Procédé de fabrication d'un dispositif à came optique, dispositif obtenu par ce procédé et appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé de fabrication, d'un dispositif à came optique dans le quel le profil de came désiré est représenté sur une feuille par une ligne courbe formée de taches for mant un contraste, en ce qui concerne les propriétés de transmission de la lumière,
avec le fond consti tué par les parties adjacentes de la feuille. Un tel dispositif peut être utilisé conjointement à un fais ceau de lumière tombant sur des, moyens photo électriqucs pour commander par came un mouve ment mécanique avec une très haute précision. L'in vention a pour but de fournir un procédé simple et efficace pour produire ce dispositif avec une très grande précision.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est carac térisé en ce qu'on effectue des mouvements relatifs, entre un élément sensible et une ouverture pour le passage de la lumière, par pas successifs correspon dant aux coordonnées de points successifs du profil de came, on concentre la lumière provenant d'une source, pour chacun de ces pas, à l'aide de l'ouver ture, sur une zone de l'élément sensible,
de manière qu'une tache de forme semblable à celle de l'ouver ture soit enregistrée sur ledit élément sensible, et on forme ensuite par un procédé photographique, à par tir de cet élément ainsi impressionné, une feuille présentant ladite ligne de taches formant contraste avec les parties adjacentes de la feuille et consti tuant une représentation optique du profil de came défini par lesdites, coordonnées.
Il est préférable d'utiliser comme dispositif à ca me optique le négatif obtenu après développement de l'élément sensible, mais on peut aussi utiliser le négatif pour tirer un positif dans lequel une ligne de taches translucides sur un fond ;sombre ou opaque constitue la représentation optique du profil de came désiré.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé cité plus haut, caractérisé en ce qu'il comprend un support pour un élément photographique sensible, une unité pho- tographique comprenant une ouverture et des moyens pour concentrer à volonté la lumière prove nant d'une source, à l'aide de l'ouverture sur une zone de l'élément sensible,
et des moyens pour effec tuer des mouvements relatifs pas à pas entre le sup port et l'unité photographique selon lesdites coor données, de manière que dans chaque position l'unité photographique puisse être actionnée pour exposer ladite zone de l'élément sensible à la lumière, dans le but qu'une feuille puisse être formée ensuite par un procédé photographique, à partir de cet élément ainsi impressionné,
de façon à présenter ladite ligne de taches formant contraste avec les parties adja centes de la feuille et constituant une représentation optique du profil de came défini par lesdites coor données.
En pratique, il est souvent avantageux d'utiliser le support également pour porter le négatif après développement dans son emploi subséquent comme dispositif à came pour la commande d'un mouve ment, et dans ce but le support peut comprendre trois arrêts avec lesquels coopèrent trois parties meu lées sur le bord de l'élément afin qu'après avoir retiré l'élément du support pour son développement, l'élé ment puisse être remis exactement en place.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif obtenu par le procédé selon l'invention, un appareil pour la mise en ouvre de ce procédé et un appareil pour l'utilisa tion du dispositif.
La fig. 1 est une vue schématique partielle de la première forme d'exécution du dispositif.
Les fig. 2 et 3 sont respectivement une vue en plan et une vue en élévation de l'appareil pour la mise en ouvre du procédé.
Les fig. 4 et 5 sont respectivement une vue en plan et une vue en élévation d'un appareil utilisant ce dispositif.
La fig. 6 montre un détail de l'appareil repré senté aux fig. 4 et 5.
La fig. 7 est une vue schématique partielle de la seconde forme d'exécution du dispositif.
La fig. 8 est une vue en plan d'une variante de l'appareil représenté aux fig. 2 et 3.
La fig. 9 montre une variante d'une unité repré sentée aux fig. 2 et 3.
L'appareil représenté aux fig. 2 et 3 comprend un disque A monté pour tourner autour d'un axe vertical fixe Al et portant un prolongement B sur un côté, constituant un support pour une plaque pho tographique sensible C. Ce prolongement B présente une fente arquée D d'une longeur et d'une largeur déterminées de façon à couvrir les domaines de mou vements angulaires et radiaux nécessités par le profil de came désiré. La plaque sensible C est d'une di mension suffisante pour couvrir cette fente.
Afin d'assurer une position précise à la plaque C sur le support B, la plaque présente deux parties Cl, C2 sur l'un de ses côtés latéraux et une partie C3 sur l'un de ses bords extrêmes qui sont meulés pour former des méplats engageant respectivement trois chevilles de position Bl, B', B3 sur le support B.
Ce dernier comprend aussi des pinces B4 qui peuvent être serrées pour maintenir fermement la plaque C en place quand elle a été correctement placée contre les chevilles.
Une unité photographique est logée dans une chambre fermée E constituée par une console s.'éten- dant depuis une base El qui peut glisser dans des guides rectilignes F de précision, ces guides étant orientés de manière que l'axe optique vertical El de l'unité se déplace en direction radiale par rapport à l'axe A1 du disque A quand la base de la chambre glisse le long des guides.
Ce mouvement de glisse ment le long des guides F est effectué sous la com mande d'un micromètre Fl selon les dimensions cal culées définissant le profil de la came, comme on le verra plus loin.
La chambre E présente une petite ouverture cir culaire G alignée exactement sur l'axe optique El de l'unité et disposée juste au-dessus de la surface de la plaque C. Une source de lumière E' est dispo sée dans la chambre E verticalement au-dessus de l'ouverture G, cette source étant constituée par une lampe électrique, un condenseur E3 et un objectif E4 destiné à concentrer la lumière provenant de la source sur la partie de la plaque sensible C exposée à travers l'ouverture G.
Un volet E--l est monté entre la source E2 et l'ouverture G pour intercepter la lumière avant l'ouverture. Ce volet peut être ouvert à volonté à l'aide d'un mécanisme non représenté actionné par un bouton E6 sur la chambre E, pour permettre à la lumière de passer à travers l'ouverture G. La chambre E est agencée de manière qu'aucun rayon de lumière provenant de la source Ez ne passe à travers l'ouverture G quand le volet E5 est dans sa position fermée normale.
Le disque A portant le support B pour la plaque C peut tourner autour de son axe Al sous l'action d'un bras A= et d'une tige de connexion A3, com mandée par un secteur H rotatif portant une échelle graduée Hl de précision portant des graduations éga lement espacées et coopérant avec un index mar qué sur une console fixe H-, un microscope H3 per mettant de viser l'échelle pour assurer la précision du mouvement de rotation du disque A.
On utilise des moyens non représentés pour protéger la plaque sensible C de la lumière utilisée pour voir l'échelle Hl.
Quand on veut fabriquer un dispositif à came optique, on place une plaque sensible C sur le sup port B, ses parties Cl, C2, C3 étant engagées avec les chevilles Bl, B9, B3, et on la serre dans cette position sur le support B.
L'échelle Hl, vue dans le micro scope H3, est amenée à zéro à l'une de ses extrémités, de sorte qu'une extrémité de la fente D au-dessous de la plaque sensible C est amenée à proximité de l'ouverture G de l'unité photographique. Le micro mètre Fl est alors réglé à la valeur désirée, selon la mesure correspondant à cette position zéro, ce qui déplace l'unité photographique le long des guides F.
Quand les parties ont été correctement réglées dans ces positions, on presse sur le bouton EE pour ouvrir le volet E5 et exposer ainsi une petite surface ronde de la plaque C au faisceau de lumière passant à travers l'ouverture G. On relâche le bouton Es après le temps d'exposition voulu pour refermer le volet E5 et couper la lumière à travers l'ouverture G.
L'échelle Hl est alors réglée sur la graduation suivante, de sorte que la plaque sensible C tourne autour de l'axe A1 du disque A d'un petit angle, et le micromètre FI est réglé selon la mesure correspon dant à cette graduation. On presse à nouveau le bouton E6 pour exposer une nouvelle surface ronde de la plaque C.
L'échelle Hl est ensuite déplacée sur la pro chaine graduation, le micromètre Fi est à nouveau réglé, et le bouton EE est à nouveau pressé afin d'ex poser une troisième surface ronde de la plaque sen sible C. Ce cycle d'opérations est répété pour chaque graduation de l'échelle Hl, exposant ainsi une ligne de .surfaces rondes sur la plaque C, une surface après l'autre, cette ligne étant courbe et représentant le profil de came désiré selon les dimensions calcu lées appliquées au micromètre dans chaque position.
Quand toutes les surfaces ont été exposées, la plaque C est retirée du support B et développée pour donner un négatif présentant une ligne courbe de points ronds sombres ou opaques sur un fond translucide.
Le négatif est utilisé tel quel, de préfé rence, pour constituer le dispositif à came optique, mais on peut aussi utiliser une nouvelle plaque sen sible exactement de mêmes dimensions et de même forme que la plaque précédente, la nouvelle plaque étant imprimée à partir du négatif pour donner un positif présentant une ligne de points ronds trans lucides sur un fond sombre ou opaque, ce positif étant utilisé comme dispositif à came optique.
La fig. 1 montre schématiquement et à grande échelle une partie d'une forme d'exécution du dispo sitif à came optique. Les points J sont représentés par leur cercle périphérique, ces points pouvant être opaques ou translucides. La forme réelle du profil de came est représentée par la ligne Ji des centres de ces points.
La grandeur de chaque mouvement angulaire de la plaque C est choisie de préférence de manière à être sensiblement plus petite que celle correspondant à la dimension de chaque point J exposé .sur la plaque, de manière que les points se chevauchent les uns les autres et forment une ligne courbe continue. Les, lignes J2 passant par les centres des points J sont les lignes radiales partant de l'axe Ai du disque A, le long desquelles les,
positions des points sont déterminées selon les dimensions cal culées.
Un tel dispositif à came, obtenu photographique ment comme indiqué, qu'il soit constitué par un néga tif ou par un positif, peut être utilisé pour l'applica tion mentionnée plus haut, à savoir la commande de mouvements mécaniques.
Ainsi, un appareil de commande de mouvements comprend, en combinai son avec le dispositif à came optique, une source de lumière, des moyens pour diriger la lumière de la source sur une petite ouverture adjacente à la ligne de points du dispositif à came, des moyens photo électriques sensibles au déplacement latéral de l'ou verture relativement à la ligne de points,
des moyens électriques sensibles à la sortie des moyens photo électriques pour produire un mouvement relatif entre le dispositif à came et la petite ouverture, afin de corriger ce déplacement latéral, et des moyens. pour effectuer le mouvement commandé désiré en fonction de ce mouvement de correction.
Un tel appareil, représenté aux fig. 4 et 5, utilise pour maintenir le dispositif à came optique le même support B utilisé pour supporter la plaque sensible C lors de la fabrication par photographie du dispo sitif.
Dans ce but, comme mentionné précédemment, la plaque C présente des parties meulées Ci, C2, C3 sur ses bords, destinées à s'engager avec des che villes de position. B1, B2, B3 sur le support, pour que la plaque, après, développement, 'soit replacée avec une haute précision dans la même position sur le support. L'unité photographique est alors retirée et remplacée,
avec 1e même montage, par une autre unité comprenant les parties principales de l'appareil de commande de mouvements, de manière que le mouvement de correction se fasse exactement dans la même direction que le mouvement commandé par micromètre de l'unité photographique. On est cer tain ainsi, quand le disque A portant le dispositif à came est mis en rotation, que le mouvement de correction se produit strictement en accord avec les dimensions définissant le fonctionnement du micro mètre Fi pendant le processus,
photographique.
Cette unité de commande comprend une chambre K enfermant une source de lumière Ki et une lentille K72 pour concentrer la lumière de la source à travers une petite ouverture K3 dans la base de la chambre sur le dispositif à came optique constitué par la pla que C.
La lumière passe à travers les. parties trans lucides de la plaque sur un dispositif de déviation L destiné à diviser le faisceau de lumière en deux parties qui sont envoyées respectivement sur des cel lules photoélectriques Li et L2.
Les sorties, de ces cellules sont appliquées soustractivement à un cir cuit électrique commandant le fonctionnement d'un moteur électrique réversible M. La chambre K et une chambre L3 contenant le dispositif de déviation et les. cellules sont montées sur un long bras N tour nant autour d'un pivot Ni, la longueur du bras et la position du pivot étant telles que le mouvement de l'unité K, L3 se fait pratiquement radialement par rapport à l'axe Ai.
Le moteur M, par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin Mi, M2, entraîne un arbre M3 engagé par vissage avec une console 01 montée sur une base O, qui ;supporte le moteur M et qui est serrée en position dans les guides fixes F utilisés pendant la fabrication photographique du dis positif à came. L'extrémité filetée de l'arbre M3 bute contre le bras N qui est également couplé à la console 01 par un ressort N2.
Le sens de rotation du moteur M est déterminé en fonction de la différence des. courants de sortie des deux cellules Li, L2, de manière qu'un mouve ment de correction soit appliqué par le moteur à l'unité de commande des mouvements K, L3,
afin que cette unité effectue de petites oscillations de part et d'autre de la position relative correcte déterminée par le dispositif à came optique.
Quand on utilise un négatif comme dispositif à came, la petite ouverture K3 de l'appareil de com mande de mouvements (fig. 6) est plus grande que l'ouverture utilisée pendant le processus, photogra phique, de manière que la petite surface du négatif exposée à travers l'ouverture K3 comprenne non seu lement une partie de la ligne de points J,
mais aussi une petite surface translucide de chaque côté de cette ligne. Ainsi, la ligne sombre de points divise le fais ceau de lumière passant à travers la petite ouverture K3 en deux parties qui sont déviées par le dispositif de déviation L respectivement sur les dieux cellules photoélectriques Li, L2. Si on utilise un positif comme dispositif à came,
on peut utiliser une ouverture de la même largeur que la première ou plus grande, mais, dans chaque cas, conjointement avec un réti cule qui est fixé relativement à la petite ouverture et présente une marque rectiligne opaque qui divise la lumière passant à travers l'ouverture et à travers les points en deux parties qui sont déviées, par le disposi- tif de déviation respectivement sur les deux cellules.
Ce réticule peut être monté dans la paroi supérieure de la chambre L3, la marque rectiligne opaque étant disposée immédiatement au-dessous du bord du dis positif de déviation L.
Il est clair que l'appareil décrit ci-dessus est des tiné premièrement à la fabrication d'un dispositf à came dans lequel la ligne de came effective, c'est- à-dire la ligne dés centres des points, se distingue seulement par des quantités relativement faibles d'un cercle centré sur l'axe Al, car il est nécessaire, pour que le fonctionnement soit satisfaisant, que cette ligne de came ne présente jamais un angle supérieur à 30 degrés, relativement au bord actif du dispositif de déviation L,
afin que la partie de la ligne de points au-dessous de l'ouverture K3 ne couvre pas complè- tement le bord du dispositif de déviation. Dans les cas où le mouvement mécanique recherché nécessite d'être commandé par un dispositif à came présen tant de plus grandes déviations vis-à-vis d'un cercle, il est encore possible d'utiliser l'appareil décrit ci- dessus,
pourvu que les dimensions calculées déter minant la forme du dispositif à came optique soient diminuées dans un rapport de réduction suffisant pour amener des déviations comprises dans les limi tes praticables indiquées; plus haut.
Pour compenser une telle réduction, on incorpore un levier ou autre dispositif introduisant un rapport d'agrandissement correspondant au rapport de réduction dans le méca nisme de transmission, pour effectuer le mouvement mécanique recherché en accord avec le dispositif à came.
Il est évident que le procédé décrit pour la fabri cation du dispositif à came optique peut être mis en ouvre de diverses façons. Ainsi, par exemple, au lieu d'utiliser des points ronds, généralement préfé rables par le fait que la courbure de la ligne de points présente ainsi une continuité satisfaisante quand les points se chevauchent les uns les autres,
l'ouverture photographique peut présenter une autre forme, par exemple elle peut être rectangulaire de manière que les taches sombres isur le négatif se présentent sous forme de lignes droites P courtes et relativement minces (fig. 7).
De même, les, mouvements égaux pas à pas peu vent être commandés par un second micromètre, au lieu d'utiliser une échelle mobile observée à travers un microscope. Une belle variante est représentée à la fig. 8, qui permet aussi de montrer une variante du procédé dans laquelle on utilise des coordonnées rectangulaires et non polaires. Dans ce cas,
la pla que photographique sensible C, le support B et la fente D sont de forme rectangulaire et non arquée, mais ces éléments sont par ailleurs disposés comme représenté aux fig. 2 et 3 et le support B est porté par une base Q glissant dans des guides fixes<B>QI</B> disposés perpendiculairement aux guides F portant l'unité photographique. Les mouvements égaux pas à pas se font
ainsi le long des guides 01, au lieu de se faire par rotation autour d'un axe, et ils peu vent être commandés par une échelle observée à tra vers un microscope ou, comme représenté à la fig. 8, par un second micromètre Q . Le fonctionnement de cette variante est évident et n'a pas besoin d'être décrit.
On peut utiliser diverses inversions des mouve ments en coordonnées polaires ou en coordonnées rectangulaires. Par exemple, les mouvements égaux pas à pas peuvent être appliqués à l'unité photogra phique et les mouvements selon les dimensions cal culées à la plaque sensible photographique. Ou encore, les, deux mouvements peuvent être super posés, et appliqués à l'un des deux éléments consti tués par l'unité photographique et par la plaque, les autres pièces étant maintenues fixes.
Dans l'appareil représenté aux fig. 2 et 3, la posi tion de l'ouverture G à proximité étroite de la plaque photograpique C permet de définir la forme des points enregistrés sur la plaque, mais en pratique on a trouvé qu'on peut obtenir la meilleure netteté de l'image des points en ménageant une ouverture dans la chambre E et en utilisant un objectif pour mettre exactement au point l'ouverture sur la plaque pho tographique.
Une telle variante est représentée à la fig. 9. Elle comprend une ouverture Gl et une source de lumière E2 dont la lumière est concentrée sur l'ouverture par une lentille-condenseur G?, l'ouver ture Gl étant mise au point sur la plaque photogra phique C à l'aide d'un objectif G3. Dans cette va riante, le volet E5 est disposé juste au-dessous de l'ouverture Gl.