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" Perfectionnements aux mécanismes de commande ou de transmission de puissance,agissant à distance "
L'invention a trait aux mécanismes de commande ou de transmission de puissance agissant à distance et en particulier à ceux dans lesquels le mouvement est transmis par un organe flexible, tel qu'un arbre flexible, susceptible de translation, ou de rotation ou de ce]/ deux genres de mouvements.
L'invention a pour objet un mécanisme du genre de @
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ceux dans lesquels le frottement qui entre avec le mouvement de l'organe flexible est réduit au minimum, ce qui permet d'action- ner ces mécanismes sur des grandes distances.
Selon la présente invention, le mécanisme destiné à commander ou à transmettre l'énergie à distance comprend un or- gane flexible susceptible de transmettre des mouvements de trans- lation dans l'un, ou l'autre sens, ou une rotation, ou des mou- vements de translation et de rotation combinés; il comprend en outre un organe flexible, rigide, ou constamment tendu, suppor- tant l'organe transmetteur flexible, en des points isolés ou distants les uns des autres, où le frottement n'exerce pas son action, des roulements à billes ou des éléments analogues pou- vant d'ailleurs servir d'organes intermédiaires en tous ces points.
L'invention s'applique surtout aux mécanismes de commande à distance appartenant au genre susdit et dans lesquels un or- gane de transmission flexible loge dans un tube fait de matière rigide ou de matière qui, par sa nature, lui permet d'être cons- tamment tendu et de prendre la forme qu'on désire lui donner.
Selon une autre particularité de l'invention, l'organe flexible de transmission faisant partie du mécanisme de commande, ou de transmission, à distance est établi sur un organe de gui- dage, ou entouré par un tel organe fait d'une matière rigide ou d'une matière lui permettant d'être constamment tendu et de prendre la forme voulue.
Aux dessins ci-annexés, on a représenté à titre d'exem- ple, plusieurs formes d'exécution du dispositif.
La figure 1 est une section longitudinale montrant la disposition générale des organes de transmission selon une pre- mièreforme d'exécution, les figures 2 et 3 montrantà plus grande échelle respectivement une section longitudinale et une vue par le bout d'une partie de l'ensemble.
La figure 4 est une vue en élévation montrant la dis-
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position générale des éléments terminaux sous une forme parti- culière (inexécution..
La figure 5 montre en section longitudinale la dis- position générale des organes de transmission selon une autre forme d'exécution, les figures 6 et 7 montrant, à plus grande échelle, respectivement une vue de côté et une section trans- versale de ces organes.
La figure 8 est une section longitudinale montrant la disposition générale, selon une autre forme de réalisation, des organes de transmission,,
La figure 9 est une section longitudinale montrant la disposition générale des organes de transmission selon une autre forme d'exécution, les figures 10 à 12 montrant, à plus grande échelle, respectivement une section longitudinale, une vue de profil et une vue par le bout d'une partie de l'ensemble.
Les figures 13 à 16 montrent, en section longitudinale la disposition générale des éléments extrêmeso
Les figures 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 33, 35, et 37 sont des sections longitudinales des organes de transmission selon d'autres formes d'exécution, la figure 38 étant une vue en élévation et les figures 21, 23, 25, 27, 29, 31, 34 et 36 des vues en section transversales qui correspondent respectivement aux figures 20, 22, 24, 26, 28, 30,33 et 350
Selon le mode d'exécution représenté aux figures 1 à 4, un organe flexible 1,, composé d'un arbre, câble, ou fil métalli- que flexible et portant une série de petits éléments .3 juxtapo- sés, loge à l'intérieur d'un tube .3. auquel on peut donner une flexion permanente pour lui faire prendre la forme voulue.
Cha- cun des éléments 2 ressemble à un grain de chapelet s'amincis- sant de la région médiane vers les deux extrémités et présentant une perforation centrale A que traverse le câble, ou arbre, fle- xible. Dans la paroi latérale de chaque grain de chapelet, sont
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taillées trois cavités .5. situées dans un plan passant par le milieu et perpendiculaire à l'axe de l'élément; les cavités contiennent des billes en acier qui s'appuient sur le tube extérieur et forment support à billes pour l'élément.
On conçoit qu'un pareil mécanisme de commande à dis- tance puisse transmettre des mouvements de translation dans les deu:: sens, ou des mouvements de rotation. Les supports à billes réduisent les frottements à un minimum et permettent de plier le tube en tout point voulu jusqu'à lui donner si l'on veut, le rayon de courbure le plus petit; ils permettent, d'autre part, de transmettre le mouvement sur les distances les plus grandes.
Pour la transmission de mouvement, la manette, ou tout autre organe de commande, de même que l'organe commandé, doivent être reliés à l'arbre, ou câble glexible. Quand les mouvements commu- niqués font travailler l'organe flexible à la compression, la force est transmise à travers les grains de chapelet, S'ils font travailler l'organe flexible à la traction ou s'il s'agit de ro- tation, c'est ce câble ou arbre flexible qui reçoit et transmet lui-même l'effort.
Selon la figure 4, une vue 2. ou un élément analogue traversant un des graius de chapelet fixe l'organe flexible à un tambour ou à une roue .2 contenue dans une boite 9. Celle-ci comporte une voie de guidage tangentielle 10, l'organe flexible passant plus moins autour d'une rainure périphérique 11 de la roue et à travers la voie de guidage 10 qui forme le prolonge- ment du tube 3.
Le tambour de roue 8 peut constituer l'élément de commande, ou l'élément commandé,, et peut convertir ainsi le mouvement de rotation en mouvement de translation, ou vice-versa,,
On pourra choisir pour les éléments 2, constituant grains de chapelet, une forme admettant la fabrication pour es- tampage dans la feuille de métal, forme que l'on voit aux figures 5 à 7, A cet effet, on pourra former chacun de ces grains d'une pièce rectangulaire de tôle métallique dans laquelle ou découpe
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à l'estampe trois encoches 5 pour les billes qui viennent en contact avec le tube 3 ;
en leurs extrémités, les pièces de métal sont recourbées ou roulées, comme en 12 de manière à for- mer des surfaces d'appui extrêmes grâce auxquelles les éléments cylindriques, complètement achevés;, peuvent porter l'un contre l'antre sans se coincer. La pièce de métal, ayant été ainsi formée, est découpée à l'estampe pendant ou après l'opération d'estampage précitée et reçoit la forme d'un grain de chapelet rétréci vers les extrémités.
Selon une autre forme d'exécution représentée à la figure 8, l'arbre flexible 1. est supprimé et les éléments 2 formant grains de chapelet sont reliés entre eux, comme en la Ces éléments peuvent être pleins ou creux et sont tous légère- ment coniques; ils comprennent un bossage plat il percé d'une ouverture et sont reliés l'un à l'autre par un anneau 13 qui traverse les ouvertures de deux bossages adjacents; ils portent des billes 6 entrant en contact avec le tube 3.
Selon une autre forme d'exécution, représentée aux fi- gares 9 à 12, on supprime les billes et on forme au milieu des grains .3 des sommets pointus ou des crêtes 15 qui entrent en contact avec le tube extérieur le long de points ou de lignes et qui, par conséquent, agissent comme des roulements à billes. Ces éléments sont vissés sur l'arbre flexible 1.
Selon une autre forme d'exécution représentée à la figure 17, les billes ± sont supprimées et les éléments en grains de chapelet ?,, enfilés sur 1 arbre flexible 1, ont la forme dthaltères et sont en contact avec le tube 3 par leurs extrémités;; ils produisent donc les mêmes effets que les paliers à billes., Des petits ressorts à boudin 16 sont disposés entre les grains de chapelet et pénètrent par leurs extrémités dans les cavités 17 taillées dans les extrémités des grains de chapelet.
Dans le cas de la rotation et des mouvements soumettant l'organe flexi- ble à la tension, celle-ci est transmise par l'arbre flexible
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lui-mfme; par contre, quand ie mouvement soumet l'organe flexi- ble à la compression, les effets se transmettent aussi bien par les grains de chapelet et les ressorts que par l'arbre flexible.
Selon une autre forme d'exécution, que l'on voit à la figure 18, l'arbre flexible 1 repose sur des billes 18 qui sont en contact avec lui, ainsi qu'avec le tube 3, et qui sont séparées les unes des autres par des ressorts très serrés.
Selon une autre forme d'exécution représentée à la figure 19, l'arbre flexible est porté par des billes 19 qu'il touche et qui sont maintenues en place par des rondelles coni- ques 20 qui touchent également le tube 3.
Selon une autre forme d'exécution représentée aux fi- gures 20 et 21, l'arbre flexible 1 est porté par des rouleaux 21 à bouts hémisphériques, disposés parallèlement à l'arbre. Ces rouleaux touchent à l'arbre flexible et au tube 3 et sont main- tenus en place par une cage tubulaire 23, contenue à l'intérieur du tube 3. et pénétrant dans des rainures 22 des rouleaux.
Selon une autre forme d'exécution représentée figures 22 et 23, un châssis tubulaire 24, établi à poste fixe à l'inté- rieur dutube 3, porte l'arbre flexible 1; il est découpé en plusieurs endroits de façon à avoir une surface d'assise réduite etest consolidé par le tube 3.
Selon une autre forae d'exécution que l'un voit aux figures 24 et 23, l'arbre flexible s'appuie sur des rondelles 25 présentant en 26 des oeillets à bords arrondis ou à surfaces de contact centraleset découpées comme l'indique la figure 27.
Des tronçons tubulaires,38 maintiennent l'écartement entre les rondelles qu'ils fixent à l'intérieur dutube 5.
Selon une autre forme d'exécution, représentée aux fi- gures 26 et 27, l'arbre flexible 1 est porté par des rouleaux 29 disposés transversalement, suivant deux directions perpendicu- laires entre elles. Les rouleaux 29 touchent à l'arbre flexible et sont maintenus par un tube de support 30, fixé à l'intérieur
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du tube .3 et celui-ci retient les rouleaux dans leurs logements à l'intérieur du tube 30.
Selon une autre forme d'exécution, représentée aux figures 28 et 29, l'arbre flexible 1 s'appuie sur des billes 31 qui sont en contact avec lui et qui pénètrent dans les cavités 32 taillées dans le tube 3; elles y sont maintenues par des colliers 33 comportant des rebords latéraux ou creusés en forme de canal. Un des rebords latéraux de chacun des colliers est enlevé, en certains endroits, comme on voit en 34 pour qu'on puisse l'introduire par dessus les billes et lui donner ensuite une légère rotation pour caler ces dernières.
Au lieu de constituer comme il a été dit les supports soutenant les billes, ou les éléments analogues leur permettant de tourner, on peut leur donner la forme usuelle comprenant une surface de contact intérieure et une surface annulaire de contact extérieure, les billes étant disposées entre ces deux surfaces d'appui.
Par exemple, l'arbre flexible 1 peut être établi à l'intérieur du tube 3 par des billes en contact avec une voie de roulement intérieure 36 et une voie extérieure 37. La voie intérieure 36 est fixée à l'arbre flexible .1 au moyen d'organes à,bagues et vis calantes 38 - 39 = Chaque support à billes est ainsi séparé du support voisin d'une distance que l'on peut faire varier suivant la courbure que l'on veut donner au tube de,guidage. Des supports à billes de ce genre peuvent également servir à étayer un organe rotatif extérieur sur un fil métallique ou une tige de guidage, selon une disposition qui sera décrite ci-après; la voie de roulement intérieure 36 est, en pareil cas, fixée au cordon, ou tige de guidage.
A la place d'un mécanisme de commande à organe flexible logeant dans un tube de guidage ex- térieur, on pourra utiliser un organe flexible monté sur une tige ou un fil métallique suffisamment flexible pour prendre la
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forme que l'on désire lui donner, ou bien l'organe flexible pourra entourer la tige, ou le fil.
Sous une pareille forme d'exécution le dispositif est représenté aux figures 33 et 34; l'organe central de guidage ou de support 40 comprend un fil métallique de section circu- laire sur lequel sont enfilés de petits éléments cylindriques 41 formant grains de chapelet. A l'intérieur, la surface de chaque cylindre est légèrement évasée vers les extrémités, comme en.42.; au milieu du cylindre on a disposé des billes dans les cavités de la paroi intérieure suivant une place per- pendiculaire à, l'axe 3. Les cylindres pourront être assemblés entre eux par des fils métalliques parallèles à l'organe de support 40 et traversant des ouvertures 45 des parois des cylin- dres. On utilisera, par exemple, deux ou trois fils de ce genre également espaces les uns des autres autour de l'organe 40.
Un disposition de ce genre peut transmettre des mouvements de translation dans les deux sens, ainsi que des rotations.
Au lieu d'utiliser des billes comme c'est représen- té à la figure 33, on peut former au milieu des grains de chape- let 41 des saillies 46 entrant en contact avec l'organe de sup- port et agissant à l'instar des supports à billes décrits précédemment (voir figures 35 et 36). De même, au lieu d'emplo- yer des fils métalliques traversant les cylindres, comme ceux décrits di-dessus, on pourra relier entre eux les organes cylin- driques adjacents 41 à l'aide de bagues !il.. (figure 32) qui tra- versent des facettes ou bossages -,la prolongeant, d'un côté ou de l'autre, les organes cylindriques.
Au lieu de fixer l'arbre flexible 1 à un dispositif commandé ou transmettant la commande, tel que $ (figure 4), on peut le faire passer à travers un élément tubulaire, taraudé et fendu 49, sur lequel se visse une douille 50 comme c'est indi- qué à la figure 13. On entoure d'un fil métallique 51 le bout extérieur fendu de l'élément 49 et on réunit de façon permanente,
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par soudure, l'arbre flexible;, le fil métallique et l'extrémité fendue.
Le bout intérieur de la douille 50 comporte une tête 51 destinée à pénétrer dans le tube 3. et à buter contre le dernier grain de chapelet 51. En faisant tourner la douille 50, on peut tendre suffisamment l'arbre flexible pour supprimer le mou ou pour régler l'orientation relative des deux grains de chapelet autour d'une fente,, En 52 se trouve un écrou servant à verrouil- ler ensemble les éléments 49 et 50. Le bout externe de l'élément 49 est fortement vissé dans une pièce d'extrémité 53 clavetée en 54 à l'organe de commande, ou organe commandé 55.
D'ailleurs, au lieu de rendre la douille 50 mobile à l'intérieur du tube 3, on peut aussi bien prolonger 1+organe flexible au delà du tube (figure 14) de manière à doter le mécanisme d'un bout flexibleo
On pourra former ce bout flexible, également en em- prisonnant l'arbre 1 dans un ressort hélicoïdal 57 (figure 15) venant aboutir par un de ses bouts contre l'élément tubulaire 49 et s'appuyant par son autre bout contre un épaulement de l'or- gane commandé, ou de commande 55.
Aulieu d'assujettir l'extrémité de 1?arbre flexible 1 de la manière indiquée à la figure la, on peut également défaire les extrémités des deux brins et les serrer dans une pièce coni- que 58, comme c'est représenté à la figure 16.
Si les grains de chapelet cylindriques sont enfilés sur une tige ou sur un fil métallique et sont réunis entre eux par des fils métalliques 44, comme c'est représenté aux figures 33 à 36, on peut assujettir les fils à une seule pièce d'an- crage 59 (figure 37); les fils métalliques s'étendent ainsi à travers les éléments tubulaires 60 auxquels ils sont fixés par soudure, ou d'une autre manière, et dont la position peut être réglée à l'intérieur de/la pièce d'ancrage.
On pourra constituer une extrémité flexible commune en emprisonnant un câble 61 dans un ressort hélicoïdal bien serré 62, prenant appui d'une part sur un bossage 63 de la pièce d'ancrage et d'autre part sur un épau-
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-lement de l'organe commandé/ou de commande 64, les extrémités du câble,5,1 étant fixées respectivement à la pièce d'ancrage et à l'organe 64.
Au lieu de juxtaposer les grains de chapelet, ou éléments cylindriques, .il. comme sur la figure 37, on peut les séparer par des ressorts hélicoïdaux très serres .65., entourant les fils métalliques (figure 38).
L'arbre flexible sera de préférence du type connu comprenant, en superposition, des couches de fil tressé, enroulé alternativement dans l'un et l'autre des deux sens, de façon à constituer un câble ou arbre inextensible. L'organe en question pourra aussi être fait différemment.
L'élément de support pourra aussi bien être flexible, au lieu d'être rigide comme il a été' dit à propos des divers modes de réalisation que représentent les dessins.
En général, on notera que les formes particulières d'exécution du mécanisme de commande à distance décrites dans ce qui précède n'ont été citées qu'à titre d'exemple et peuvent subir de nombreuses modifications de détails.
Des mécanismes pareils à celui qui fait l'objet de la présente invention servent à transmettre des mouvements sur des distances de plusieurs mètres ; on les utilise, par exemple, pour actionner des interrupteurs de courant électrique, pour commander des appareils à bord des aéronefs etc...etc... Ils servent également à transmettre l'énergie, par exemple lorsqu'il sfagit d'actionner des outils.