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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514165A1
Family ID 1890586
Probable Assignee Sundstrand Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title MECANISME ACTIONNEUR POUR CONVERTIR UN MOUVEMENT DE
PIVOTEMENT SUR DEUX AXES EN UN MOUVEMENT DANS UN PLAN
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN MECANISME ACTIONNEUR A LEVIER DE COMMANDE.
IL COMPREND UN BATI COMPORTANT UNE PLAQUE 12 SUR LAQUELLE UN MANCHE 11
DE LEVIER EST MONTE DE FACON A POUVOIR PIVOTER, CE MANCHE PORTANT UN
DISQUE 40 DE MANIERE QUE CELUI-CI PUISSE COULISSER DANS UN PLAN. LE
DISQUE 40 EST RELIE AU MANCHE 11 EN UN POINT ESPACE DU POINT
D'ARTICULATION DE CE DERNIER, AFIN QU'UN PIVOTEMENT DU MANCHE 11
PROVOQUE UNE TRANSLATION DU DISQUE 40.
DOMAINE D'APPLICATION: COMMANDE DE LA POSITION D'UN OUTIL DE COUPE,
D'UNE LAME D'UN ENGIN DE TERRASSEMENT OU DE DENEIGEMENT, D'UN PROFIL
D'AILE, D'UN FAISCEAU D'ELECTRONS, ETC.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne d'une maniere generale des
mecanismes actionneurs pour convertir un mouvement de pi-
votement sur deux axes en un mouvement dans un plan, et plus
particulierement un mecanisme de commande perfectionne a levier ou
manche a balai, utilisant un disque coulissant pour actionner des
transducteurs pouvant etre animes d'un mouvement lineaire sous l'effet
du pivotement du levier de commande. Des manches a balai ou leviers de
commande a deux axes sont utilises comme actionneurs de commutateurs
ou de valves dans diverses applications dans lesquelles il est
souhaitable ou necessaire d'executer plusieurs fonctions independantes
commandees a partir d'un seul levier Des exemples de telles
applications comprennent la commande de l'angle et de la hauteur des
lames, des decapeuses, des elements de coupe, etc, d'engins de
terrassement et de deneigement, la commande de diverses surfaces
portantes sur un aeronef, la commande de la position de l'outil de
coupe sur des machines-outils a plusieurs axes, et la commande de la
position du faisceau d'electrons dans divers types
d'instruments electroniques Il existe egalement de nom-
breuses autres applications et les types d'applications et le nombre
de dispositifs de commande a levier utilises dans
ces applications continuent d'augmenter.
La multiplication des dispositifs exigeant une com-
mande par levier ou manche a balai a impose des exigences de plus en
plus severes sur toutes les caracteristiques de ces commandes Il leur
est demande de fonctionner de facon fiable pendant une longue duree
Dans le meme temps, la fabrication et la vente de ces dispositifs de
commande sont devenues l'objet d'une forte competition Par consequent,
il est necessaire que tout dispositif de commande a levier utilise en
quantites importantes soit concu de maniere a pouvoir etre fabrique de
facon simple Entre autres, la restriction de cout impose
essentiellement une conception
utilisant un nombre minimal de pieces assemblees aisement.
D'une facon generale, le respect de ce critere ameliore egalement la
fiabilite et la facilite d'entretien, car une construction simple,
avec peu de pieces, est normalement moins sujette aux defaillances et
plus facile a reparer
en cas de defaillance.
Il est egalement souhaitable qu'un dispositif de commande a levier
soit concu pour convenir a divers commu-
tateurs, dispositifs electroniques a signaux de sortie pro-
portionnels, et/ou valves Pour des raisons de fiabilite, de facilite,
d'entretien et de disponibilite de pieces de remplacement, les
commutateurs, etc doivent pouvoir etre aisement separes des mecanismes
actionneurs et doivent etre si possible des composants normalises
disponibles dans le commerce L'utilisation de tels composants est
facilitee
par une maximisation de l'espace disponible dans le, dis-
positif de commande independamment d'autres caracteris-
tic necessaires du dispositif de commande telles que des mecanismes
permettant le montage de l'axe du levier pour permettre les mouvements
de pivotement, pour rappeler
le levier en position neutre et pour actionner des trans-
ducteurs en fonction de la position du levier En meme -temps qu'il est
souhaitable de menager un espace libre maximal, il est toujours
necessaire de reduire la dimension globale des dispositifs de commande
a levier, et notamment de reduire la profondeur de tels dispositifs de
commande et la distance sur laquelle ils s'etendent en arriere des
structures sur lesquelles ils sont montes.
On connait divers mecanismes destines a actionner des commutateurs ou
d'autres transducteurs qui sont commandes
par un mouvement lineaire en reponse a un mouvement de pi-
votement Un grand nombre de ces mecanismes sont particu-
Fierement concus pour et limites a l'actionnement d'un
commutateur unique a la fois Un type de mecanisme ne com-
porte qu'un commutateur simple qui est actionne par un pivotement
d'une tige dans n'importe quelle direction Un tel dispositif est
decrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique No 2 612 049 Dans cet
actionneur, une tige ou un manche de commande porte une entretoise ou
un disque rigide fixe a une extremite Le pivotement de la tige dans
une direction quelconque confere a un bord du disque une composante de
mouvement parallele a l'axe longitudinal
de la tige dans sa position neutre Cette composante de.
mouvement est transmise par une tringlerie convenable a
un organe de commande du commutateur qui reagit a ce mou-
vement. On connait un autre type de mecanisme dans lequel
l'un quelconque de plusieurs commutateurs peut etre action-
ne par un mouvement de'pivotement d'une tige, un seul com-
mutateur a la fois pouvant cependant etre actionne Par exemple, le
brevet des Etats-Unis d'Amerique N O 2 984 720 decrit un dispositif de
commande dans lequel une tige de
manoeuvre est montee de facon a pouvoir pivoter, son pivo-
tement etant cependant limite par une plaque a fentes sur
l'un ou l'autre de deux axes orthogonaux Un levier inde-
pendant, monte de maniere a pouvoir pivoter, est destine a transmettre
le mouvement de la tige a chacun de quatre commutateurs associes aux
quatre directions possibles de pivotement de la tige de commande La
plaque aafentes est necessaire pour obliger la-tige de commande a
prendre des positions qui realisent une interaction appropriee avec
les leviers pivotants L'Iutilisation de la plaque a fentes, de
plusieurs leviers pivotants independants et d'autres organes entraine
un nombre relativement eleve de pieces
et la realisation d'un mecanisme complique.
Le brevet des Etats-Unis d'Amerique ne 3 666 900 decrit un dispositif
de commande a levier comportant une
came coulissante qui coopere avec des doigts de transla-
tion destines a se deplacer dans une direction parallele a l'axe
longitudinal d'un bras de manoeuvre du levier dans sa position neutre,
Les doigts de translation ont pour fonction de commander des
commutateurs du type a boutons poussoirs La came coulissante peut se
deplacer suivant
l'un ou l'autre de deux axes orthogonaux orientes trans-
versalement a l'axe longitudinal, sous l'effet d'un mouve-
ment de pivotement du bras de manoeuvre Le mouvement du bras est
transmis a la came par une rotule formee a une extremite du bras et
emboitee dans une douille menagee dans la came Cette derniere est
configuree de maniere a cooperer avec une cavite situee dans un
bottier afin de permettre a cette came de coulisser sur un seul axe a
la fois, comme cela est necessaire pour empecher le blocage de la came
et des doigts de translation Cette conception a pour resultat une
configuration relativement profonde et
un nombre de pieces eleve.
Le brevet des Etats-Unis d'Amerique N O 3 639 705 decrit un dispositif
de commutation commande par levier, dans lequel plusieurs commutateurs
du type a plongeur a enfoncer peuvent etre actionnes par contact
direct avec les cotes d'une extremite d'un levier de manoeuvre monte
de facon a pouvoir pivoter Le pivotement du levier de manoeuvre
est limite a des trajets predetermines-par des fentes mena-
gees dans une plaque de base, comme cela est necessaire pour assurer
une interaction convenable entre le levier et les
plongeurs des commutateurs.
On connait certaines autres conceptions d'actionneurs de commutateurs
quipermettent l'actionnement simultane de plusieurs commutateurs par
un mouvement de pivotement d'un levier de commande, selon les
composantes du mouvement de ce levier de commande Par exemple, le
brevet des Etats-Unis d'Amerique No 2 391 881 decrit un dispositif de
commande d'une grue dans lequel un levier de manoeuvre, monte de
facon a pouvoir pivoter a-une extremite, actionne des com-
mutateurs disposes orthogonalement autour de lui Le levier est equipe
d'un manchon de contact qui presente une section carree dans la zone
des organes de commande des commutateurs afin de-permettre
l'actionnement simultane de commutateurs adjacents suivant la
direction dans laquelle le levier est incline Les mouvements
d'excursion du levier sont limites par une bague rigide qui empeche le
manchon de se deplacer lateralement audela des positions des
commutateurs Cette conception, dans laquelle les commutateurs sont
disposes
entre les extremites du levier, a pour resultat une confi-
guration profonde afin que le levier puisse effectuer un
mouvement lineaire par rapport aux commutateurs.
Le brevet des Etats-Unis d'Amerique N O 2 857 485 decrit un
commutateur electrique a positions multiples comportant un disque
oscillant destine a former un pont entre un contact central de
distribution et un ou plusieurs
contacts disposes autour du contact central Le disque oscil-
lant est monte de 'Lagon articulee au moyen d'une moyeu situe a sa
surface inferieure et embotte dans un evidement fixe, et il est
incline par un levier de manoeuvre qui comporte un plongeur rappele
par un ressort, loge dans un alveole
menage dans la surface superieure du disque Cette concep-
tion exige une integration complete des contacts electri-
ques et de l'element formant le pont electrique, avec les parties
mecaniques du dispositif Il n'est donc pas concu
pour etre utilise avec des commutateurs ou d'autres compo-
sants disponibles dans le commerce et il ne peut etre utili-
se avec des dispositifs de sortie proportionnelle.
Le brevet des Etats-Unis d'Amerique No 3 835 270 decrit un mecanisme
de commande a levier dans lequel une plaquette a circuits imprimes est
fixee a une extremite
de la tige d'un levier et se deplace lateralement en re-
ponse au mouvement de pivotement de la tige La plaquette
est maintenue contre des elements de contact, fixes late-
ralement, au moyen d'un ressort Un mouvement de la plaquette a
circuits imprimes provoque la formation d'un pont entre des groupes de
contacts, par des circuits conducteurs portes par la plaquette,
suivant la position de cette derniere De
meme que dans le commutateur electrique a plusieurs posi-
tions decrit dans le brevet N O 2 857 485 precite, cette conception
n'est pas destinee a etre utilisee avec des commutateurs ou d'autres
composants disponibles dans le commerce De plus, ses possibilites sont
limitees a des commutations electriques de niveau relativement bas et
a une utilisation intermittente en raison des limitations concernant
la longevite de la realisation de la plaquette
a circuits imprimes et en raison de l'usure due aux mou-
vements de glissement se produisant entre les conducteurs
du circuit imprime et les contacts.
On a concu, conformement a la presente invention,
un dispositif actionneur particulier de conversion de mou-
vement, d'une conception extremement simple et utilisant
un nombre minimal de pieces La realisation est peu volu-
mineuse et robuste, et elle peut etre aisement adaptee
a une large gamme de commutateurs, de dispositifs electro-
niques a signaux de sortie proportionnels, de valves, et/ou autres
transducteurs ordinaires et disponibles dans le com-
merce Enfin, la conception minimise la profondeur des par-
ties mecaniques de l'actionneur et permet le montage de com mutateurs,
de transducteurs, etc dans une orientation a
profil bas.
L'invention concerne un mecanisme d'actionneur simple et peu
volumineux, destine a convertir un mouvement
de pivotement sur deux axes en un mouvement dans un plan.
Ce mecanisme comprend des moyens destines a supporter un manche afin
qu'il puisse pivoter sur deux axes distincts orientes transversalement
a l'axe longitudinal du manche, et destines a supporter un disque
sensiblement plan afin qu'il puisse coulisser dans un plan transversal
a l'axe longitudinal Le disque est relie au manche en un point de ce
dernier espace du point d'articulation afin que,
lorsqu'on fait pivoter le manche dans une direction quel-
conque, le disque soit deplace lineairement dans une di-
rection correspondante Le disque peut comprendre une ame centrale
flexible presentant une ouverture qui recoit etroitement une extremite
du manche L'ame centrale peut
etre entouree au moins partiellement d'un rebord periphe-
rique qui est maintenu entre les surfaces paralleles des
moyens de support sur lesquelles il peut coulisser.
L'invention sera decrite plus en detail en regard des dessins annexes
a titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est
une vue en perspective, avec
coupe partielle, d'un dispositif a levier de commande com-
portant le mecanisme de conversion de Mouvement selon l'in-
vention; la figure 2 est une coupe axiale du dispositif a levier de
commande de la figure 1, le manche du levier de ce dispositif etant en
position centree; la figure 3 est une coupe axiale du dispositif a
levier de commande de la figure 1 dont le manche du levier est bascule
vers une position d'excursion extreme a partir de la position centree;
la figure 4 est une vue en plan du disque utilise dans le dispositif a
levier de commande de la figure l; et la figure 5 est une coupe du
dispositif a levier de commande de la figure I,suivant la ligne 5-5 de
la figure 2. Sur les figures l a 3 la reference numerique 10 designe
globalement un dispositif a levier de commande selon l'invention, qui
comprend un manche il de levier de
commande monte de maniere a pouvoir pivoter dans une struc-
ture fixe de montage comportant une plaque superieure 12, au moyen
d'une suspension a la cardan designee globalement par la reference
numerique 13 Le manche 11 s'etend suivant un axe longitudinal 14 et il
peut pivoter sur deux axes 15
et 16 qui sont representes comme etant orthogonaux et trans-
versaux a l'axe 14 et qui definissent un point d'articula-
tion sur ce dernier Le point d'articulation est designe
par la reference numerique 17 sur les figures 2 et 3.
La suspension 13 constitue un exemple d'un type
de dispositif de montage permettant un mouvement de pivo-
tement sur deux axes transversaux Elle comprend un anneau qui est
articule sur le manche il au moyen de broches
convenables 21 d'articulation alignees sur l'axe 16 L'an-
neau 20 est egalement monte de facon a pouvoir pivoter sur la plaque
12 au moyen d'equerres 22 fixees a la plaque 12 et de broches
convenables 23 alignees sur l'axe 15 a l'aide desquelles l'anneau 20
est monte de maniere a pouvoir pivoter entre les equerres 22 Par
consequent,
le manche 1 l peut pivoter de facon independante autour des axes 15 et
16.
Cependant, il convient de noter que, bien qu'un support a suspension
soit represente, d'autres types de supports tels qu'un support a
rotule et
douille, peuvent egalement etre utilises -
Le manche Il du levier est rappele vers une posi-
tion centree par une surface de came situee sur la plaque superieure
12, une contre-came montee de maniere a pouvoir
coulisser sur le manche 1 l et un ressort qui tend a depla-
cer cette contre-came vers la surface de came Ce mecanisme
de centrage fait l'objet de la demande de brevet des Etats-
-2514165
Unis d'Amerique No 308 065 deposee le 2 octobre 1981 par
Dwayne R Elmberg et Alan H Eiler Il convient de se repor-
ter a cette demande pour une description detaillee du meca-
nisme de centrage Cependant, la breve description qui en
est donnee ci-dessous facilitera la comprehension de l'in- vention.
La plaque 12 presente une surface ou face supe-
rieure 25 qui est espacee du point 17 d'articulation le long de l'axe
14 La plaque 12 est egalement traversee par une ouverture 26 entourant
l'axe 14 et dans laquelle passe le manche 11 L'ouverture 26 est
circulaire et symetrique
autour de l'axe 14 lorsque le manche 11 est dans sa posi-
tion centree Une surface de came 27 est formee sur le bord
de l'ouverture 26, a son intersection avec la surface 25.
Une contre-came 28, se presentant sous la forme d'un man-
chon presentant une surface conique 29, est montee sur le manche il de
facon a pouvoir coulisser le long de l'axe 14. Un ressort a boudin 30
entourant le manche 11 est comprime entre la contre-came 28 et un
element 31 de retenue
fixe sur le manche 11 Le ressort 30 rappelle la contre-
came 28 vers le point 17 d'articulation et la surface 27 de came Comme
montre sur la figure 3, lorsqu'on eloigne le manche 11, en le faisant
pivoter, de la position centree, dans toute direction orientee
transversalement a l'axe
14, la surface de came 27 a pour effet d'eloigner la contre-
came 28 du point 17 d'articulation contre la force du res-
sort 30 Inversement, en cooperant avec la contre-came 28 et la surface
de came 27, le ressort 30 tend a ramener le
manche 11 vers sa position centree.
La plaque superieure 12 constitue une partie de moyens de support qui
comprennent egalement une plaque
inferieure 32 qui est espacee de la plaque 12 par des colon-
nettes portees par la plaque 32 et auxquelles la plaque 12 est fixee
par plusieurs vis 33 La plaque inferieure 32 est traversee par une
ouverture 34 dans laquelle passe le manche 11 La plaque 32 presente
egalement une surface inferieure 35 qui est representee comme etant
une surface plane Une plaque 36 de retenue, presentant une surface
superieure plane 38, est montee sur la plaque 32 de laquelle elle est
cependant espacee par plusieurs pieds 37 afin qu'une cavite soit
formee entre les surfaces paralleles de la plaque 32 et de la plaque
36 de retenue Les surfaces
planes 35 et 38 sont orientees transversalement a l'axe 14.
Un disque sensiblement plan, designe par la refe-
rence numerique 40, est maintenu de maniere a pouvoir cou-
lisser entre les surfaces 35 et 38 Le disque 40 comporte une cme ou un
moyeu central flexible 41 entourant le manche
11 Comme montre sur les figures 1 a 3 ainsi que sur la fi-
gure 4, l'ame 41 est traversee d'une ouverture 42 qui est dimensionnee
pour loger etroitement une extremite du manche 11 L'ame 41 est
representee comme etant partiellement entouree d'un rebord plus epais
43 L'epaisseur de ce rebord 43 est sensiblement egale a l'ecartement
des surfaces 35 et 38 Des encoches sont menagees dans la peripherie du
disque pour permettre le passage des pieds 37 tout en laissant
au disque la liberte appropriee de coulisser entre les sur-
faces 35 et 38.
Comme represente en detail sur la figure 5, plu-
sieurs microcontacts 44 disponibles dans le commerce sont
montes sur la plaque 32, autour du perimetre du disque 40.
Chaque microcontact est represente comme comportant une
lame de commande 45 qui comprend un troncon plan s'eten-
dant a peu pres lateralement et tangentiellement a la peri-
pherie du disque 40 Lorsque ce dernier est deplace late-
ralement, comme indique en traits pointilles 40 ', sa peri-
pherie porte contre une (ou plusieurs) des lames de commande 45 et la
ou les deplace, comme indique en 45 ', actionnant ainsi le ou les
microcontacts associes Etant donne que le disque 40 peut etre deplace
dans toute direction, dans
son plan de mouvement, il apparait que plusieurs micro-
contacts 44 peuvent etre commandes simultanement suivant la direction
du mouvement du manche 11 et du mouvement
resultait du disque Ainsi, on peut voir que l'un quelcon-
que des microcontacts 44 peut etre actionne par un mouve-
ment du manche 11, pourvu que ce mouvement possede une
composante importante dans la direction demandee pour action-
ner le microcontact Bien qu'une lame plane de commande soit
representee pour les microcontacts, un resultat analogue peut etre
obtenu avec des lames de commande portant des galets, ou bien avec
d'autres types d'organes de commande de commuta-
teur ou de valves.
Il ressort-de la description precedente que l'in-
vention concerne un mecanisme actionne particulier de conversion de
mouvement a levier de commande, simple et peu volumineux, et
permettant la commande independante d'un ou plusieurs commutateurs ou
transducteurs de type classique
et disponible dans le commerce.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportees au
mecanisme decrit et represente
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Mecanisme actionneur destine a convertir un mouvement de pivotement
sur deux axes en un mouvement dans un plan, caracterise en ce qu'il
comporte un manche (il) qui s'etend suivant un axe longitudinal ( 14)
et qui est monte de maniere a pouvoir pivoter sur deux axes distincts
( 15, 16) orientes transversalement a l'axe longitudinal, en un point
( 17) d'articulation situe sur le manche, un disque ( 40) relie a ce
manche, en un point espace du point
d'articulation, et des moyens destines a supporter le-
disque sensiblement dans un plan transversal a l'axe longi-
tudinal et a maintenir la partie peripherique du disque
afin qu'elle se deplace dans ledit plan.
2 Mecanisme actionneur selon-la revendication 1, caracterise en ce que
le disque comporte une ame centrale
( 41) entouree au moins partiellement d'un rebord periphe-
rique ( 43).
3 Mecanisme actionneur selon la revendication 2, caracterise en ce que
l'ame centrale du disque est flexible et en ce que le disque est relie
au manche au moyen d'une ouverture ( 42) traversant l'ame centrale de
ce disque et dimensionnee pour s'ajuster etroitement sur une extremite
du manche.
4 Mecanisme actionneur selon la revendication 3, caracterise en ce que
les moyens de support comprennent une -structure qui presente deux
surfaces paralleles et espacees ( 35, 38) entre lesquelles le disque
est maintenu de maniere
a pouvoir coulisser.
Mecanisme actionneur selon la revendication 4,
caracterise en ce que le rebord du disque presente des sur-
faces paralleles et une epaisseur sensiblement egale a
l'ecartement des surfaces paralleles des moyens de support.
6 Mecanisme actionneur selon la revendication 5, caracterise en ce que
les moyens de support comprennent une
partie ( 12) d'un bati dans lequel le manche est monte.
7 Mecanisme actionneur selon la revendication 6, caracterise ene ce
que le manche est monte dans le bati au
moyen d'une suspension ( 13).
8 Mecanisme actionneur selon l'une quelconque
des revendications 1, 3 et 7, caracterise en ce qu'il com-
porte des transducteurs pouvant etre actionnes par un mou-
vement lineaire et montes sur les moyens de support afin d'etre
commandes par le rebord du disque. 9 Mecanisme actionneur selon la
revendication 8,
caracterise en ce que les transducteurs comprennent plu-
sieurs commutateurs electriques ( 44) espaces autour du disque.
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