EP0058281B1

EP0058281B1 - Dispositif de commande électrique d'un organe d'actionnement

Info

Publication number: EP0058281B1
Application number: EP81401626A
Authority: EP
Inventors: Jean Barge
Original assignee: Aciers et Outillage Peugeot SA
Current assignee: CAMBIO RAGIONE SOCIALE;ECIA - EQUIPEMENTS ET COMPO
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1985-01-16
Also published as: EP0058281A1; DE3168368D1; YU314481A; FR2500043A1; US4454776A; ES509271A0; ES8302836A1; FR2500043B1

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande électrique d'un organe d'actionnement linéaire notamment pour la commande d'une serrure de portière de véhicule automobile.
D'après le US-A-3 157 042, on connaît un dispositif de commande électrique du type énoncé dans le préambule de la revendication 1. Dans ce document, le dispositif de commande est une serrure et l'organe d'actionnement est un pêne permettant la-fermeture d'une porte. Ce pêne est déplaçable linéairement dans un carter d'où il peut brusquement sortir jusqu'à atteindre une position de butée, sous l'action d'un ressort. Ce dispositif comporte des moyens de blocage qui sont destinés à maintenir le pêne dans sa position rentrée à l'encontre de l'action du ressort et des moyens pour entraîner sous l'action d'un moteur électrique le déplacement du pêne à l'encontre du ressort jusqu'au blocage du pêne par les moyens de blocage, des moyens pour couper l'alimentation du moteur électrique après le blocage du pêne et des moyens reliés à un organe de commande pour rétablir l'alimentation du moteur électrique.
Il est à noter que dans le dispositif du brevet US-A-3 157 042, le pêne est libéré par un organe complémentaire totalement indépendant du moteur électrique et qui est manoeuvré au moment de la fermeture de la porte dans laquelle cette serrure est incorporée, lorsque cet organe est repoussé dans la serrure par la feuillure entourant la porte.
L'invention a pour but de fournir un dispositif de commande électrique pouvant commander notamment une serrure, dans lequel le moteur électrique peut à la fois exécuter la commande pour la libération de l'organe d'actionnement et armer le dispositif en comprimant le ressort et en rentrant l'organe d'actionnement afin de préparer une nouvelle action, immédiatement après avoir exécuté ladite action.
L'invention a donc pour objet un dispositif de commande électrique à organe d'actionnement linéaire, notamment pour la commande d'une serrure dans lequel l'organe d'actionnement est déplaçable linéairement dans un carter d'où il peut brusquement sortir jusqu'à atteindre une position de butée, sous l'action d'un ressort, ce dispositif comportant des moyens de blocage qui sont destinés à maintenir l'organe d'actionnement dans sa position rentrée à l'encontre de l'action du ressort et des moyens pour entraîner, sous l'action d'un moteur électrique, le déplacement de l'organe d'actionnement à l'encontre du ressort jusqu'au blocage de celui-ci par les moyens de blocage, des moyens pour couper l'alimentation du moteur électrique après le blocage de l'organe d'actionnement et des moyens reliés à un organe de commande pour rétablir l'alimentation du moteur électrique, ce dispositif de commande électrique étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens actionnés par ledit moteur électrique pour libérer l'organe d'actionnement des moyens de blocage lorsque ledit organe se trouve en position rentrée.
L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution illustrant, à titre d'exemple, un dispositif de commande électrique d'ouverture d'une serrure d'un véhicule, telle que décrite dans le brevet FR-A-2 439 284.
Aux dessins annexés:

la fig. 1 est une vue de face en coupe du dispositif selon l'invention;
la fig. 2 est une coupe suivant 2-2 de la fig. 1;
la fig. 3 est une vue arrière du dispositif représenté à la fig. 1;
les figures 4 et 4A, 5 et 5A, 6 et 6A sont des vues analogues respectivement aux vues des figures 1 et 3 qui représentent les différentes phases du fonctionnement;
la fig. 7 est un schéma électrique d'un dispositif d'arrêt instantané du moteur; et
les figures 8 et 9 sont des vues en coupe analogues à la fig. 2 représentant des variantes du dispositif d'entraînement.

Le dispositif représenté sur la fig. 1 comprend un carter 1 muni d'un orifice cylindrique 2 à parois verticales dans lequel coulisse un marteau cylindrique 3. Le marteau 3 comporte une base cylindrique 4 plus large en forme de coupelle renversée qui vient coiffer un ressort hélicoïdal 5. Le ressort 5 prend par ailleurs appui sur une base 6 solidaire du carter 1 et tend à repousser vers le haut le marteau 3 jusqu'à ce que la base 4 vienne rencontrer une butée élastique 7 fixée sur le carter 1 et entourant la base de l'orifice 2.
Le carter 1 est en outre traversé par un arbre 8 vertical tourillonnant dans deux paliers 9 et 10 fixés sur ce carter. Cet arbre est entraîné en rotation par un moteur électrique M à inducteur constitué d'aimants permanents représenté schématiquement sur la fig. 3. L'arbre porte à l'intérieur du carter une vis sans fin 11. Cette vis sans fin 11 engrène avec un pignon 12 disposé latéralement sur une roue 13 tourillonnant sur un arbre horizontal 14. L'arbre 14 est fixé dans une nervure annulaire 15 solidaire du carter 1. En variante, l'arbre 14 peut être mobile par rapport au carter et la roue fixe sur l'arbre 14.
Dans l'exemple représenté, la roue 13 possède quatre dents telles que 16, espacées régulièrement, et disposées à la périphérie de cette roue sur la partie de la roue adjacente à celle portant le pignon 12.
Les dents 16 coopèrent chacune leur tour avec une dent 17 que présente un appendice 18 solidaire de la base 4 du marteau 3 et disposé latéralement le long du ressort 5.
La dent 17 est disposée de façon telle que le marteau 3 étant en position haute une dent telle que 16 vienne s'appliquer contre la dent 17 et entraîne le déplacement du marteau 3 jusqu'à une position basse où elle la libère. Les profils des dents 16 et 17 qui coopèrent sont des profils conjugués, par exemple du type développante normalisée pour la dent 16 et crémaillère pour la dent 17.
L'appendice 18 possède en outre sous la dent 17 un cran 19 sur lequel vient s'accrocher, juste avant que le marteau soit en position basse, le bec d'accrochage 20 d'un cliquet 21 mobile sur un arbre horizontal 22 disposé au fond du carter 1. Ce cliquet 21 est constamment sollicité suivantf par un ressort de rappel non représenté. En outre, la surface inférieure du cran 19 présente un profil incliné de manière à repousser le bec d'accrochage 20 incliné du cliquet 21 lorsque le marteau est entraîné vers le bas jusqu'à ce que le ressort de rappelj_-place le cliquet dans sa position d'accrochage sur le cran 19 du marteau 3. La tête 21¹ du cliquet 21 est disposée de façon à être sur la trajectoire de la dent 16 de la roue 13, de façon que la dant 16 repousse le cliquet lors de la rotation ultérieure de la roue.
La roue 13, qui est réalisée en un matériau électriquement isolant (matière plastique moulable par exemple) présente, comme représenté sur la fig. 3, sur le côté 23 voisin des dents 16, quatre bossages 24 régulièrement répartis à la périphérie de la roue, délimités par des secteurs angulaires d'angle α, la périphérie de la roue et un cercle concentrique.
Une plaque annulaire 25 conductrice de l'électricité, comprenant des découpes épousant les bossages 24 et ayant une épaisseur égale à la hauteur des bossages 24 est fixée sur la face 23, par exemple par clipsage.
Comme représenté sur la fig. 3, deux balais électriques respectivement 26 et 27 sont fixés sur le carter 1 et isolés électriquement de celui-ci. Ces balais sont constitués par des lames de ressort monoblocs ou à extrémités rapportées qui sont disposées parallèlement l'une à l'autre. Le balai 26 est encontact avec la plaque 25 dans la zone centrale de la plaque annulaire 25, alors que le balai 27 est en contact avec la plaque annulaire au voisinage de sa périphérie et quitte ce contact lorsqu'il se trouve sur un bossage 24. Les balais 26 et 27 sont disposés de telle façon que le balay 27 vienne sur un bossage 24 lorsque le marteau 3 est en position basse.
Le balai 27 est relié électriquement, d'une part avec le pôle + de l'alimentation électrique et, d'autre part, avec l'une des bornes du moteur par l'intermédiaire d'un interrupteur 28 dont la fermeture est commandé par un bouton poussoir.
Le balai 26 est relié électriquement avec la même borne du moteur que le balai 27, l'autre borne du moteur étant reliée au pôle - de l'alimentation.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Séquence a: Attente (figures 1 et 3)
Le balai 27, en appui sur un bossage 24, n'est pas relié électriquement avec le balai 26 et le moteur M, qui n'est donc pas alimenté, est à l'arrêt.
Dans cette position, le ressort 4 est comprimé et le cliquet 21 retient le marteau 3.
Une dent 16 de la roue 13 est en arrêt devant la tête du cliquet 5, à une distancer permettant le démarrage ultérieur «à vide» du moteur.

Séquence b: Ordre d'ouverture

L'usager appui sur le bouton poussoir de l'interrupteur 28. Cette fermeture assure alors l'alimentation directe du moteur qui démarre et provoque la rotation de la roue 13.
La durée de l'impulsion donnée au bouton poussoir permet au balai 27 de quitter le bossage 24 et d'entrer en contact avec la plaque annulaire 25 et donc de transmettre sa polarité au balai 26 et donc au moteur M. Le moteur M est donc auto-alimenté et on peut relâcher le bouton poussoir de l'interrupteur 28.
Le moteur conserve ainsi son alimentation et permet le déroulement des séquences suivantes (jusqu'à une nouvelle rencontre du balai 27 avec le bossage suivant).

Séquence c: Ouverture (figures 4 et 4A)

La dent 16 de la roue 13 devant le cliquet 21 repousse ce cliquet. Le marteau 3 est libéré brusquement. Le ressort 5 se détend et entraîne le marteau 3 suivant F. Le levier 29 (représenté sur la fig. 1 ) est alors entraîné en rotation autour d'un arbre 30 et la serrure est déverrouillée. L'effort exercé par le marteau 3 sur le levier 29 est directement fonction de la force du ressort et de la masse du marteau. La butée élastique 7 absorbe l'énergie de fin de course et empêche le choc du marteau 3 sur le carter, limitant ainsi le bruit de fonctionnement.

Séquence d: Début armement (figures 5 et 5A)

La dent 16 de la roue 13 qui a repoussé le cliquet 21 est toujours en contact avec celui-ci et continue à la repousser à l'encontre du ressort de rappel. La dent 16 suivante immédiate de celle qui repousse le cliquet 21 entre en contact avec la dent 17 du marteau 3 et l'entraîne suivant A. La compression du ressort 5 commence.

Séquence e: Fin armement et arrêt (figures 6 et 6A)

La rotation de la roue 13 se poursuit. Le cliquet 21 échappe à la dent 16. Le marteau 3 est toujours entraîné suivant A, comprimant de plus en plus le ressort 5.
Sous l'action du ressort de rappel _f, le cliquet 21 est repoussé jusqu'à venir en contact avec la surface inférieure du cran 19 dont la pente force le cliquet 21 à s'effacer jusqu'à ce qu'il puisse s'engager sur la partie supérieure du cran 19. L'accrochage est réalisé.
Le balai 27 s'engage au même moment sur un bossage 24 et interrompt ainsi l'alimentation du moteur et, par suite, la rotation de la roue 13.
Le dispositif est revenu en position d'attente d'une nouvelle commande.
Chaque bossage 24 doit avoir une largeur angulaire « telle qu'il permette l'arrêt de la roue 13, c'est-à-dire avant que le balai 27 puisse revenir en contact avec la plaque annulaire 25, étant donné qu'en raison de l'énergie cinétique emmagasinée par les organes en rotation (induit du moteur principalement) l'arrêt n'est pas normalement instantané.
Par ailleurs, cette largeur angulaire α doit être la plus réduite possible afin que le balai 27 puisse renve- nir en contact avec la plaque annulaire 25 pendant la brève impulsion sur le bouton poussoir de l'interrupteur 28.
Il est donc avantageux d'adjoindre au circuit d'alimentation du moteur un dispositif d'arrêt instantané. Un tel dispositif peut comprendre un système pour court-circuiter les bornes du moteur lorsque l'alimentation est interrompue. On sait en effet qu'un moteur électrique à inducteur constitué d'aimants permanents s'arrête alors instantanément.
On a représenté sur la fig. 7 un schéma d'un tel dispositif. Ce dispositif est disposé entre les points a et b représentés sur la fig. 3, qui sont reliés respectivement au pôle + (par l'intermédiaire du circuit représenté sur la fig. 3) et au pôle -.
Le point a est relié à l'une des bornes du moteur M par une diode 31 et le point b est relié directement à l'autre borne du moteur. L'émetteur d'un transistor 32 est relié au point de jonction de la diode 31 et de la borne du moteur et le collecteur de ce transistor est relié au point b. Une résistance 33 de valeur R_i relie la base du transistor 32 au point a et une résistance 34 de valeur R₂ relie le point a au point b.
Lorsque le moteur est alimenté entre a (+) et b (-), le transistor 32 est «bloqué» puisque l'émetteur et la base ont le même potentiel +.
Lorsque l'alimentation est coupée en a (+), la rotation du moteur se poursuit par inertie, celui-ci devient générateur.
La diode 31 empêche tout retour de courant.
L'émetteur du transistor 32 étant à un potentiel + et sa base à un potentiel - (puisqu'il n'y a plus d'alimentation en a), ce transistor devient «passant», les bornes du moteur sont court-circuitées, ce que provoque l'arrêt immédiat.
A titre d'exemple, pour un moteur de 50 à 60 W utiles, on peut utiliser les composants suivants:

- diode de type 2 N 4004,
- transistor de type BDW 93,
- R₁ = 200 Ω
- R₂ = 1000 9

On a représenté sur les figures 8 et 9 des variantes du dispositif d'entraînement de la roue 13.
Le dispositif représenté sur la fig. 8 comprend un moteur M dont l'axe est parallèle à l'axe de la roue 13. Ce moteur est associé à un réducteur 35 dont l'arbre de sortie 36 porte la roue 13.
Le dispositif représenté sur la fig. 9 comprend un moteur M dont l'axe est également parallèle à l'axe de la roue 13. Le moteur est associé à un réducteur 37 dont l'arbre de sortie 38 porte un pignon 39 qui engrène avec un pignon 40 porté par la roue 13.

Claims

1. Dispositif de commande électrique à organe d'actionnement linéaire (3), notamment pour la commande d'une serrure dans lequel l'organe d'actionnement (3) est déplaçable linéairement dans un carter (1) d'où il peut brusquement sortir jusqu'à atteindre une position de butée, sous l'action d'un ressort (5), ce dispositif comprenant des moyens de blocage (21) qui sont destinés à maintenir l'organe d'actionnement (3) dans sa position rentrée à l'encontre de l'action du ressort (5) et des moyens (12, 16) pour entraîner, sour l'action d'un moteur électrique (M), le déplacement de l'organe d'actionnement (3) à l'encontre du ressort jusqu'au blocage de celui-ci par les moyens de blocage (21), des moyens (24 à 27) pour couper l'alimentation du moteur électrique (M) après le blocage de l'organe d'actionnement (3) et des moyens (28) reliés à un organe de commande pour rétablir l'alimentation du moteur électrique, ce dispositif de commande électrique étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (16) actionnés par ledit moteur électrique (M) pour libérer l'organe d'actionnement (3) des moyens de blocage (21) lorsque ledit organe se trouve en position rentrée.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement et lesdits moyens de libération comprennent une roue rotative (12) entraînée par le moteur électrique (M) et pourvue à sa périphérie d'au moins une dent (16) destinée à assurer la compression du ressort et le relâchement de celui-ci.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dent destinée à bander le ressort coopère avec une dent (17) solidaire de l'organe d'actionnement (3).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dents (16, 17) qui coopèrent ont des profils conjugués.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage (21) comprennent un cliquet (21) qui coopère avec un cran (19) solidaire de l'organe d'actionnement (3) et qui est effacée sélectivement par les dents de ladite roue.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la roue comporte sur l'un de ses côtés une surface conductrice annulaire (25) sur laquelle viennent frotter deux contacts électriques (26,27) reliés l'un à la source d'alimentation électrique du moteur et l'autre à l'une des bornes du moteur et en ce que lesdits moyens pour couper l'alimentation du moteur comprennent sur la surface conductrice au moins une zone non conductrice sur le trajet de l'un des contacts électriques.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (31 à 34) d'arrêt brusque du moteur par court- circuitage des bornes lorsque l'alimentation est interrompue.