EP2893114B1 - Actionneur électromécanique d'entraînement d'un écran domotique - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electric actuator for driving a home automation screen, such as a shutter, blind, curtain, grille, projection screen or garage door.
- a home automation screen such as a shutter, blind, curtain, grille, projection screen or garage door.
- the actuator according to the invention is provided with a spring brake. This type of brake is particularly suitable for tubular motors.
- a coil spring brake in actuators for home automation screens is known, particularly in the patent FR-B-2,610,668 .
- a coil spring is mounted in a friction piece. At least one coil of the spring is radially constrained by a bore of the friction piece. Each end of the spring forms a tab extending radially inwardly of the spring. Each tab can be moved to cause the rotation of the spring relative to its axis.
- the input member, the output member and the spring are arranged specifically to obtain the following kinematics: an action of the input member located on one side of the first leg causes the rotation of the spring in a first direction .
- This movement releases the output member, i.e., it tends to decrease the diameter of the outer casing of the spring.
- the friction between the bore of the friction piece and the turns of the spring decreases, due to the decrease in the radial stress between the spring and the friction piece.
- an action of the output member on the opposite side of the first leg causes the rotation of the spring in the second direction, that is to say, the opposite direction.
- This movement blocks the output member, that is to say, it tends to increase the diameter of the outer casing of the spring.
- the friction between the bore of the friction piece and the turns of the spring therefore increases. It is the same for the radial stress between the spring and the friction piece.
- the input member may also act on the second leg of the spring to cause the rotation of the spring in the second direction while releasing the output member.
- the output member may also act on the second leg of the spring to cause the rotation of the spring in the first direction. In this case, the output member is blocked or, at least, is braked by the friction of the spring against the friction piece. Consequently, the rotation of the input member allows the rotation of the spring and the output member, while the rotation of the output member immobilizes the spring which blocks the primed movement of the output member.
- a similar brake is described in the patent EP-B-2230415 .
- This offers a spring brake with symmetrical operation, that is to say, with equivalent performance irrespective of the direction of rotation of the drive part.
- the axial displacement of the coil spring is stopped, in both directions, by two parts forming lateral stop abutments continuously integral in rotation about the axis of the spring.
- the spring is always pressed against a lateral stop piece having the same speed differential with the spring, that the drive part rotates in one direction or the other.
- the actuator then makes it possible to move the domotic screen without the spring inducing parasitic friction, since the spring and the lateral stop piece have the same rotation speed continuously, at the axial stop, when the brake is released.
- An object of the present invention is to improve the operation of a spring brake in all operating configurations, including in a driving load situation, while the speed of rotation of the load is greater than the exit speed of the load. the actuator, and thus that the brake is partially released.
- the invention relates to an electromechanical actuator for driving a home automation screen, this actuator comprising a motor, a gear and a brake comprising itself an input member, an output member and a spring provided with two folded tabs, characterized in that the spring brake comprises a friction element between the input member and the output member, in that said friction element is integral, in rotation, with a first member, among the input member and the output member, and in that the second member, from the input member and the output member, rubs against the friction element in case of relative rotational movement between the input member and the output member about a central axis of the actuator.
- the friction element a friction is created between the brake input member and the brake output member, these two members being in contact with the folded tabs of a spring, thus creating a damping between these two organs.
- This high speed friction makes it possible to reduce or even eliminate the noise observed.
- the load speed at the output of the brake and the engine speed are smoothed by this friction device.
- the damping of the angular movement can be achieved by an elastic friction system.
- the figure 1 schematically represents a rotary tubular actuator 100 for driving in rotation a winding tube 1 on which can be more or less wound an apron 2 which defines a sun protection screen E.
- the tube 1 is driven by the actuator 100 in rotation around an axis of revolution XX that is arranged horizontally in the upper part of an opening, for example an opening in the walls of a building.
- the actuator 100, the tube 1 and the apron 2 then form a motorized screen.
- the actuator 100 comprises a fixed cylindrical casing 101 in which is mounted a geared motor 102 comprising an electric motor 103, a spring brake 105, an epicyclic reduction gear 106 and an output shaft 107 which projects at an end 101A of the tube 101 and causes, in rotation about the axis XX, a wheel-crown 3 integral in rotation with the tube 1.
- reducers can be used in an actuator according to the invention, with one or more stages of reduction.
- the brake 105 is arranged upstream, that is to say on the motor side 103, relative to the gearbox 106.
- the gearbox comprises several reduction stages, the brake 105 is arranged upstream of at least one stage of reduction of the reducer.
- X100 is the central axis of the actuator 100, this axis coinciding with the X-X axis in the configuration of use of the motorized screen.
- the winding tube 1 rotates about the X-X axis and the fixed tube 101 through two pivot links.
- a crown-bearing 4 mounted on the outer periphery of the housing 101 near its end 101 B opposite the end 101 A, provides the first pivot connection.
- the second pivot link is installed at the other end of the tube 1 and is not shown.
- the actuator 100 also comprises a fastener 109, projecting from the end 101B and making it possible to fix the actuator 100 on a frame 5.
- This fastener 109 is, in addition, intended to close the casing 101, as well as to support an electronic module 108 for controlling the power supply of the motor 103.
- This control module is powered by a power supply cable 6.
- Other embodiments are conceivable, such as for example the power supply of the motor.
- the actuator 100 by an autonomous device of the battery or battery type, or the training of cords or laces maintaining a screen, itself not windable, or the maintenance of an actuator in a polygonal section rail.
- the geared motor 102 rotates the shaft 107 which, in turn, rotates the tube 1 via the wheel-crown 3.
- the rotation of the shaft 103 causes the opening and, alternately, the closing of the screen E constituting the load.
- the Figures 2 to 5 illustrate more particularly the structure of the spring brake 105 according to a first embodiment of the invention.
- the spring brake 105 comprises a drum 150 in which are housed its main components: a brake spring 130 mounted on an input member 110 of the brake 105.
- This input member 110 is sometimes referred to as a "butterfly tray” and also supports an output member 120, sometimes called “butterfly".
- the drum 150 is not shown in FIG. figure 2 .
- the construction of the spring brake is generally as explained in the patents EP-B-2267330 and EP-B-2230415 .
- the spring brake 105 is located upstream of the epicyclic reduction gear 106.
- the brake spring 130 is in the form of a helical spring 130 whose turns are centered on an axis X130 coincides with the axis X100 of the actuator when the brake 105 is in place as shown in FIG. Fig.1 .
- This spring is mounted tightly within the drum 150, which tends to frictionally fasten the spring 130 and the drum 150 when the spring is at rest.
- the drum 150 is itself fixedly fixed, in translation and in rotation relative to the axis X100 in the casing 101 of the actuator. To do this, the outer radial surface of the drum 150 is provided with grooves 152 which serve to lock the rotating drum inside the housing 101.
- X105 denotes the central axis of the brake 105, this axis coinciding with the axes X-X, X100 and X130 in the mounted configuration of the motorized screen. Parts 110 and 120 are centered on axis X105.
- Each end of the spring 130 forms a tab 132a, 132b extending radially towards the axis X130 and towards the inside of the spring, from its turns.
- the input member 110 comprises a first plate 111 itself comprising a drive tooth 113a adapted to be in contact with a tab 132a or 132b of the spring 130, in the direction of rotation provided by the motor.
- the brake spring 130 and the butterfly 120 are held axially between the first plate 111 and a second plate 115 which also belongs to the input member 110.
- a spacer 113b mounted on the first plate 111 diametrically opposite the drive tooth 113a, relative to the axis X105 makes it possible to maintain the distance between the two plates 111 and 115.
- the spacer 113b may be provided on the second plate 115.
- the first 111 and the second plate 115 each comprise an axial peripheral collar 114, 116 disposed opposite each other along the axis, so as to delimit, between the first and the second plate, a receiving space of the butterfly 120, the drive tooth 113a and the spring 130.
- the trays 111 and 115 are integral in rotation around the axis X105.
- the input member 110 is thus constituted by the assembly of the trays 111 and 115, on either side of the spring 130 along the axis X105.
- the trays 111 and 115 can be held integral in rotation about the axis X105 by simple interlocking, for example by cooperation of a not shown pin extending axially from the tab 113a and 115a 115a of the plate 115
- the plates 111 and 115 are secured in rotation about the axis X105 by means of an element such as a screw or a rivet 119 represented by its center line at figures 2 and 3 and passing through the two plates, at the orifice 115a or any other orifice not shown.
- a rotation of the throttle plate 110 causes, depending on the direction of this rotation, an action by the tooth 113a on the tab 132a, or on the tab 132b, tending to release the brake 105, that is to say, to cause in rotation the tab 132a or 132b in a direction such that the radial stress between the outer casing 131 of the spring 130 and the inner radial surface 151 of the drum 150 decreases, thus reducing the contact force between the spring and the internal radial surface
- the brake 105 being released, the movement of the motor can be transmitted from the input member or throttle plate 110 to the output member or butterfly 120.
- the butterfly 120 is supported by the plate 111, the latter comprising a hollow shaft 112 centered on the axis X105 and on which is threaded the butterfly 120, axially and free to rotate about the axis X105.
- the butterfly 120 is guided by a central pin 122 which is itself centered on the axis X105 in the shaft 112 of the input member.
- the rotational movement of the butterfly 120 is limited to a game in rotation, in particular because of the presence of the folded spring tabs 132a and 132b, the drive tooth 113a and the spacer 113b.
- the butterfly 120 is in the form of a hollow shaft 123 provided with two lugs 121a, 121b, inserted inside the helical spring 130.
- Each lug 121a, 121b comprises a surface 124a, 124b capable of entering in contact with a tab 132a, 132b, in particular in the case of a rotation of the throttle valve 120, with respect to the throttle plate 110, in particular under the effect of the load due to the weight of the deck 2.
- the second plate 115 comprises a guide slot 117, in which can be inserted a not shown axial pin disposed on one of the ears 121a, 121b of the butterfly and extending parallel to the axis X105.
- the light 117 can only be used for the manufacture of the second plate and a pad mentioned below.
- a pad 118 forming a friction element is provided inside the guiding light 117.
- This pad is able to be in contact with a portion of the butterfly 120, in the example directly in contact. with an ear 121a of the butterfly, as shown in figure 5 wherein the friction pad is in contact with the outer radial surface 121c of the ear 121a.
- the pad 118 is in contact with the guide pin mentioned above.
- This friction pad is therefore active to slow down the rotation of the output member 120 vis-à-vis the input member 110, when such a rotation occurs within the limit of the rotation clearance of limited amplitude mentioned above.
- the friction pad 118 is disposed on the inner radial surface 116i of the axial flange 116 of the second plate 115. It is in the form of a local extra thickness of the flange 116. Its dimensions, in particular its width measured parallel to the axis X105 and its thickness measured radially to this axis, are such that it slows the displacement of the output member 120 relative to the input member 110, without blocking this displacement in the limit of the game in rotation of limited amplitude between these two parts.
- the friction pad 118 can be made integrally with the second plate as in the example of the figures or be reported thereon by various known means, for example by welding or gluing.
- the friction pad 118 is subject to little mechanical stress over the life of the actuator 100, insofar as it is only used during the load-carrying and load-driven load passages. leading, or reversals of meaning.
- the overall architecture of the actuator 100 and the brake 105 is comparable to that of the first embodiment.
- the brake 105 comprises an input element 110, an output element 120 and a spiral spring 130 similar to those of the first embodiment.
- the friction element 118 is constituted by a split ring provided with four tabs 118a obtained by localized cutting of the ring 118.
- the dimensions and the constituent material of the ring 118 are chosen so that the it can be mounted tight around the central shaft 112 of the plate 111 of the input member 110.
- the elements 110 and 118 are integral in rotation about the axes X100 and X105.
- the ring 118 can be made of zamak or sintered steel.
- the hollow shaft 123 of the output member 120 covers the shaft 112, while the split ring 118 is interposed radially relative to the axes X100 and X105 between the outer radial surface of the shaft 112 and the inner radial surface of the shaft 123.
- the lugs 118A thus bear against the inner radial surface of the shaft 123.
- the friction element 118 comprises an annular and flat portion 118b provided with a central opening 118c of suitable dimensions to allow its tight fitting around the shaft 112 of the input member 110, these elements then being secured in rotation around the X100 and X105 axes.
- the element 118 also comprises three tabs 118a which then bear against the internal radial surface of the hollow shaft 123 of the throttle valve or outlet member 120 when this member is mounted on the member 110 by capping the shaft 112 with the hollow shaft 123.
- the second and third embodiments offer the advantage of distributing the friction over a greater distance than in the first embodiment, namely over at least half of the axial overlap distance between the input and output members. , with a suitable conformation of the tabs 118a.
- the friction element 118 operates under a radial elastic stress.
- the overall architecture of the actuator 100 and the brake 105 is comparable to that of the first embodiment.
- the brake 105 comprises an input element 110 to which the first plate 111 belongs, a not shown output element and a spiral spring also not shown, similar to those of the first embodiment.
- this first plate 111 carries a drive tooth 113a and a spacer 113b.
- This plate 111 does not include a hollow shaft comparable to the hollow shaft 112 of the first embodiment but is provided with an opening 111a centered on the central axis X100 of the actuator and intended to receive a shaft belonging to the output member and comparable to the shaft 123 of the first embodiment.
- a housing 111b is formed around the opening 111a to receive a friction element 118 formed by a staple made of a wire, especially steel.
- This clip 118 is U-shaped and comprises two rectilinear branches 118a and 118b disposed on either side of the central axis X100, which partially cover the opening 111a and which bear tightly against the shaft not shown of the output member 120 against which they rub in case of relative rotation about the axis X100, between the input elements 110 and output of the actuator.
- Elastically deformable legs two of which are visible at figure 8 with the reference 111c, hold the clip 118 in the housing 111b.
- these tabs 111c constitute elastic latching means of the clip 118 in the housing 111b.
- This embodiment makes it possible to add the friction element constituted by the clip 118, in the plate 111, without making any substantial modification to the other elements of the actuator 100.
- the staple 118 extends in a plane perpendicular to the axis X100.
- the friction force is applied in this perpendicular plane.
- the fact of not having to create an additional radial volume to receive the staple 118 is an advantage.
- the friction pad 118 may be integral with or integral with the input member 110, in particular its flange 114 in the first embodiment, its shaft 112 in the second and third embodiments, or its tray 111 in the fourth embodiment.
- An advantage of the invention lies in the use, for the realization of the friction pad 118, of a part provided for this purpose, whose mechanical, thermal, elastic properties can be chosen as needed, in particular when this pad is reported on the first plate 111, on the second plate 115 or on the shaft 123.
- the friction pad 118 is made of a metal having substantially constant elastic properties over a range of temperature between - 20 ° C and +80 ° c.
- the friction element 118 is integral in rotation with the input member 110 and the output member 120 rubs against this friction element.
- the friction member 118 may be integral with the output member 120, while the input member 110 rubs against the friction element.
- the friction pad 118 belongs to the brake 105, it is disposed upstream of at least one reduction stage of the gear reducer 106.
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Description
- L'invention concerne un actionneur électrique d'entraînement d'un écran domotique, de type volet roulant, store, rideau, grille, écran de projection ou porte de garage. L'actionneur selon l'invention est muni d'un frein à ressort. Ce type de frein est plus particulièrement adapté pour des moteurs tubulaires.
- L'utilisation d'un frein à ressort hélicoïdal dans des actionneurs pour écrans domotiques est connue, notamment dans le brevet
FR-B-2 610 668 - Un frein similaire est décrit dans le brevet
EP-B-2230415 . Celui-ci propose un frein à ressort à fonctionnement symétrique, c'est-à-dire, avec des performances équivalentes quel que soit le sens de rotation de la pièce d'entraînement. Pour cela, le déplacement axial du ressort hélicoïdal est arrêté, dans les deux directions, par deux pièces formant des butées d'arrêt latéral continûment solidaires en rotation autour de l'axe du ressort. De par cette configuration, le ressort est toujours plaqué contre une pièce d'arrêt latéral ayant le même différentiel de vitesse avec le ressort, que la pièce d'entraînement tourne dans un sens ou dans l'autre. L'actionneur permet alors le déplacement de l'écran domotique sans que le ressort n'induise de friction parasite, puisque le ressort et la pièce d'arrêt latéral ont continuellement la même vitesse de rotation, au niveau de l'arrêt axial, quand le frein est libéré. - On constate cependant, que lors des mouvements de descente, alors que le frein retient la charge, et en particulier à faible charge, entre 0,3 et 0,5 fois le couple nominal, des bruits surviennent, différents du bruit à vide dû au couple de trainée du frein à ressort. Ces bruits sont plus persistants lorsque la température de l'actionneur augmente, suite à la mise en oeuvre de mouvements motorisés successifs et/ou du fait d'une élévation de la température ambiante. Dans la mesure où le frein est monté en amont d'au moins un étage de réduction, cet étage de réduction absorbe une partie des vibrations qui pourraient être produites du fait d'un comportement élastique du frein. Cependant, ces vibrations, qui se produisent au niveau d'une partie de l'actionneur ayant une vitesse de rotation élevée, génèrent des bruits de fonctionnement et diminuent la qualité acoustique de l'actionneur.
- C'est à cette problématique de bruit qu'entend plus particulièrement s'adresser la présente invention. Un objectif de la présente invention est d'améliorer le fonctionnement d'un frein à ressort dans toutes les configurations de fonctionnement, y compris en situation de charge menante, alors que la vitesse de rotation de la charge est supérieure à la vitesse de sortie de l'actionneur, et donc que le frein est partiellement libéré.
- A cet effet, l'invention concerne un actionneur électromécanique d'entraînement d'un écran domotique, cet actionneur comprenant un moteur, un réducteur et un frein comprenant lui-même un organe d'entrée, un organe de sortie et un ressort muni de deux pattes repliées, caractérisé en ce que le frein à ressort comprend un élément de friction entre l'organe d'entrée et l'organe de sortie, en ce que cet élément de friction est solidaire, en rotation, d'un premier organe, parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, et en ce que le deuxième organe, parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, frotte contre l'élément de friction en cas de mouvement de rotation relative entre l'organe d'entrée et l'organe de sortie autour d'un axe central de l'actionneur.
Grâce à l'élément de friction, un frottement est créé entre l'organe d'entrée du frein et l'organe de sortie du frein, ces deux organes étant en contact avec les pattes repliées d'un ressort, créant ainsi un amortissement entre ces deux organes. Ce frottement à vitesse élevée permet la diminution, voire la disparition des bruits constatés. En particulier, la vitesse en charge en sortie du frein et la vitesse moteur sont lissées par ce dispositif de frottement. L'amortissement du mouvement angulaire peut être réalisé par un système élastique de frottement. - Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel actionneur électromécanique peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible :
- L'organe de friction est disposé en amont d'au moins un étage de réduction du réducteur.
- L'élément de friction est formé intégralement avec l'organe d'entrée ou avec l'organe de sortie. En variante, l'élément de friction est une pièce rapportée sur l'organe d'entrée ou sur l'organe de sortie.
- Un premier organe, parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, comprend un plateau muni d'une collerette périphérique, l'élément de friction est disposé sur une surface radiale interne de la collerette et l'élément de friction vient en contact direct ou indirect avec une partie du deuxième organe. Dans ce cas, l'élément de friction est avantageusement formé par une surépaisseur locale de la collerette.
- La partie de l'organe de sortie en contact avec l'élément de friction est une oreille insérée à l'intérieur du ressort hélicoïdal.
- La partie de l'organe de sortie en contact avec l'élément de friction est une surface radiale extérieure de l'organe de sortie.
- Le plateau comprend une lumière de guidage d'un pion axial disposé sur une oreille de l'organe de sortie et l'élément de friction est prévu dans cette lumière et en contact avec le pion axial.
- Un premier organe, parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, comprend un premier arbre engagé dans un deuxième arbre creux du deuxième organe, parmi l'organe de d'entrée et l'organe de sortie, alors que l'élément de friction est disposé, radialement par rapport à l'axe central de l'actionneur, entre une surface radiale externe du premier arbre et une surface radiale interne du deuxième arbre, l'élément de friction étant solidaire en rotation d'un des deux arbres et en appui frottant contre la surface radiale interne ou externe de l'autre arbre.
- Le premier organe, parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, comprend une ouverture de passage d'un arbre du deuxième organe, parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, alors que l'élément de friction frotte contre l'arbre du deuxième organe engagé dans cette ouverture.
- L'élément de friction comprend deux branches disposées de part et d'autre de l'axe central et qui recouvrent partiellement l'ouverture.
- L'élément de friction est une agrafe métallique en forme de U.
- Le premier élément définit un logement de réception de l'élément de friction et porte des moyens d'encliquetage élastique de l'élément de friction dans le logement.
- L'élément de friction est réalisé dans un métal ayant des propriétés élastiques sensiblement invariables sur une gamme de température entre -20°C et 80°C.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de quatre modes de réalisation d'un actionneur conforme à son principe, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la
figure 1 est une coupe axiale de principe d'une installation d'écran motorisé comprenant un actionneur selon l'invention ; - la
figure 2 est une vue en perspective éclatée partielle d'un frein à ressort appartenant à l'actionneur représenté à lafigure 1 ; - la
figure 3 est une vue de bout, côté sortie, de la partie du frein visible à lafigure 2 ; - la
figure 4 est une vue en perspective du frein desfigures 2 et3 ; - la
figure 5 est une coupe à plus petite échelle selon la ligne V-V à lafigure 3 ; - la
figure 6 est une vue en perspective d'un élément de friction appartenant à un actionneur conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la
figure 7 est une vue en perspective analogue à lafigure 6 pour un actionneur conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention et - La
figure 8 est une vue en perspective d'un plateau appartenant à un actionneur conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention. - La
figure 1 représente schématiquement un actionneur tubulaire rotatif 100 destiné à entraîner en rotation un tube d'enroulement 1 sur lequel peut être plus ou moins enroulé un tablier 2 qui définit un écran de protection solaire E. Le tube 1 est entraîné par l'actionneur 100 en rotation autour d'un axe de révolution X-X qui est disposé horizontalement en partie haute d'une ouverture, par exemple une ouverture ménagée dans les parois d'un bâtiment. L'actionneur 100, le tube 1 et le tablier 2 forment alors un écran motorisé. - L'actionneur 100 comprend un carter cylindrique fixe 101 dans lequel est monté un motoréducteur 102 comprenant un moteur électrique 103, un frein à ressort 105, un réducteur épicycloïdal 106 et un arbre de sortie 107 qui fait saillie à une extrémité 101A du tube 101 et entraîne, en rotation autour de l'axe X-X, une couronne-roue 3 solidaire en rotation du tube 1.
- D'autres types de réducteurs peuvent être utilisés dans un actionneur conforme à l'invention, avec un ou plusieurs étages de réduction. Le frein 105 est disposé en amont, c'est-à-dire du côté du moteur 103, par rapport au réducteur 106. Lorsque le réducteur comporte plusieurs étages de réduction, le frein 105 est disposé en amont d'au moins un étage de réduction du réducteur.
- On note X100 l'axe central de l'actionneur 100, cet axe étant confondu avec l'axe X-X en configuration d'utilisation de l'écran motorisé.
- Le tube d'enroulement 1 tourne autour de l'axe X-X et du tube fixe 101 grâce à deux liaisons pivot. Une couronne-palier 4, montée sur la périphérie extérieure du carter 101 à proximité de son extrémité 101 B opposée à l'extrémité 101 A, assure la première liaison pivot. La deuxième liaison pivot est installée à l'autre extrémité du tube 1 et n'est pas représentée.
- L'actionneur 100 comprend également une pièce de fixation 109, faisant saillie à l'extrémité 101B et permettant de fixer l'actionneur 100 sur un bâti 5. Cette pièce de fixation 109 est, en outre, destinée à obturer le carter 101, ainsi qu'à supporter un module électronique 108 de commande de l'alimentation du moteur 103. Ce module de commande est alimenté par un câble d'alimentation secteur 6. D'autres modes de réalisation sont envisageables, tels que par exemple l'alimentation de l'actionneur 100 par un dispositif autonome, de type piles ou batteries, ou l'entraînement de cordons ou lacettes maintenant un écran, lui-même non enroulable, ou encore le maintien d'un actionneur dans un rail à section polygonale.
- Lors du fonctionnement de l'actionneur tubulaire 100, le motoréducteur 102 entraîne en rotation l'arbre 107 qui, à son tour, entraîne en rotation le tube 1 par l'intermédiaire de la couronne-roue 3. De ce fait, la rotation de l'arbre 103 entraîne l'ouverture et, en alternance, la fermeture de l'écran E constituant la charge.
- Les
figures 2 à 5 illustrent plus particulièrement la structure du frein à ressort 105 selon un premier mode réalisation de l'invention. - Le frein à ressort 105 comprend un tambour 150 dans lequel sont logés ses principaux composants : un ressort-frein 130 monté sur un organe d'entrée 110 du frein 105. Cet organe d'entrée 110 est parfois qualifié de « plateau à papillon » et supporte également un organe de sortie 120, parfois appelée « papillon ». Pour la clarté du dessin, le tambour 150 n'est pas représenté à la
figure 2 . Il est en revanche visible auxfigures 4 et5 . La construction du frein à ressort est globalement telle qu'expliqué dans les brevetsEP-B-2267330 etEP-B-2230415 . Dans l'exemple de réalisation d'actionneur décrit ci-dessus, le frein à ressort 105 est situé en amont du réducteur épicycloïdal 106. - Le ressort-frein 130 est réalisé sous la forme d'un ressort hélicoïdal 130 dont les spires sont centrées sur un axe X130 confondu avec l'axe X100 de l'actionneur lorsque le frein 105 est en place comme représenté à la
Fig.1 . Ce ressort est monté serrant à l'intérieur du tambour 150, ce qui tend à solidariser, par friction, le ressort 130 et le tambour 150 lorsque le ressort est au repos. Le tambour 150 est lui-même maintenu fixement, en translation et en rotation par rapport à l'axe X100 dans le carter 101 de l'actionneur. Pour ce faire, la surface radiale externe du tambour 150 est pourvue de stries 152 qui servent à bloquer le tambour en rotation à l'intérieur du carter 101. - On note X105 l'axe central du frein 105, cet axe étant confondu avec les axes X-X, X100 et X130 en configuration montée de l'écran motorisé. Les pièces 110 et 120 sont centrées sur l'axe X105.
- Chaque extrémité du ressort 130 forme une patte 132a, 132b s'étendant radialement vers l'axe X130 et vers l'intérieur du ressort, à partir de ses spires.
- L'organe d'entrée 110 comprend un premier plateau 111 comprenant lui-même une dent d'entraînement 113a apte à être en contact avec une patte 132a ou 132b du ressort 130, selon le sens de rotation fourni par le moteur.
- Le ressort-frein 130 et le papillon 120 sont maintenus axialement entre le premier plateau 111 et un deuxième plateau 115 qui appartient également à l'organe d'entrée 110. Une entretoise 113b montée sur le premier plateau 111 diamétralement à l'opposé de la dent d'entraînement 113a, par rapport à l'axe X105 permet de maintenir la distance entre les deux plateaux 111 et 115. En variante, l'entretoise 113b peut être prévue sur le deuxième plateau 115.
- Le premier 111 et le deuxième plateau 115 comprennent chacun une collerette périphérique axiale 114, 116 disposée en vis-à-vis l'une de l'autre selon l'axe, de sorte à délimiter, entre le premier et le deuxième plateau, un espace de réception du papillon 120, de la dent d'entraînement 113a et du ressort 130.
- Les plateaux 111 et 115 sont solidaires en rotation autour de l'axe X105. L'organe d'entrée 110 est ainsi constitué par l'assemblage des plateaux 111 et 115, de part et d'autre du ressort 130 le long de l'axe X105. Les plateaux 111 et 115 peuvent être maintenus solidaires en rotation autour de l'axe X105 par simple emboitement, par exemple par coopération d'un pion non représenté s'étendant axialement à partir de la patte 113a et d'un orifice 115a du plateau 115. En variante, les plateaux 111 et 115 sont solidaires en rotation autour de l'axe X105 par l'intermédiaire d'un élément tel qu'une vis ou un rivet 119 représenté par son trait d'axe aux
figures 2 et3 et traversant les deux plateaux, au niveau de l'orifice 115a ou de tout autre orifice non représenté. - Une rotation du plateau à papillon 110 provoque, selon le sens de cette rotation, une action par la dent 113a sur la patte 132a, ou sur la patte 132b, tendant à libérer le frein 105, c'est-à-dire, à entraîner en rotation la patte 132a ou 132b dans un sens tel que la contrainte radiale entre l'enveloppe externe 131 du ressort 130 et la surface radiale interne 151 du tambour 150 diminue, diminuant ainsi l'effort de contact entre le ressort et la surface radiale interne du tambour 150. Le frein 105 étant libéré, le mouvement du moteur peut être transmis de l'organe d'entrée ou plateau à papillon 110 à l'organe de sortie ou papillon 120.
- Le papillon 120 est supporté par le plateau 111, celui-ci comprenant un arbre creux 112 centré sur l'axe X105 et sur lequel est enfilé le papillon 120, axialement et libre en rotation autour de l'axe X105. Pour cela, le papillon 120 est guidé par une goupille centrale 122 qui est elle-même centrée sur l'axe X105 dans l'arbre 112 de l'organe d'entrée. Toutefois, le mouvement de rotation du papillon 120 est limité à un jeu en rotation, notamment du fait de la présence des pattes de ressort repliées 132a et 132b, de la dent d'entraînement 113a et de l'entretoise 113b.
- Le papillon 120 se présente sous forme d'un arbre creux 123 muni de deux oreilles 121 a, 121 b, s'insérant à l'intérieur du ressort hélicoïdal 130. Chaque oreille 121 a, 121b comprend une surface 124a, 124b apte à entrer en contact avec une patte 132a, 132b, notamment dans le cas d'une rotation du papillon 120, par rapport au plateau à papillon 110 en particulier sous l'effet de la charge due au poids du tablier 2.
- Une telle rotation tend à rapprocher les pattes 132a et 132b, ce qui a pour effet de dilater radialement les spires du ressort 130 par rapport à l'axe X 130 et d'augmenter l'effort de contact entre le ressort 130 et la surface de friction 151 du tambour 150. Ceci revient à actionner le frein 105, c'est-à-dire, à freiner la rotation du ressort 130 par rapport à la surface interne 151 du tambour 150. Ainsi, la contrainte radiale entre l'enveloppe externe 131 du ressort hélicoïdal et la surface interne 151 du tambour 150 augmente. C'est le cas par exemple lorsque le poids de la charge exerce un couple menant sur l'organe de sortie 120, par exemple à la descente de l'écran E ou du volet ou à l'arrêt de l'actionneur.
- Le deuxième plateau 115 comprend une lumière de guidage 117, dans laquelle peut s'insérer un pion axial non représenté, disposé sur une des oreilles 121 a, 121b du papillon et s'étendant parallèlement à l'axe X105. En variante, la lumière 117 peut uniquement servir pour la fabrication du deuxième plateau et d'un patin mentionné ci-après.
- Selon un premier mode de réalisation, un patin 118 formant un élément de friction est prévu à l'intérieur de la lumière de guidage 117. Ce patin est apte à être en contact avec une partie du papillon 120, dans l'exemple directement en contact avec une oreille 121 a du papillon, comme représenté en
figure 5 où le patin de friction est en contact avec la surface radiale extérieure 121 c de l'oreille 121 a. - En variante, le patin 118 est en contact avec le pion de guidage mentionné ci-dessus.
- Ce patin de friction est donc actif pour freiner la rotation de l'organe de sortie 120 vis-à-vis de l'organe d'entrée 110, lorsqu'une telle rotation se produit dans la limite du jeu en rotation d'amplitude limitée mentionnée ci-dessus.
- Selon le mode de réalisation représenté, le patin de friction 118 est disposé sur la surface radiale interne 116i de la collerette axiale 116 du deuxième plateau 115. Il se présente sous la forme d'une surépaisseur locale de la collerette 116. Ses dimensions, notamment sa largeur mesurée parallèlement à l'axe X105 et son épaisseur mesurée radialement à cet axe, sont telles qu'il freine le déplacement de l'organe de sortie 120 par rapport à l'organe d'entrée 110, sans bloquer ce déplacement dans la limite du jeu en rotation d'amplitude limitée entre ces deux pièces.
- Le patin de friction 118 peut être réalisée intégralement avec le deuxième plateau comme dans l'exemple des figures ou être rapportée sur celui-ci par différents moyens connus, par exemple par soudage ou collage.
- Le patin de friction 118 est soumis à peu de contraintes mécaniques au cours de la vie de l'actionneur 100, dans la mesure où il n'est mis à contribution que lors des passages de charge menante à charge menée et de charge menée à charge menante, ou lors des inversions de sens.
- Dans les deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention, qui sont partiellement représentés aux
figures 6 et 7 par leurs éléments de friction 118, l'architecture globale de l'actionneur 100 et du frein 105 est comparable à celle du premier mode de réalisation. En particulier, le frein 105 comprend un élément d'entrée 110, un élément de sortie 120 et un ressort à spirale 130 analogues à ceux du premier mode de réalisation. - Dans le deuxième mode de réalisation, l'élément de friction 118 est constitué par un anneau fendu pourvu de quatre pattes 118a obtenues par découpage localisé de l'anneau 118. Les dimensions et le matériau constitutif de l'anneau 118 sont choisis pour que celui-ci puisse être monté serré autour de l'arbre central 112 du plateau 111 de l'organe d'entrée 110. Ainsi, les éléments 110 et 118 sont solidaires en rotation autour des axes X100 et X105. En particulier, l'anneau 118 peut être réalisé en zamak ou acier fritté. Lorsque l'organe de sortie 120 est monté dans le frein 105, l'arbre creux 123 de l'organe de sortie 120 coiffe l'arbre 112, alors que l'anneau fendu 118 est intercalé, radialement par rapport aux axes X100 et X105, entre la surface radiale externe de l'arbre 112 et la surface radiale interne de l'arbre 123. Les pattes 118A sont ainsi en appui frottant contre la surface radiale interne de l'arbre 123.
- Dans le mode de réalisation de la
figure 7 , l'élément de friction 118 comprend une partie annulaire et plane 118b pourvue d'une ouverture centrale 118c de dimensions adaptées pour permettre son montage serré autour de l'arbre 112 de l'organe d'entrée 110, ces éléments étant alors solidaires en rotation autour des axes X100 et X105. L'élément 118 comprend également trois pattes 118a qui viennent alors en appui frottant contre la surface radiale interne de l'arbre creux 123 du papillon ou organe de sortie 120 lorsque cet organe est monté sur l'organe 110 en coiffant l'arbre 112 avec l'arbre creux 123. - Les deuxième et troisième modes de réalisation offrent l'avantage de répartir la friction sur une distance plus importante que dans le premier mode de réalisation, à savoir sur au moins la moitié de la distance axiale de recouvrement entre les organes d'entrée et de sortie, moyennant une conformation adaptée des pattes 118a.
- Dans les deuxième et troisième modes de réalisation, l'élément de friction 118 travaille sous une contrainte élastique radiale.
- Dans le quatrième mode de réalisation partiellement représenté à la
figure 8 par son premier plateau 111 et par son élément de friction 118, l'architecture globale de l'actionneur 100 et du frein 105 est comparable à celle du premier mode de réalisation. En particulier, le frein 105 comprend un élément d'entrée 110 auquel appartient le premier plateau 111, un élément de sortie non représenté et un ressort à spirale également non représenté, analogues à ceux du premier mode de réalisation. - Comme dans le premier mode de réalisation, ce premier plateau 111 porte une dent d'entraînement 113a et une entretoise 113b. Ce plateau 111 ne comprend pas d'arbre creux comparable à l'arbre creux 112 du premier mode de réalisation mais est pourvu d'une ouverture 111a centrée sur l'axe central X100 de l'actionneur et destinée à recevoir un arbre appartenant à l'élément de sortie et comparable à l'arbre 123 du premier mode de réalisation.
- Un logement 111b est ménagé autour de l'ouverture 111a pour recevoir un élément de friction 118 formé par une agrafe réalisée dans un fil métallique, notamment en acier. Cette agrafe 118 est en forme de U et comprend deux branches rectilignes 118a et 118b disposées de part et d'autre de l'axe central X100, qui viennent en recouvrement partiel de l'ouverture 111a et qui viennent en appui serrant contre l'arbre non représenté de l'élément de sortie 120 contre lequel elles frottent en cas de rotation relative, autour de l'axe X100, entre les éléments d'entrée 110 et de sortie de l'actionneur.
- Des pattes élastiquement déformables, dont deux sont visibles à la
figure 8 avec la référence 111 c, permettent de maintenir l'agrafe 118 dans le logement 111 b. En d'autres termes, ces pattes 111 c constituent des moyens d'encliquetage élastique de l'agrafe 118 dans le logement 111 b. - Ce mode de réalisation permet d'ajouter l'élément de friction constitué par l'agrafe 118, dans le plateau 111, sans apporter de modification substantielle aux autres éléments de l'actionneur 100. En outre, dans ce mode de réalisation, l'agrafe 118 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X100. Ainsi, l'effort de friction est appliqué dans ce plan perpendiculaire. Ceci confère une bonne compacité axiale et radiale à l'actionneur 100 de ce mode de réalisation. En particulier, le fait de ne pas devoir créer un volume radial supplémentaire pour recevoir l'agrafe 118 est un avantage.
- En variante, le patin de friction 118 peut être monobloc avec ou solidaire de l'organe d'entrée 110, notamment de sa collerette 114 dans le premier mode de réalisation, son arbre 112 dans les deuxième et troisième modes de réalisation, ou son plateau 111 dans le quatrième mode de réalisation.
- Un avantage de l'invention réside dans l'utilisation, pour la réalisation du patin de friction 118, d'une pièce prévue à cet effet, dont les propriétés mécaniques, thermiques, élastiques peuvent être choisies selon le besoin, en particulier lorsque ce patin est rapporté sur le premier plateau 111, sur le deuxième plateau 115 ou sur l'arbre 123. Ainsi, de façon avantageuse, le patin de friction 118 est réalisé dans un métal ayant des propriétés élastiques sensiblement constantes sur une gamme de température comprise entre -20 °C et +80 °c.
- Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'élément de friction 118 est solidaire en rotation de l'organe d'entrée 110 et l'organe de sortie 120 frotte contre cet élément de friction. En variante, quel que soit le mode de réalisation, l'organe de friction 118 peut être solidaire de l'organe de sortie 120, alors que l'organe d'entrée 110 frotte contre cet élément de friction.
- Quel que soit le mode de réalisation, comme le patin de friction 118 appartient au frein 105, il est disposé en amont d'au moins un étage de réduction du réducteur 106.
- Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinées entre elles.
Claims (15)
- Actionneur électromécanique (100) d'entraînement d'un écran domotique (E), cet actionneur comprenant un moteur (103), un réducteur (106) et un frein (150) comprenant lui-même un organe d'entrée (110), un organe de sortie (120) et un ressort (130) muni de deux pattes repliées (132a, 132b), caractérisé en ce que le frein à ressort (105) comprend un élément de friction (118) entre l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), en ce que cet élément de friction (118) est solidaire, en rotation, d'un premier organe (110), parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, et en ce que le deuxième organe (120), parmi l'organe d'entrée et l'organe de sortie, frotte contre l'élément de friction (118) en cas de mouvement de rotation relative entre l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), autour d'un axe central (X100) de l'actionneur.
- Actionneur électromécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de friction (118) est disposé en amont d'au moins un étage de réduction du réducteur (106).
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de friction (118) est une pièce rapportée sur l'organe d'entrée (110) ou sur l'organe de sortie (120).
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de friction (118) est formé intégralement avec l'organe d'entrée (110) ou avec l'organe de sortie (120).
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un premier organe (110), parmi l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), comprend un plateau (115) muni d'une collerette périphérique (116), en ce que l'élément de friction (118) est disposé sur une surface radiale interne (116i) de la collerette et en ce que l'élément de friction vient en contact direct ou indirect avec une partie (121 a, 121b) du deuxième organe (120), parmi l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120).
- Actionneur électromécanique selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que l'élément de friction (118) est formé par une surépaisseur locale de la collerette (116).
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la partie de l'organe de sortie en contact avec l'élément de friction est une oreille (121 a, 121 b) insérée à l'intérieur du ressort (130) qui est hélicoïdal.
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la partie de l'organe de sortie en contact avec l'élément de friction est une surface radiale extérieure (121c) de l'organe de sortie (120).
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le plateau (115) comprend une lumière (117) de guidage d'un pion axial disposé sur une oreille (121 a, 121b) de l'organe de sortie (120) et en ce que l'élément de friction (118) est prévu dans cette lumière et en contact avec le pion axial.
- Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un premier organe (110), parmi l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), comprend un premier arbre (112) engagé dans un deuxième arbre creux (123) du deuxième organe (120), parmi l'organe de d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), en ce que l'élément de friction (118) est disposé, radialement par rapport à l'axe central (X100) de l'actionneur (100), entre une surface radiale externe du premier arbre (112) et une surface radiale interne du deuxième arbre (123), en ce que l'élément de friction est solidaire en rotation d'un (112) des deux arbres et en appui frottant contre la surface radiale interne ou externe de l'autre arbre (123).
- Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier organe (110), parmi l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), comprend une ouverture (111 a) de passage d'un arbre du deuxième organe (120), parmi l'organe d'entrée (110) et l'organe de sortie (120), en ce que l'élément de friction (118) frotte contre l'arbre du deuxième organe engagé dans cette ouverture.
- Actionneur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de friction (118) comprend deux branches (118a, 118b) disposées de part et d'autre de l'axe central (X100) et recouvrant partiellement l'ouverture (111a).
- Actionneur selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'élément de friction est une agrafe métallique (118) en forme de U.
- Actionneur selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le premier élément définit un logement (111 b) de réception de l'élément de friction (118) et porte des moyens (111 c, 111 d) d'encliquetage élastique de l'élément de friction dans le logement.
- Actionneur électromécanique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de friction (118) est réalisé dans un métal ayant des propriétés élastiques sensiblement invariables sur une gamme de température entre -20°C et 80°C.
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