient synchronisés avec pré5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

640 780

cision l'un par rapport à l'autre. Si le dispositif de projection se déplace alors qu'une bille progresse dans le canon, la trajectoire de la bille est perturbée de manière imprévisible, si bien que la bille vient frapper la matière d'impression en dehors de l'endroit visé. Si les opérations de pointage et de tir sont mal synchronisées ou asynchrones, un nombre important de billes manque l'emplacement voulu et donne à la feuille un aspect moucheté esthétiquement gênant.

Dans l'imprimante balistique décrite précédemment, le signal de synchronisation est obtenu à l'aide d'un disque qui tourne sur un arbre commun à une lame rotative de scie utilisée pour l'injection des billes dans le dispositif de projection. Le disque a des ouvertures équidistantes à sa périphérie, en nombre égal au nombre de dents de la lame. Un photodétecteur fixe placé près de la périphérie du disque crée l'impulsion de synchronisation. La précision de la synchronisation, dans un système de ce type, dépend évidemment de la relation entre les ouvertures du disque et les dents de la lame, et cette relation est difficilement obtenue d'une manière fiable. Dans un tel appareil, en outre, on ne détecte que le fait qu'un projectile doit avoir été tiré et non le fait qu'un projectile a effectivement été tiré.

L'invention concerne une imprimante balistique qui synchronise avec précision le pointage et le tir des projectiles d'impression et qui peut fonctionner à grande vitesse.

A cet effet, l'imprimante selon l'invention est définie comme il est dit à la revendication 1.

Le contrôle du pointage du dispositif de projection en fonction du tir réel d'un projectile par celui-ci permet une synchronisation précise du pointage et du tir et permet ainsi un tir à grande vitesse, avec la même précision de pointage.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels:

la fig. 1 est une élévation frontale partielle du dispositif de projection et de l'ensemble associé de mise en position de l'imprimante balistique, lorsque le dispositif de projection est en position neutre;

la fig. 2 est une coupe partielle du dispositif de projection et du dispositif d'injection de billes de l'imprimante balistique, suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 ;

la fig. 3 est un diagramme synoptique du circuit de commande du dispositif de projection représenté sur la fig. 1 ;

la fig. 4 est une élévation partielle du dispositif de projection de l'imprimante balistique, ayant une variante de capteur de tir;

la fig. 5 est une élévation partielle du dispositif de projection de l'imprimante balistique avec une autre variante de capteur de tir, et la fig. 6 est un organigramme d'un sous-programme de commande utilisé par le circuit représenté sur la fig. 3.

Les fig. 1 et 2 représentent un mode de réalisation d'imprimante portant la référence générale 10 et dans laquelle un dispositif de projection portant la référence générale 12 est destiné à diriger des projectiles tels que des billes 14 contre un ruban 16 recouvrant une feuille de papier 18 disposée sur un plateau 20, successivement. Les billes 14 peuvent avoir par exemple un diamètre de 0,8 mm afin qu'elles donnent une dimension de tache sur le papier de 0,3 mm de diamètre. Deux pivots verticaux 22 portés par un anneau 24 supportent le dispositif 12 de projection afin qu'il puisse se déplacer autour d'un axe vertical de pivotement alors que deux pivots horizontaux fixes 26 supportent l'anneau 24 et, en conséquence, le dispositif 12 de projection afin qu'il puisse se déplacer autour d'un axe horizontal. Le dispositif 12 de projection peut donc pivoter indépendamment autour d'un axe horizontal ou X et autour d'un axe vertical ou Y afin qu'il dirige successivement les billes tirées 14 contre des points de frappe du ruban 16.

Une tige 28 de déviation, déplacée suivant l'axe X par un ensemble 38 de mise en action X représenté schématiquement sur la fig. 3, porte avec sa tête 30 contre une partie du dispositif 12 de projection placée en avant de l'axe de pivotement vertical afin que le dispositif de projection puisse pivoter de l'angle voulu autour de l'axe Y. De manière analogue, une tige de déviation Y 32, déplacée dans la direction de l'axe Y par un élément ou organe 40 de mise en action Y représenté schématiquement sur la fig. 3, porte avec sa tête 34 contre une partie du dispositif 12 de projection placée en avant de l'axe de pivotement horizontal afin que le dispositif de projection pivote de l'angle voulu dans la direction Y. Un ressort 36 de traction maintient le dispositif 12 de projection en contact intime avec les deux têtes 30 et 34 des dispositifs de mise en action.

Comme indiqué sur la fig. 3, les dispositifs 38 et 40 de mise en action sont commandés par un ordinateur 42 de type convenable, par exemple un micro-ordinateur Intel 8048 ou autre, associé à l'imprimante 10. Les éléments 38 et 40 transmettent des signaux X et Y de position représentant le déplacement instantané des tiges 28 et 32 à l'ordinateur 42 qui transmet lui-même des signaux de correction AX et AY afin que les tiges 28 et 32 prennent de nouvelles positions, lorsque celles-ci diffèrent des positions actuelles. La construction et le fonctionnement des éléments 38 et 40 de mise en action, bien qu'ils ne fassent pas partie de l'invention, figurent en détail dans la demande précitée de brevet US N° 39372.

Comme indiqué sur la fig. 2, dans le dispositif d'injection de billes de l'imprimante 10 qui porte la référence générale 44, une lame rotative 50 de scie ayant des dents 52 guide les billes 14 qui doivent être tirées vers la gauche sur la figure le long d'un canal 46 formé dans un guide 48. Un moteur 54 d'avance de billes, représenté schématiquement sur la fig. 3, entraîne la lame 50 dans le sens horaire sous la commande d'un signal d'avance de billes provenant de l'ordinateur 42. Les billes 14 entraînées le long du canal 46 de cette manière pénètrent dans un second guide 56 qui les injecte à l'arrière du dispositif 12 de projection, comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire.

Le dispositif 12 de projection a un corps 58 qui comporte un trou conique 60 qui loge le canon 62 du dispositif de projection. Ce canon 62, qui est formé d'une matière élastique convenable, a une surface externe conique correspondant au trou conique 60, si bien que le canon se positionne automatiquement dans le corps ou boîtier 58. Le canon 62 a une longueur d'environ 3 mm dans le mode de réalisation considéré, et il a un alésage cylindrique 64 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des billes 14. L'alésage 64 est formé depuis l'avant du canon, vers l'arrière, jusqu'à une partie tronconique 66 qui débouche dans un sphincter cylindrique ou culasse 70, ayant un orifice 68 dont le diamètre normal, comme indiqué en traits interrompus sur la fig. 2, est légèrement inférieur à celui des billes 14.

Une cavité 72 formée dans le corps 58 derrière le trou conique 60 loge un guide 76 de chargement qui prend appui contre un épaule-ment 74 au raccord du trou 60 et de la cavité 72. Le guide 76 a un orifice central 78 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui d'une bille 14, par exemple de 0,01 mm. Un joint d'êtanchêité 80 ayant une cavité 72 est placé derrière le guide 76 et est maintenu à distance de celui-ci par des entretoises 82. Une pince élastique 84 placée dans une cavité annulaire 86 maintient le joint en position. Le joint 80 a un passage central 87 dont le diamètre est pratiquement égal à celui d'une bille 14, ce passage 87 partant de la sortie du guide 56 et étant aligné sur l'orifice 78 du guide 76. Une entrée 88 d'air comprimé à une pression de 4 à 6 bar est formée dans la paroi du corps 58 et débouche dans une antichambre 90 formée entre le guide 76 et le joint 80. L'arrangement du dispositif de projection est tel que l'arrière du canon 62 se trouve à distance du guide 76 afin qu'une chambre 92 sous pression soit délimitée.

Une came 94 de désignation de l'ensemble 12 est monté sur une extrémité avant de petite dimension du corps 58 du dispositif de projection. Cette came 94 est formée de manière qu'elle ait un profil permettant le glissement des têtes 30 et 34 des dispositifs de mise en action.

L'ordinateur 42 est programmé d'une manière connue des hommes du métier afin qu'il mette en œuvre un sous-programme tel que représenté sur la fig. 6, assurant la direction successive de N billes 14 contre le ruban 16, à des emplacements choisis (XI, Yl) à (XN, YN). Un tel sous-programme peut par exemple être utilisé

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

640 780

pour l'impression d'un trait particulier d'un caractère, transmis au calculateur par un dispositif d'entrée tel qu'un clavier 106. Après entrée dans le sous-programme (bloc 114), le programme met d'abord un index I à 1 (bloc 116). Ensuite, le programme permet le fonctionnement du moteur 54 d'avance de billes (bloc 118) afin que la lame 50 commence à introduire les billes. Après la validation d'avance des billes, le programme assure la transmission de signaux convenable de sortie AX et A Y aux ensembles 38 et 40 de mise en action X et Y (bloc 120) afin que ceux-ci pointent le dispositif de projection sur un emplacement qui est initialement (XI, Yl).

Lors du fonctionnement de l'imprimante balistique, si l'appareil se trouve à l'état de repos, la lame 50 a fait avancer les billes en position telle que la bille antérieure coopère avec la culasse 70 et forme un joint avec elle, permettant l'augmentation de la pression dans la chambre 92. Trois billes en arrière de cette bille antérieure, une bille 14 se trouve à l'arrière du joint 80 et coopère avec la bille 14 qui est sur le point de sortir du guide 56.

Lorsque la lame 50 tourne, la force appliquée par une dent 52 est transmise à la ligne de billes 14, entre la bille qui se trouve dans la culasse 70 et la dernière bille sur laquelle la dent exerce une force, si bien que la bille de la culasse est délogée. De cette manière, l'air de la chambre 92 sous pression se détend dans l'alésage 64 et chasse la bille 14 avec une vitesse de sortie de 20 à 40 m/s environ. Lorsque la première bille a été tirée, la bille suivante se déplace et se met en position dans l'orifice 68 en formant un joint, et la pression dans la chambre 92 augmente à nouveau jusqu'à une valeur égale à la pression initiale de 4 à 6 bar.

Un conduit latéral 96 formant un raccord en T à l'entrée 88 d'air relie acoustiquement l'entrée à une chambre 98 dans laquelle est placé un microphone 100 de type convenable sensible à la pression tel qu'un microphone piézo-électrique, un microphone capacitif ou analogue. La chute de pression dans les chambres 90 et 92 lorsque la bille 14 est tirée se propage sous la forme d'une onde le long de l'entrée 88 d'air et du conduit 96 jusqu'à la chambre 98 dans laquelle elle provoque la création d'un signal allant vers les valeurs négatives, transmis par le microphone 100. Sous la commande de ce signal du microphone, un détecteur 104 de flanc de tout type bien connu dans la technique, tel qu'un circuit de différenciation suivi par une bascule de Schmitt suivie elle-même par un multivibrateur monostable, transmet une impulsion de synchronisation à l'ordinateur 42. De préférence, l'entrée 88 d'air a un rétrécissement 102 en amont du conduit 96 afin que la chute de pression puisse avoir une valeur facilement détectable par le microphone 100. Le conduit latéral 96 et la partie de l'entrée 88 d'air reliant le conduit 96 au dispositif 12 de projection doivent être relativement courts afin qu'un retard indésirable soit minimal.

Après le pointage du dispositif 12 de projection, le sous-programme attend (bloc 122) qu'un signal du microphone 100

indique que la bille 14 a été tirée. Le sous-programme commande alors un retard (bloc 124) suffisamment long pour que la bille 14 qui vient d'être tirée puisse sortir du dispositif 12 de projection. Dans le dispositif 12 représenté, un retard de 0,3 m/s environ après le tir à partir de la culasse suffit pour que la bille 14 parcoure toute la longueur de l'alésage 64. Ensuite, le sous-programme vérifie I pour voir s'il est égal à N, indiquant alors que N billes ont déjà été tirées (bloc 126). S'il reste encore des billes à tirer (c'est-à-dire si I est inférieur à N), le sous-programme augmente I d'une unité (bloc 128) et revient au bloc 120 afin que le dispositif de projection puisse viser un nouvel emplacement. Le sous-programme continue dans cette boucle comprenant les blocs 120 à 128, à raison de 2000 fois par seconde ou plus, en fonction de la vitesse d'avance des billes, jusqu'à ce que N billes aient été tirées, et, à ce moment, le sous-programme empêche le fonctionnement du moteur 54 d'avance de billes (bloc 130) et revient au programme qui a commandé le sous-programme (bloc 132).

Bien qu'on ait représenté un microphone 100 couplé acoustiquement à l'entrée 88 d'air comme dispositif avantageux de détection du tir, d'autres dispositifs conviennent aussi. Ainsi, on peut placer un microphone 108 près de la sortie du canon 64, comme indiqué sur la fig. 4, afin qu'il détecte l'onde de pression créée par l'air qui se détend dans le canon lorsqu'une bille 14 est totalement chassée.

Dans une variante, le cas échéant, on peut détecter optiquement la bille 14 lorsqu'elle quitte le canon 64, par projection d'un faisceau lumineux d'une source 110 transversalement au trajet de la bille qui sort et par détection du faisceau par un photodétecteur convenable 112, comme représenté sur la fig. 5. Ces variantes sont moins souhaitables cependant que le microphone 100 représenté sur la fig. 2, car elles ne détectent pas le tir de la bille 14 avant que celle-ci ait réellement quitté le canon 64. Ce retard, couplé au retard qui s'ajoute inévitablement du fait du fonctionnement du circuit externe de commande, limite la fréquence maximale de tir qui peut être obtenue avec un pointage et un tir convenablement synchronisés.

Il faut aussi noter que, à la place des ensembles ou éléments 38 et 40 de mise en action commandés par des signaux de correction AX et AY, on peut utiliser des circuits asservis ayant des boucles internes de commande qui sont directement commandées par les signaux de position X et Y. Dans ce cas, comme la boucle de commande se trouve à l'extérieur de l'ordinateur 42, celui-ci doit simplement être programmé afin qu'il transmette les signaux X et Y des positions de base plutôt que les signaux de correction AX et AY.

Ainsi, l'invention présente les avantages indiqués précédemment. L'imprimante balistique dirige avec précision des projectiles contre une matière d'impression, par synchronisation précise du pointage et du tir des projectiles. L'imprimante peut fonctionner à grande vitesse tout en étant simple et peu coûteuse.

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

R

3 feuilles dessins

Claims

640 780

2

REVENDICATIONS

1. Imprimante balistique pour la production d'un dessin intelligible sur un support d'impression, caractérisée en ce qu'elle comprend: des moyens pour supporter ce support, des moyens de projection pour projeter une succession de projectiles solides vers le support à partir d'une position qui en est espacée, un détecteur pour détecter l'éjection d'un premier projectile par les moyens de projection, et des moyens pour réorienter ces derniers afin de projeter un second projectile qui suit immédiatement le premier vers un point déterminé du support faisant partie dudit dessin, les moyens de réorientation étant commandés par le détecteur de manière à n'effectuer la réorientation que lorsque ce dernier a détecté le départ du premier projectile.
2. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le détecteur détecte optiquement l'éjection du premier projectile.
3. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le détecteur détecte acoustiquement l'éjection du premier projectile.
4. Imprimante selon la revendication 1, caractérisée par des moyens pour produire un signal de pointage correspondant à un point prédéterminé faisant partie dudit dessin sur le support, les moyens de réorientation étant commandés par ce signal de pointage et les moyens commandés par le détecteur étant agencés pour n'appliquer le signal de pointage aux moyens de réorientation qu'après avoir détecté l'éjection du premier projectile des moyens de projection.
5. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent un canon avec une culasse et une âme qui s'étend de la culasse jusqu'à une embouchure d'où le projectile émerge après avoir été éjecté de la culasse, et en ce que le détecteur comprend des moyens pour détecter le passage du premier projectile à un endroit déterminé situé entre la culasse et le support.
6. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent un canon avec une culasse et une âme qui s'étend de la culasse jusqu'à une embouchure d'où le projectile émerge après avoir été éjecté de la culasse, et en ce que le détecteur comprend des moyens pour détecter le mouvement du premier projectile à partir de la culasse, les moyens de réorientation étant commandés par le détecteur pour ne réorienter le canon qu'après écoulement d'un certain laps de temps à partir de la détection du mouvement du premier projectile à partir de la culasse, ce laps de temps étant suffisant pour permettre au premier projectile d'émerger de l'embouchure.
7. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent un canon avec une culasse et une âme qui s'étend de la culasse jusqu'à une embouchure d'où le projectile émerge après avoir été éjecté de la culasse et en ce que le détecteur comprend des moyens pour détecter la sortie du projectile de l'embouchure.
8. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent une âme et des moyens pour propulser un projectile le long de cette âme, ces moyens de propulsion produisant une onde de pression lorsqu'ils amorcent la propulsion du projectile le long de l'âme, le détecteur comprenant des moyens pour détecter l'onde de pression produite lors de la projection du premier projectile par les moyens de projection.
9. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent des moyens pour former une région pressurisée à l'arrière du projectile devant être projeté, des moyens de retenue pour normalement empêcher le projectile de se mouvoir en réponse à la pression régnant dans ladite région, et des moyens pour neutraliser ces moyens de retenue afin de permettre à la pression régnant dans ladite région d'éjecter le projectile des moyens de projection, le détecteur comprenant des moyens pour détecter la variation de pression qui a lieu dans ladite région lors de l'éjection du premier projectile par les moyens de projection.
10. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent des moyens pour former une région pressurisée à l'arrière du projectile devant être projeté, un conduit amenant du gaz sous pression à cette région, des moyens de retenue pour normalement empêcher le projectile de se mouvoir en réponse à la pression régnant dans ladite région, et des moyens pour neutraliser ces moyens de retenue afin de permettre à la pression régnant dans ladite région d'éjecter le projectile des moyens de projection, le détecteur comprenant des moyens pour détecter la variation de pression qui a lieu en un emplacement de la conduite espacée de ladite région lors de l'éjection du premier projectile par les moyens de projection.
11. Imprimante balistique selon la revendication 10, caractérisée par des moyens formant un étranglement dans le conduit, en amont dudit emplacement.
12. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent un canon avec une âme agencée pour recevoir un des projectiles et avec une culasse élastique dimensionnée pour retenir le projectile de manière qu'il puisse être dégagé, des moyens formant une chambre de pression à l'arrière de la culasse, des moyens pour alimenter la chambre en gaz sous pression, et des moyens pour introduire un projectile dans la culasse de façon à former un joint pneumatique permettant une accumulation de gaz sous pression dans ladite chambre et pour ensuite pousser positivement le projectile à travers la culasse pour le dégager de celle-ci et permettre au gaz sous pression de le propulser hors du canon vers l'un des points prédéterminés, le détecteur comprenant des moyens pour détecter le passage du projectile à un endroit situé entre la culasse et le support.
13. Imprimante balistique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de projection comprennent un canon avec une âme agencée pour recevoir un des projectiles et avec une culasse élastique dimensionnée pour retenir le projectile de manière qu'il puisse être dégagé, des moyens formant une chambre de pression à l'arrière de la culasse, des moyens pour alimenter la chambre en gaz sous pression, un passage pour diriger une file de projectiles jusque dans la culasse et des moyens pour exercer une pression positive sur la file de projectiles à partir de sa partie arrière, afin d'introduire de manière répétée un projectile dans la culasse de façon à former un joint pneumatique permettant une accumulation de gaz sous pression dans ladite chambre et pour ensuite pousser positivement le projectile à travers la culasse pour le dégager de celle-ci et permettre au gaz sous pression de le propulser hors du canon vers l'un des points prédéterminés, le détecteur comprenant des moyens pour détecter le passage du projectile à un endroit situé entre la culasse et le support.