FR2789467A1 - Dispositif de commande de mouvement rotatif de faible amplitude - Google Patents

Dispositif de commande de mouvement rotatif de faible amplitude Download PDF

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Abstract

Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) destiné aux mouvements rotatifs de faible amplitude entre une base (2) et un récepteur (3) pivotant, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre fixe solidaire de la base et un ensemble mobile pivotant solidaire en rotation du récepteur (3) et destiné à pivoter autour de l'arbre fixe sous l'action d'un dispositif de motorisation, le dispositif de motorisation du dispositif de commande (1) étant disposé dans l'ensemble pivotant.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE DE MOUVEMENT ROTATIF DE FAIBLE
AMPLITUDE
La présente invention concerne un dispositif de commande de mouvement rotatif de faible amplitude tels que ceux utilisés notamment
dans l'ouverture de portails, de volets ou de portes, par exemple.
Depuis longtemps, l'ouverture et la fermeture de portes, de volets, de vantaux de portails ou autres s'effectuent à l'aide d'automatismes divers commandés directement ou à distance. Dans la plupart des cas, l'organe déplacé, c'est à dire le vantail, doit subir un mouvement rotatif
de faible amplitude.
Ainsi, des dispositifs automatiques de fermeture et d'ouverture ont vu le jour afin de permettre leur utilisation notamment lorsque l'organe actionné est lourd à déplacer, par exemple. Ces dispositifs automatisés de l'art antérieur se présentent souvent sous la forme de mécanismes d'actionnement classiques tels que des motoréducteurs ou des vérins
hydrauliques, pneumatiques ou électriques.
Toutefois, ces mécanismes présentent de nombreux inconvénients liés à leur mise en oeuvre ou à leur fiabilité. Ils sont généralement montés de manière externe aux éléments subissant le mouvement de rotation respectif et occupent un volume souvent important. De plus, ils sont fragiles et peu fiables, notamment -s'ils sont soumis à une sollicitation contraire importante. Certains dispositifs montés à l'extérieur présentent un nombre d'organes externes en mouvement les uns par rapport aux autres, et présentent ainsi, outre leur encombrement, des inconvénients liés à la sécurité lors de leur utilisation. De ce fait, l'invention a pour objectif de résoudre les problèmes
précités à l'aide de moyens simples, fiables et faciles à mettre en oeuvre.
Elle a pour but de proposer un nouveau dispositif de commande dont le volume est réduit et qui ne présente pas d'organes externes en mouvement. De plus, ce dispositif est susceptible d'opposer un couple résistant très important à une sollicitation contraire le rendant ainsi
robuste et fiable.
Ainsi, selon sa caractéristique principale, le dispositif de commande de mouvement rotatif destiné aux mouvements rotatifs de faible amplitude entre une base et un récepteur pivotant de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un arbre fixe solidaire de la base et un ensemble mobile pivotant solidaire en rotation du récepteur et destiné à pivoter autour de l'arbre fixe sous l'action d'un dispositif de motorisation, et en ce que l'ensemble pivotant comprend un carter à l'intérieur duquel un organe de transmission est sollicité en translation selon un axe longitudinal par le dispositif de motorisation pour
transmettre au carter un mouvement de rotation.
Selon une caractéristique complémentaire du dispositif de commande de mouvement rotatif, le dispositif de motorisation du
dispositif de commande est disposé dans l'ensemble pivotant.
Selon une autre caractéristique du dispositif de commande de mouvement rotatif de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que le dispositif de motorisation est de type linéaire et est destiné à engendrer le mouvement linéaire selon l'axe longitudinal de l'organe de
transmission de l'ensemble pivotant.
Selon une caractéristique complémentaire du dispositif de commande de mouvement rotatif, l'organe de transmission est pivotant et présente dans un alésage interne une découpe hélicoïdale complémentaire de la découpe hélicoïdale de la face externe de l'arbre
fixe de manière à pivoter lors de sa translation d'axe longitudinal.
Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de commande de mouvement rotatif, l'angle de la découpe hélicoïdale de l'organe de transmission et de l'arbre fixe, pris par rapport à la génératrice de leurs
cylindres respectifs est compris entre 5 et 20 .
Selon une autre caractéristique du dispositif de commande de mouvement rotatif de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que l'organe de transmission pivotant et le carter comportent des moyens de transmission du mouvement rotatif destinés à les solidariser en rotation autour de l'axe longitudinal tout en permettant le coulissement respectif
entre eux selon cet axe longitudinal.
Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de commande de mouvement rotatif, l'arbre fixe et le dispositif de motorisation sont
disposés coaxialement.
Selon ce mode de réalisation, les moyens de transmission du mouvement rotatif sont constitués par des cannelures situées sur un coulisseau de forme générale cylindrique qui constitue l'organe pivotant
et par des gorges complémentaires disposées dans un alésage du carter.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif de commande de mouvement rotatif selon l'invention, l'arbre fixe et le dispositif de
motorisation sont disposés côte à côte.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront
de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont
donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
Les figures 1 à 10 illustrent des modes de réalisation du dispositif de commande de mouvements rotatifs de faible amplitude selon l'invention. Les figures 1 et 2 illustrent en perspective un portail et un premier mode de réalisation de son dispositif de commande dans deux positions différentes. Les figures 3a et 3b représentent ce premier mode de réalisation du dispositif de commande en coupe transversale dans le plan du
récepteur respectivement dans deux positions différentes.
La figure 4 illustre une coupe transversale du dispositif de
commande selon AA.
La figure 5 illustre l'arbre fixe en vue de face.
La figure 6 représente selon une vue similaire à la figure 1 un
deuxième mode de réalisation du dispositif de commande d'un portail.
La figure 7 illustre schématiquement en coupe longitudinale le
deuxième mode de réalisation.
La figure 8 illustre en perspective l'arbre fixe et le coulisseau de ce
deuxième mode de réalisation.
La figure 9 représente en coupe transversale selon BB le
deuxième mode de réalisation.
La figure 10 illustre en vue de face une variante d'exécution du coulisseau. Selon l'invention, le dispositif de commande de mouvement rotatif portant la référence générale (1) est destiné à équiper des systèmes rotatifs dont la rotation est de faible amplitude comme les systèmes
d'ouverture de portails, de volets ou autres, comme le montre la figure 1.
Le dispositif de commande (1) est ainsi susceptible d'être utilisé pour divers systèmes rotatifs dont l'angle de rotation à effectuer est avantageusement compris entre 0 et 360 environ et de préférence entre
0 et 180 .
Selon l'invention, le dispositif de commande (1) est destiné à équiper un système rotatif (100) formé d'une base (2) fixe dans l'espace et d'un récepteur (3) que le dispositif (1) commande en rotation par rapport à ladite base (2) comme le montrent les figures 1 et 2. Pour cela, le dispositif de commande (1) est destiné à être disposé entre la base (2) et le récepteur (3). Il comporte, d'une part, un ensemble pivotant (4) solidaire du récepteur (3) et, d'autre part, un arbre de pivotement (5) solidaire de la base (2) et sur lequel est destiné à venir pivoter l'ensemble pivotant (4). L'arbre (5) est ainsi maintenu fixe dans l'espace et seul l'ensemble pivotant (4) est en mouvement autour de l'arbre pour
entraîner en mouvement le récepteur (3).
Selon les modes de réalisation illustrés de l'invention, l'ensemble pivotant (4) comprend le dispositif de motorisation (6) du dispositif de commande (1), ce dispositif de motorisation est autonome et est destiné à permettre la mise en mouvement de l'ensemble pivotant (4) dans lequel il est disposé autour de l'arbre de pivotement (5) disposé fixe dans l'espace. Ainsi, l'ensemble pivotant (4) et son dispositif de motorisation (6) sont solidaires en déplacement et pivotent ensemble autour de l'arbre (5). Selon un premier mode de réalisation du dispositif de commande (1) de mouvement rotatif, le dispositif de motorisation (6) utilisé est de type linéaire tel qu'un vérin (6), comme le montrent les figures 3a et 3b, c'est-à-dire qu'il engendre un mouvement linéaire de translation. Il va de soi que le dispositif de l'invention peut utiliser tous types de vérin: hydraulique, pneumatique, électrique ou autre, pour engendrer le mouvement linéaire d'un organe de transmission pivotant (9) décrit ci-après, ce mouvement étant nécessaire à l'entraînement en
rotation de l'ensemble pivotant (4).
Selon l'invention, l'ensemble pivotant (4) comprend le dispositif de motorisation (6), un carter (7) qui forme une enceinte (8) avantageusement fermée, des moyens de fixation (MF) permettant de solidariser le carter (7) et le récepteur (3) et un organe de transmission pivotant (9) susceptible de transmettre un mouvement de rotation au carter (7) lors de son déplacement axial du au mouvement linéaire
engendré par le vérin (6).
Selon les modes de réalisation décrits de l'invention, l'organe de transmission (9) est formé par un coulisseau destiné à coopérer avec l'arbre (5) pour être entraîné en pivotement lors de son coulissement le long de cet arbre (5), ledit coulissement étant engendré par l'action du
vérin (6).
Selon les modes de réalisation illustrés figures 1 à 10, le pivotement du coulisseau est obtenu grâce à la coopération entre l'alésage interne (10) du coulisseau (9) et la face externe (11) de l'arbre de pivotement (5) qui possèdent des sections transversales respectives de forme complémentaire, comme le montrent les figures 4 et 8, et qui s'étendent de manière hélicoïdale selon leur axe de révolution commun (ZZ'). Ainsi, l'alésage (10) du coulisseau (9) présente une taille hélicoïdale sur l'intégralité de sa longueur (L1), tandis que l'arbre de pivotement (5) possède une face externe (11) qui présente une taille hélicoïdale
complémentaire sur une partie (12) de sa longueur.
Ainsi, lors de son actionnement, le dispositif de motorisation (6) entraîne le coulisseau (9) dans une translation selon l'axe longitudinal (ZZ') le long de la partie hélicoïdale (12) de l'arbre (5), ceci provoque alors une rotation du coulisseau (9) autour de l'axe de révolution (ZZ') de son alésage (10). De plus, l'ensemble pivotant (4) présente des moyens de transmission du mouvement rotatif disposés entre le carter (7) et le coulisseau (9) pour permettre de les solidariser en rotation autour de l'axe longitudinal (ZZ') tout en autorisant leur translation le long de cet axe. Ces moyens sont constitués par un ensemble de surfaces de butées (13, 14) complémentaires qui permettent la translation du coulisseau (9) par rapport au carter (7) selon l'axe longitudinal (ZZ') mais empêchent
la rotation respective entre ces deux pièces.
Ainsi, selon l'invention, le fonctionnement général du dispositif de commande de mouvement rotatif se décompose comme suit, le dispositif de motorisation (6) disposé dans l'ensemble pivotant (4) provoque le coulissement du coulisseau (9) le long de l'arbre fixe (5). Ce coulissement permet au coulisseau d'être entraîné en rotation par le profil hélicoïdal (12) de l'arbre, ce mouvement rotatif étant transmis au carter (7) de l'ensemble pivotant (4) par l'intermédiaire des moyens de transmission du mouvement rotatif disposés entre le coulisseau (9) et le
carter (7).
Il est important de noter que le dispositif de motorisation (6) est monté à l'intérieur de l'enceinte (8) formée par le carter (7) et subit ainsi dans l'espace le même mouvement que l'ensemble pivotant (4) et donc que le récepteur (3), ledit dispositif de motorisation prenant appui directement ou indirectement sur le carter. Par ailleurs, on peut noter, comme le montre la figure 5, que l'angle (A) de l'hélice (10, 12) de l'alésage du coulisseau (9) et de l'arbre (5) par rapport à la génératrice de leurs cylindres respectifs est faible et est avantageusement compris entre et 20 . Selon le premier mode de réalisation illustré figures 3a et 3b, l'arbre (5) et le dispositif de motorisation (6) ne sont pas disposés de manière coaxiale, mais sont disposés côte à côte. Le carter (7) possède une forme sensiblement parallélépipédique dont l'un des côtés est remplacé par une portion de cylindre comme le montre la section transversale du dispositif de commande de mouvement rotatif (1)
illustrée figure 4.
Selon ce mode de réalisation, la forme allongée du profil transversal du carter (7) et du coulisseau (9) qui occupe transversalement la surface de l'enceinte (8) dudit carter permet à leurs parois latérales respectives (13, 14) de constituer les moyens de transmission du mouvement rotatif. La forme complémentaire des profils transversaux du coulisseau (9) et du carter (7) autorise le coulissement du coulisseau (9) dans le carter (7) selon l'axe longitudinal (ZZ') de l'arbre (5) tout en les solidarisant en rotation. Notons que les surfaces de butée (13, 14) qui permettent la transmission du mouvement rotatif peuvent être diminuées afin de réduire les frottements occasionnés par la translation du coulisseau (9) dans le carter (7). Ainsi, comme le montre la figure 4, les surfaces de butée du coulisseau sont formées par deux profils en saillie
latéraux (13a, 13b).
Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif de motorisation (6) et l'arbre fixe (5) sont disposés coaxialement selon l'axe longitudinal (ZZ'), comme le montre la figure 7. De ce fait, le carter (7) peut posséder une forme cylindrique allongée de manière à s'enfiler avec son coulisseau (9) autour de l'arbre fixe (5). Selon ce mode de réalisation, les moyens de transmission du mouvement rotatif entre le carter (7) et le coulisseau (9) sont avantageusement formés par des cannelures longitudinales (13) qui coopèrent avec des gorges (14) de forme complémentaire qui s'étendent longitudinalement dans la face interne d'un alésage du carter (7). Il va de soi, comme le montre le premier mode de réalisation illustré, que la configuration des moyens de transmission du mouvement rotatif disposés entre le carter et le coulisseau pourrait être différente, sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Ainsi, la forme, le nombre et le positionnement des surfaces de butée complémentaires pourraient varier en fonction des caractéristiques mécaniques recherchées pour le
mécanisme ou en fonction du positionnement respectif des pièces.
Selon ce deuxième mode de réalisation et comme le montrent les figures 8 et 9, le coulisseau (9) possède une forme générale cylindrique et présente des cannelures (13) sur l'ensemble de sa longueur (L1) et de son pourtour. Toutefois, ces surfaces d'appui et de butée (13, 14) pourraient occuper une surface réduite sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Ainsi, le coulisseau pourrait ne présenter des cannelures (13) que sur une partie de sa longueur, par exemple, comme le
montre la figure 10.
Selon le deuxième mode de réalisation illustré figure 7, le dispositif de motorisation (6) est constitué par un moteur de type électrique (6a) associé à un réducteur (6b) de manière à entraîner en rotation une vis (6c) sur laquelle se déplace un écrou (6d) solidaire en translation selon l'axe longitudinal (ZZ') avec le coulisseau (9) par
l'intermédiaire d'au moins une tige filetée (6e).
Selon ce mode de réalisation, le moteur (6a) et son réducteur (6b) sont sollicités par l'intermédiaire d'un dispositif élastique tel qu'un ressort (20) prenant appui sur le carter (7) pour actionner la vis (6c) par l'intermédiaire d'une rotule (21) qui permet notamment de rattraper les jeux axiaux. De plus, l'arbre fixe (5) est immobilisé dans l'espace ou dans le repère lié à la base (2) à l'aide d'un palier principal (22) qui lui empêche toute translation et toute rotation. Le carter (7) du dispositif de commande (1) s'étend avantageusement du palier principal jusqu'à un palier secondaire (23) solidaire de la base (2) et dans lequel il est articulé de manière connue en soi comme, par exemple, à l'aide d'une rotule (24). Ainsi, le carter (7) peut être fixé au récepteur (3) et l'entraîner ainsi
en rotation par rapport à la base (2).
Il est important de noter que la taille hélicoïdale de l'arbre (5) et du coulisseau (9) ainsi que la coopération des surfaces de butée (13, 14) entre le carter (7) et le coulisseau (9) permettent l'obtention d'un couple résistant très élevé. Ainsi, lorsque le dispositif de commande (1) est sollicité par une force extérieure, le coulisseau (9) et l'arbre (5) constituent des moyens de blocage en rotation du dispositif qui empêchent son actionnement autrement que par l'intermédiaire de son
dispositif de motorisation.
Toutefois, afin de préserver l'intégrité des différents éléments constitutifs du dispositif lorsque celui-ci est sollicité par une force extérieure trop importante, celui-ci peut comporter des moyens de protection ou moyens de sécurité non représentés, destinés à autoriser la rotation entre la base et le récepteur lorsque la sollicitation externe dépasse un seuil donné. Ces moyens de protection peuvent être constitués par des limiteurs de couple, disposés par exemple au niveau du palier principal de manière à ce que celui-ci libère l'arbre fixe pour permettre sa rotation lorsque la sollicitation sur ledit arbre est trop élevée. Il va de soi que la configuration des moyens de protection pourrait être différente sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Selon un mode de réalisation non représenté du dispositif de commande de mouvement rotatif de l'invention, la transmission du mouvement rotatif entre l'arbre fixe et le carter par le coulisseau s'effectue de manière équivalente en inversant les moyens de coopération du coulisseau et ceux respectifs du carter et de l'arbre. Selon ce mode de réalisation, l'arbre comporte sur une partie de sa longueur des cannelures destinées à coopérer avec des gorges situées dans l'alésage du coulisseau tandis que le coulisseau présente sur sa face
externe un profil hélicoïdal complémentaire du profil interne du carter.
Ainsi, le coulisseau est emmené en translation par le dispositif de motorisation et provoque ainsi la rotation du carter par la coopération des profils hélicoïdaux.. Il va de soi que ce mode de réalisation est équivalent aux autres modes de réalisation décrits et est compris dans le
champs de protection de l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend
aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) destiné aux mouvements rotatifs de faible amplitude entre une base (2) et un récepteur (3) pivotant, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre fixe (5) solidaire de la base et un ensemble mobile pivotant (4) solidaire en rotation du récepteur (3) et destiné à pivoter autour de l'arbre fixe (5) sous l'action d'un dispositif de motorisation (6) et en ce que l'ensemble pivotant (4) comprend un carter (7) à l'intérieur duquel un organe de transmission (9) est sollicité en translation selon un axe longitudinal (ZZ') par le dispositif de motorisation (6) pour transmettre au carter (7)
un mouvement de rotation.
2. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de motorisation (6) du
dispositif de commande (1) est disposé dans l'ensemble pivotant (4).
3. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de motorisation (6) est de type linéaire et est destiné à engendrer le mouvement linéaire selon l'axe longitudinal (ZZ') de l'organe de transmission (9) de
l'ensemble pivotant.
4 Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de transmission (9) est pivotant et présente dans un alésage interne (11) une découpe hélicoïdale complémentaire de la découpe hélicoïdale (12) disposée sur la face externe de l'arbre fixe (5) de manière à pivoter lors de sa translation
d'axe longitudinal (ZZ').
5. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle (A) de la découpe hélicoïdale de l'organe de transmission (9) et de l'arbre fixe (5), pris par rapport à la génératrice de leurs cylindres respectifs est compris entre 5
et 20 .
1i
6. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'organe de transmission pivotant (9) et le carter (7) comportent des moyens de transmission du mouvement rotatif destinés à les solidariser en rotation autour de l'axe longitudinal (ZZ') tout en permettant le coulissement respectif entre eux
selon l'axe longitudinal (ZZ').
7. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre
fixe (5) et le dispositif de motorisation (6) sont disposés coaxialement.
8. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon les
revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de transmission
du mouvement rotatif sont constitués par des cannelures (13) situées sur un coulisseau de forme générale cylindrique qui constitue l'organe pivotant (9) et par des gorges (14) complémentaires disposées dans un
alésage du carter (7).
9. Dispositif de commande de mouvement rotatif (1) selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre
fixe (5) et le dispositif de motorisation (6) sont disposés côte à côte.
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