EP0019311A1

EP0019311A1 - Dispositif de propulsion d'un ballon par choc élastique

Info

Publication number: EP0019311A1
Application number: EP80200346A
Authority: EP
Inventors: Georges Defosse
Original assignee: Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA; ACEC SA
Current assignee: Umicore NV SA
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1980-11-26
Also published as: US4365612A; ES491159A0; EP0019311B1; AR226308A1; BR8002746A; JPS5685370A; MX151893A; ES8101395A1; DD150546A5; DK162980A; ATE9961T1; SU1088646A3; DE3069490D1

Abstract

Un dispositif à propulsion de ballon (22) par choc élastique comprend une bobine d'électro-aimant (1), un noyau plongeur (3) attiré par cette bobine (1 ), un levier oscillant (7) et une liaison mécanique (5,10 ou 11,12) reliant le noyau plongeur (3) au levier oscillant (7).

Le levier oscillant (7) est prolongé par un levier de percussion (13) pivotant autour d'un axe (14) fixé à l'extrémité libre du levier oscillant (7). Le levier de percussion (13) se compose de deux bras (15,16) d'inégale grandeur. En fin de parcours du levier oscillant (7), le bras le plus court (15) du levier de percussion (13) heurte une butée (32) qui l'arrête et contribue à accélérer le bras le plus long (16) du levier de percussion (13); la masse percutante (17) fixée en bout du levier de percussion (13) heurte ainsi le ballon (22) à vitesse maximum.

Description

Il existe de nombreux brevets de dispositifs de lancement d'un balle.n. Ces dispositifs sont constitués d'un élément de maintien du ballon dans une position bien déterminée, d'un couloir de guidage d'orientations horizontale et verticale variables et d'éléments mobiles lançant le ballon. Dans ces dispositifs le lancement du ballon se fait, par exemple, à l'aide de ressorts, d'air comprimé, de rouleaux ou de galets tournant à grande vitesse, de bras oscillant d'une seule pièce actionné par un ressort ou un moteur rotatif.
Tous ces dispositifs présentent des inconvénients qui en limitent fortement l'utilisation; les dispositifs à air comprimé sont très bruyants, les dispositifs à ressort ont une faible cadence de tir et une puissance rapidement altérée par l'avachissement des ressorts, les dispositifs équipés de moteurs électriques sont peu puissants et très so- phisti^qués rendant ainsi leur entretien couteux et difficile.
Le bras oscillant, de grande longueur pour atteindre les vitesses nécessaires à la propulsion du ballon, est fragile s'il est de construction légère ou présente une masse difficile à amortir après la percussion du ballon s'il est de construction plus robuste.
La présente invention est relative à un dispositif de propulsion de ballon par choc élastique qui a pour but un dispositif d'une très g:ande simplicité, d'une robustesse à toute épreuve, d'une cadence de tir rapide, d'une haute fidélité dans la répétition de la puissance et de la précision du tir, d'un entretien pratiquement nul, d'un encombrement faible, de manipulation facile et d'une utilisation de grande sécurité.
Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par un bras articulé sous forme d'un levier oscillant et d'un levier de percussion dent les axes sont parallèles et par un dispositif moteur comprenant au moins une bobine d'électro-aimant, au moins un noyau plongeur attiré p-r cette bobine et un élément de liaison mécanique reliant le noyau plongeur au bras articulé.
L'invention est décrite ci-dessous par rapport à un exemple d' exécution représenté à la figure l.qui montre une vue en perspective d'un dispositif suivant l'invention. D'autres variantes du dispositif selon la figure 1 sont représentées schématiquement aux figures 2,3 et 4. 29.21/1801.
Dans la figure 1, le lanceur de ballon est constitué d'une bobine d' électro-aimant 1 fixé à un châssis 2 , d'un noyau plongeur 3 coulissant dans la bobine 1 et solidaire d'une tige 4 , d'une bielle 5 dont la tête est reliée à la tige 4 par l'intermédiaire d'un axe 6 , et d'un levier 7 oscillant autour d'un axe 8 parallèle à l'axe 6 et relié à la bielle 5 par l'intermédiaire d'un axe 9 parallèle à l'axe 8 et à l'axe 6 . En variante, la bielle 5 peut être remplacée par un autre élément de liaison mécanique par exemple: une roue 10 Ùig.2) ou une came d'un profil approprié 11 (Fig.3) solidaire du levier oscillant 7 et pivotant autour de l'axe (8). La roue 10 ou la came 11 présente une gorge périphérique guidant un câble 12 qui relie la tige 4 .au levier oscillant 7 .
A l'extrémité du levier oscillant 7 est fixé un levier de percussion 13 pivotant autour d'un axe d'articulation 14 , parallèle aux axes 6, 8 et 9 , situé en bout du levier oscillant 7 et qui détermine sur ce levier de percussion 13 deux bras d'inégale grandeur, le plus court constituant un bras moteur 15 , le plus long étant le bras de percussion 16 terminé par une masse percutante 17 .
Dans cet exemple de réalisation une butée élastique, composée d'une tige 18 dont l'extrémité libre est agencée pour percuter le bras moteur 15 d'un épaulement 19 , et d'un ressort hélicoidal 20 enfilé sur la tige 18 qui dès l'impact du bras moteur 15 est comprimé contre un tube ₂₁ solidaire du châssis 2 et servant de guide à la tige (18).
Un système d'encliquetage non représenté maintient normalement le levier de percussion 13 dans le prolongement du levier oscillant 7. Ce système d'encliquetage dégage le levier de percussion 13 lorsque le bras 15 de celui-ci vient heurter la tige 18 de la butée élastique.
Pour propulser un ballon 22 , on alimente la bobine d'électro- aimant 1 en une tension électrique proportionnée à la puissance de tir désirée.Par attraction électro magnétique, le-noyau plongeur 3 pénètre dans la bobine 1 à vitesse croissante selon l'établissement progressif du courant dans la bobine.
Compte tenu du fait que le courant n'atteint pas la valeur nominale instantanément,la force d'attraction développé par l'électro-aimant 1 est progressivement croissante et il importe d'exploiter au mieux cette caractéristique pour communiquer à la masse percutante 17 une vitesse maximum au moment de l'impact sur le ballon 22 .
Lorsque le levier oscillant 7 arrive presque en bout de course, le bras moteur 15 entre en contact avec la tige 18 de la butée élastique et comprime le ressort 20 en lui cédant notamment l'énergie cinétique du système comprenant le noyau plongeur 3, la bielle 5 et le levier oscillant 7 dont le mouvement est arrêté. Cette énergie est restituée en grande partie par la détente du ressort 20 qui repoussant le bras moteur 15 accélère encore le mouvement du bras de percussion 16. La masse percutante 17 n'est pas freinée par la butée élastique et poursuit sa course en pivotant autour de l'axe d'articulation 14 jusqu'à ce qu'elle heurte le ballon 22 mis dans une position bien déterminée pour être propulsé par choc élastique.
Après l'impact, un ressort 23 reliant le levier oscillant 7 au bâti 2 le ramène à sa position de départ.
La figure 4 montre une autre disposition dans laquelle le levier oscillant est matérialisé par un ensemble de deux leviers 7. Chaque levier 7 pivote autour d'un axe 8 et est mis en mouvement par un un électro-aimant 1 au moyen d'un noyau plongeur 3 et d'une bielle 5. La liaison entre les deux leviers 7 et le levier de percussion 13 pivotant autour d'un axe 14 parallèle à l'axe 8 des leviers 7 est assurée par une liaison souple 24 telle que câble, chaîne, bras télescopiques. Dans cette disposition, une pièce intermédiaire 26 oscille autour d'un axe 27 parallèle aux axes 8 et 14 et se compose d'un cylindre 28 coaxial à l'axe 27 portant à chaque extrémité un bras 29 de petite longueur au bout duquel sont montés des rouleaux 25 et nanti en son centre d'un bras 30 de plus grande longueur en bout duquel se trouve un rouleau 31. Lorsque le leviers 7 arrivent presqu'en fin de course, leurs extrémités entrent en contact avec les rouleaux 25 de la pièce intermédiàire 26 qui en pivotant autour de l'axe 27 amène le rouleau 31 en contact avec le levier de percussion 13. La pièce intermédiaire 26 ralentit les leviers 7 et simultanément accélère le levier de percussion 13 par transfert d'énergie cinétique des leviers 7 vers le levier de percussion 13. Il en résulte une plus grande vitesse de la masse percutante 17 lorsqu' elle entre en contact avec le ballon.
Dans un autre exemple de réalisation représenté à la figure 5, le châssis 2 supporte une butée 32 spécialement profilée pour adapter la cinématique du mécanisme à la force d'attraction croissante de l'électro aimant 1 et de largeur convenable pour supporter l'impact d'une semelle le solidaire du bras mateur 15. Il faut notamment, enfin de course du noyau plongeur 3 réaliser simultanément d'une part une accélération pro- gressive du bras de percussion 13 et d'autre part un freinage progressif du levier cscillant 7. Ceci se réalise de la manière suivante dans cet exemple d'exécution. Lorsque le levier oscillant 7 arrive presqu'en bout de course la semelle 33 solidaire du bras moteur 15 entre en contact avec la butée profilée 32 en un point le plus éloigné possible de l'axe d'ar- ticulation 14 de façon à donner au bras moteur (18) une longueur efficace maximum. Au fur et à mesure que le levier oscillant 7 poursuit son mouvement, le point de contact entre la butée profilée (32) et la semelle du bras moteur 15 se rapproche de plus en plus de l'axe d'articulation 14. De la sorte à un même déplacement angulaire du levier oscillant 7 correspond un déplacement angulaire de plus en plus grand du bras de percussion 16 qui accèlère donc de plus en plus et donne à la masse percutante 17 une vitesse maximale lors de l'impact avec le ballon 22.
Dans cette réalisation, la masse percutante 17 est libre de toute rotation pour ne pas contrarier un éventuel mouvement de rotation donné au ballon 22.
Après impact avec le ballon 22, le bras de percussion 16 termine sa course sur une butée d'arrêt 34.
Dans cet exemple de réalisation repris en figure 5 est également représenté un dispositif d'alignement du levier de percussion 13 par rapport au levier oscillant 7 lorsque celui-ci est en position haute. Ce dispositif d'alignement comprend une pièce d'ancrage 35 solidaire du levier de percussion 13 sur laquelle s'articulent deux tiges (36) supportant chacune un ressort 37. L'extrémité libre de chaque tige 36 coulisse dans un embout 38 oscillant dans une pièce terminale 39 du levier oscillant 7 et servant de butée à chaque ressort 37.
Le lanceur de ballon est également équipé d'un dispositif d'alimentation, montré à la figure 6, chargé d'amener chaque ballon sur une coupelle 40 qui positionne exactement le ballon à percuter. Ce dispositif d'alimentation des ballons comprend une pièce d'échappement 41 alternativement actionnée par un moteur 42 et par un ressort de rappel 43 par l'intemédiaire d'un engrenage réducteur 44, d'un excentrique 45 et d'un bras télescopique 46. Dans un premier temps, sous l'action du moteur électrique 42 la pièce d'échappement 41 place un ballon en position d'attente.Dans un second temps,sous l'action du ressort de rappel 43 la pièce d'échappement 41 permet au ballon d'accéder à la coupelle de positionnement 40.Cette coupelle de positionnement 40 présente un diamètre nettement plus petit que celui du ballon 22 de façon à éviter un contact, avec le bord extérieur de la coupelle de positionnement 40 , susceptible de modifier la trajectoire du ballon 22 .
Compte tenu de petit diamètre de la coupelle de positionnement 40 un maintien ferme et précis du ballon 22 sur la coupelle 40 est assuré par un dispositif d'aspiration représenté à la figure 5. La coupelle de positionnement 40 est creuse et est reliée à un aspirateur 47 par l'intermédiaire d'un tube souple 48 dans lequel est inséré un relais à dépression 49 qui enregistre la présence du ballon sur la coupelle et autorise le tir du ballon 22 dès qu'il est correctement positionné. La coupelle de positionnement 40 est réglable en hauteur par un dispositif approprié représenté à la figure 7.
Ce dispositif comprend un moteur d'entraînement 50 , à deux sens de marche, nanti d'un pignon de commande 51 engrenant avec une roue dentée 52 dont un flanc est garni d'un disque 53 en matériau a propriété de frottement caractéristiques. La roue dentée 52 et le disque 53 sont solidaires l'un de l'autre et sont appliqués contre un disque métallique 54 avec un effort de pression exercé par un jeu de rondelles élastiques 55 et réglable par un écrou 56 . Le disque métallique 54 est solidaire d'une tige filetée 57 sur laquelle se déplace une pièce filetée intérieurement 58 solidaire d'un bras 59 supportant la coupelle de positionnement 40 . Le disque 53 solidaire de la roue dentée 52 et le disque métallique 54 solidaire de la tige filetée 57 sont maintenus l'un contre l'autre avec une certaine pression et peuvent glisser l'un par rapport à l'autre lorsque le couple résistant devient supérieur à une valeur réglable par l'écrasement des rondelles élastiques 55 selon la position de l'écrou 56 sur l'extrémité de la tige filetée 57 . Cette disposition fonctionne comme limiteur du couple et intervient lorsque la pièce filetée 58 arrive en fin de course de la tige filetée 57 .
Dans la figure 5, le châssis 2 constitue la partie mobile du dispositif de propulsion de ballons par choc élastique. Le châssis 2 pivote d'un certain angle autour d'un axe 60 , solidaire d'une structure de base '61 .Sur cet axe 60 s'emboîte une crapaudine 77 solidaire du châssis 2 et située à l'avant du châssis 2 c'est-à-dire un peu en retrait de la coupelle de positionnement 40. Un moteur électrique 62, à deux sens de marche, équipé d'un pignon 63 engrène dans une crémaillère 64, disposée en arc de cercle et solidaire de la structure de base 61, pour faire pivoter le châssis 2.Trois roulettes 65 disposées à l'arrière du châssis 2 en assurent à la fois la stabilité et la mobilité. Chacune de ces roulettes 65 est orientée pour rouler sur une piste 66 située immédiatement au dessus de la crémaillère 64. Un limiteur de couple, non représenté, intervient de la même manière que décrit précédemment lorsque le pignon 63 arrive en fin de la crémaillère 64. La structure de base 61 est équipée de deux roues porteuses 67 et de deux roues directrices 68 escamotables au moyen du timon 69 pour reposer cette structure de base 61 sur un pied 70. Les rapports de bras de leviers du timon 69 ont été conçus pour réaliser facilement la pose sur le pied 70 et la mise en charge des roues directrices 68.'Un seul opérateur peut_ainsi manoeuvrer l'engin sans difficultés pour l'orienter grossièrémént et lui donner une assise stable.
Le dispositif de propulsion de ballons par choc élastique décrit ci-dessus peut être alimenté, soit par batterie, soit par une alimentation en courant continu, soit par une alimentation en courant alternatif à travers un dispositif redresseur.
Dans le cas d'une alimentation par batterie d'accumulateurs ,les accumulateurs sont de préférence logés dans le dispositif de propulsion ou à proximité immédiate de celui-ci en raison des appels de courant importants au moment de chaque tir. La proximité immédiate des accumulateurs nécessite alors des câbles de section importante de très courte longueur. Par contre le chargement des accumulateurs peut se faire au moyen d'une alimentation de redresseurs de faible puissance pendant des temps d'arrêt ou même pendant le fonctionnement du dispositif de propulsion. Lorsqu'on_ne désire pas s'encombrer du poids considérable d'accumulateurs, ni de l'entretien qu'ils nécessitent, il est possible d'utiliser une alimentation en courant alternatif avec un dispositif redresseur Toutefois, une telle installation doit être capable de fournir des impulsions de courant continu d'une intensité considérable qui, à son tour, impose un dispositif de grosse section. Ceci est un handicap sérieux, puisque le dispositif de propulsion est appelé à fonctionner sur un terrain de sports, souvent très éloigné d'une prise de courant.
De préférence, comme représenté à la figure 8, le dispositif de propulsion est équipé d'une alimentation comprenant un dispositif redresseur 72 d'une puissance relativement faible, alimentant, à travers une résistance de limitation de courant 74, un condensateur élecxrolyti- que de capacité suffisante pour emmagasiner une partie importante de l'énergie électrique nécessaire au tir d'un ballon.
Les tailles du dispositif redresseur et de la résistance de limitation de courant 74 sont choisies telles que le temps entre deux tirs successifs rapprochés soit plus long que le temps nécessaire au chargement du condensateur 73.
Dans le but de tirer le meilleur parti de cette alimentation, un transformateur 71 adapte la tension de charge du condensateur 73 à une valeur optimum pour réaliser une montée rapide du courant dans la bobine d'électroaimant 1 lorsque le tir est commandé par la fermeture d'un interrupteur 75.
Une diode de roue libre 76 est montée en parallèle sur le condensateur 73 pour éviter l'application d'une tension de signe contraire aux bornes du condensateur 73 lors des oscillations de tensions consécutives à la décharge du condensateur dans le circuit composé de la bobine d' électroaimant 1 et du condensateur 73.
Un dispositif de propulsion de ballons par choc élastique alimenté de cette manièrepeut être raccordé à un réseau d'alimentation en courant de ville au moyen de câbles souples de section modérée et de manipulation facile, même si ces câbles sont de grande longueur.
Un détecteur de tension, non représenté à la figure 8 est inséré dans le circuit de la batterie de condensateurs 73 pour. couper l'alimentation du transformateur 71 dès que la tension préréglée est atteinte.
Un contacteur auxiliaire, non représenté, est commandé en même temps que l'interrupteur 75 pour maintenir la fermeture de l'interrupteur 75 pendant un temps déterminé, indépendant de la durée pendant laquelle l'opérateur appuye sur le bouton -poussoir du boitier de commande et choisi pour couvrir en toute sécurité, le temps nécessaire à l'opération mécanique lors du tir et le temps nécessaire à la décharge complète de la batterie de condensateurs 73 de sorte que l'interrupteur 75 ouvre le circuit quand il n'y a plus de courant.
Le dispositif de propulsion de ballons par choc élastique est commandé à distance par un équipement dont la commande est regroupée en un seul boitier. Ce boitier de commande comprend:

- un bouton-poussoir du type "coup de poing" pour commander l' arrêt immédiat de la machine en coupant toute son alimentation en électricité.
- un contact glissant pour régler la puissance de tir.
- un bouton-poussoir pour déclencher le tir.
- une commande à deux directions pour orienter horizontalement le châssi.s mobile 2.
- une commande à deux directions pour régler la hauteur de la coupelle de positionnement 40
- un contact glissant à deux directions avec position neutre pour régler le sens et la vitesse de rotation de la coupelle de positionnement 40, si elle est rotative selon la demande de brevet EP 79200221.

Lorsque l'opérateur appuie sur lebouton-poussoir pour déclencher le tir par la fermeture de l'interrupteur 75 , il branche la batterie de condensateurs 73 aux bornes de l'électro-aimant 1 Simultanément le moteur électrique 42 actionne la pièce d'échappement 41 pour placer un autre ballon en position d'attente. Immédiatement après le tir d'un premier ballon, le ressort de rappel 43 actionne à nouveau la pièce d'échappement 41 pour permettre au ballon, placé en attente, d'accéder.à la coupelle de positionnement 40 . En même temps, le transformateur d'alimentation 71 est branché aux bornes du redresseur 72 qui alimente par l'intermédiaire d'une résistance 74 la batterie de condensateurs 73 . Cette alimentation est coupée par le détecteur de tension dès que la tension de préréglage, correspondante à une certaine puissance de tir, est atteinte. Dès cet instant, la machine est prête pour un nouveau tir.

Claims

1. Dispositif de propulsion de ballons par choc élastique comprenant sur un chassis (2) un dispositif moteur, un levier oscillant et un dispositif de présentation pour le ballon,
caractérisé en ce que le levier oscillant (7) est relié à un levier de percussion (13) pivotant autour d'un axe (14) approximativement parallèle à l'axe (8) du levier oscillant (7).

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le levier oscillant (7) supporte l'axe 14 du levier de percussion (13)composé d'un bras moteur (15) d'un côté de cet axe (14) et d'un bras de percussion (16) de l'autre côté de cet axe (14),
et en ce que une butée (18,19,20,21 ou 32) est disposée sur le chemin du bras moteur (15) pour arrêter progressivement ce dernier.

3. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que un dispositif intermédiaire pivotant (25,26,28,29,30,31) susceptible d' entrer en contact avec le bras de percussion (16) est placé sur le chemin du levier oscillant (7) pour l'arrêter progressivement en transmettant son énergie au bras de percussion (16).

4. Dispositif suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif moteur comprend au moins une bobine d'électro- aimant (1), au moins un noyau plongeur (3) attiré par la bobine de l' électro-aimant (1) et une liaison mécanique reliant le noyau plongeur (3) au levier oscillant (7).

5. Dispositif selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que, au repos, le levier de percussion (13) est maintenu dans une position bien déterminée par un dispositif comprenant au moins un ressort (37) enfilé sur une tige (36) dont une extrémité coulisse dans un embout (32) oscillant dans la partie terminale (39) du levier oscillant (7) et dont l'autre extrémité s'articule sur une pièce d'ancrage (35) solidaire du levier de percussion (13)

6. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de présentation est une coupelle de positionnement (40) de petit diamètre et est reliée à un dispositif d'aspiration (47,48) pour maintenir le ballon avec précision et fermeté.

7. Dispositif selon une des revendications précédentes caractérisé 29.21/ 1801.
en ce qu'un dispositif de détection (49) est inséré dans le dispositif d' aspiration (47,48) empêchant le tir du ballon (22) quand il n'est pas en bonne position sur la coupelle de positionnement (40).

8. Dispositif selon une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un dispositif de réglage de hauteur du dispositif de présentation est prévu.

9. Dispositif selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que un dispositif d'échappement (41) est alternativement actionné par un moteur (42) et par un ressort de rappel (43) pour placer, dans un premier temps, un ballon en position d'attente et, dans un second temps, pour permettre au ballon d'accéder au dispositif de présentation.

10. Dispositif suivant une des revendications précédentes caractérisé en ce que le châssis (2) est rendu mobile par rapport à une structure de base (61) par une crémaillère (64), dans laquelle engrène un pignon (63) d'un moteur électrique (62) à deux sens de marche et en ce que un des deux éléments: crémaillère 64 et moteur 62 avec pignon 63 étant solidaire du châssis (2), l'autre étant solidaire de la structure de base (61).