FR2872196A1 - Dispositif de volet roulant comprenant un carter de moteur tubulaire en materiau composite - Google Patents

Dispositif de volet roulant comprenant un carter de moteur tubulaire en materiau composite Download PDF

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Abstract

Le dispositif de volet roulant motorisé (1) comprend un moteur (8) entraînant un tube d'enroulement (7) du volet (14) via un réducteur (10). Le moteur (8) et le réducteur (10) sont fixés par une liaison serrée dans un carter cylindrique (13). Le dispositif est caractérisé en ce que le carter (13) comprend au moins un élément cylindrique réalisé en matériau composite.

Description

L'invention concerne un dispositif motorisé pour la manoeuvre d'un
élément enroulable de fermeture, d'occultation ou de protection solaire ou d'un écran de projection, comprenant un moteur entraînant un tube d'enroulement de l'élément enroulable via un réducteur, le moteur et le réducteur étant fixés par une liaison serrée dans un carter cylindrique.
On connaît des demandes EP 0 822 316 et FR 2 376 285 des dispositifs motorisés pour la manoeuvre d'écrans. Ces dispositifs comprennent un tube d'enroulement sur lequel l'écran est fixé et peut être enroulé ou déroulé. Ce tube d'enroulement est lié à la structure du bâtiment qu'il équipe à ses deux extrémités par des liaisons pivot autorisant sa rotation autour de son axe de révolution. A l'intérieur et à l'une des extrémités du tube d'enroulement, un carter tubulaire solidaire de la structure du bâtiment reçoit un moteur électrique, un dispositif de commande de l'alimentation de ce moteur et un réducteur dont l'arbre d'entrée est lié à l'arbre de sortie du moteur. L'arbre de sortie du réducteur est lié cinématiquement à une couronne d'entraînement du tube d'enroulement. Le carter tubulaire peut également comprendre des moyens mécaniques ou électromécaniques d'interruption de l'alimentation pour couper l'alimentation du moteur lorsque l'écran arrive en fin de course.
Le tube d'enroulement peut également être monté à l'une de ses extrémités en liaison pivot sur le carter tubulaire. Le carter tubulaire assure donc différentes fonctions. II supporte le poids de l'écran et reprend le couple développé par le moteur. En outre, il protège les organes qu'il contient des chocs et participe à leur étanchéité et à leur isolation électrique et acoustique. Enfin, il assure une fonction esthétique MS1-22. doc dans la mesure où il carène les différents organes qu'il contient grâce à des lignes simples.
Le carter tubulaire est réalisé en métal. Les différents organes qu'il contient, tout au moins ceux permettant de transmettre la puissance du moteur électrique au tube d'enroulement, sont emmanchés en force dans le carter. Cet emmanchement doit être suffisamment serré pour transmettre les différentes actions mécaniques du carter aux organes sans mouvement relatif au niveau de leur interface. Le carter tubulaire métallique doit donc être déformé, lors de l'emmanchement, d'une part dans la limite de sa résistance élastique et d'autre part suffisamment pour qu'il exerce une contrainte de serrage suffisante sur les organes qu'il contient. De trop fortes contraintes peuvent conduire à des déformations non contrôlées et irréversibles des organes internes, ce qui peut provoquer de mauvais positionnement de ceux-ci les uns relativement aux autres et être la cause de dysfonctionnements ultérieurs du dispositif motorisé tels qu'une diminution du rendement mécanique de la chaîne cinématique, des vibrations ou une usure prématurée des pièces en mouvement.
Pour maîtriser les conditions d'emmanchement, il est nécessaire de réaliser le carter tubulaire avec des cotes dimensionnelles et géométriques de fabrication de son diamètre interne présentant une qualité élevée, les intervalles de tolérance de ces différentes cotes devant par conséquent être réduits. Il en est de même pour les cotes de fabrication des différents organes destinés à être emmanchés dans le carter tubulaire.
Ces différentes contraintes à respecter entraînent dans un processus de fabrication de grande série des problèmes importants liés à l'organisation MS\2. S 649.12FR.510.dpt. doc des opérations et au coût. En particulier, le carter tubulaire doit suivre un cycle de fabrication spécial.
Les organes destinés à être contenus dans le carter tubulaire présentant souvent des bâtis extérieurs réalisés en métal, il est nécessaire de prévoir l'application d'un lubrifiant sur les surfaces destinées à glisser les unes sur les autres avant l'opération d'emmanchement et ceci même si l'interférence de serrage est faible. Dans cette situation, et pour éviter que le lubrifiant ne migre ultérieurement vers des organes où il pourrait produire des effets indésirables, vers le frein par exemple, il est nécessaire de prendre des dispositions spéciales génératrices de surcoûts de fabrication.
Il est connu de la demande de brevet FR 2 745 126 de réaliser un carter tubulaire par injection dans un moule d'une résine thermoplastique telle que le polyarilamide. Un tel carter présente des inconvénients. D'une part, le procédé de réalisation d'un tel carter tubulaire impose la présence de dépouilles permettant son démoulage. Du fait de ces dépouilles, le carter est tronconique et il est nécessaire de le reprendre après démoulage de manière à réaliser dans celui-ci des rainures parallèles et des cannelures complémentaires sur le moteur. Ces rainures et ces cannelures sont destinées à positionner le moteur par rapport au carter. D'autre part, la longueur du tube réalisable avec cette technique est très limitée. En effet, les angles de dépouilles et les épaisseurs de matière utilisés font qu'il n'est pas possible de réaliser un carter pour recevoir plus d'organes qu'un moteur et son frein. Le réducteur et les autres organes doivent par conséquent être liés au moteur par d'autres moyens que par leur emmanchement dans le carter tubulaire. D'autres opérations d'assemblage différentes d'un emmanchement sont donc nécessaires pour réaliser l'ensemble tubulaire.
MS12. S649.12FR.510.dpt.doc Le but de l'invention est de fournir un dispositif améliorant les dispositifs connus et palliant aux inconvénients cités. L'invention propose en particulier un dispositif dont les opérations de fabrication sont simplifiées et dont le coût de fabrication est réduit par rapport aux dispositifs connus.
Le dispositif selon l'invention permet en outre par rapport aux dispositifs connus de réduire les probabilités d'occurrences de dysfonctionnements.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le carter comprend au moins un élément cylindrique réalisé en matériau composite.
Le carter peut comprendre deux éléments cylindriques, un élément cylindrique interne réalisé en matériau composite et disposé à l'intérieur d'un élément cylindrique externe et les deux éléments cylindriques peuvent être liés par un élément thermoplastique élastomère.
L'élément cylindrique externe peut être réalisé en un matériau thermoplastique extrudé.
L'élément cylindrique réalisé en matériau composite peut être obtenu par un procédé de pultrusion.
Le matériau composite peut comprendre une matrice de type résine thermodurcissable.
Le matériau composite peut comprendre des renforts en fibres de verre et/ou en fibre de carbone et/ ou en fibres synthétiques.
La matrice du matériau composite peut être de type époxyde ou 30 polyester.
MS\2. S649.12FR.510.dpt.doc Au moins l'élément cylindrique réalisé en matériau composite peut être cylindrique de révolution.
L'arbre de sortie du réducteur peut être lié à une couronne 5 d'entraînement du tube d'enroulement via un élément de liaison réalisé en matériau élastomère.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux modes de réalisation du dispositif selon l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif motorisé, la coupe étant réalisée au niveau de l'axe de rotation du tube d'enroulement.
La figure 2 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation du dispositif motorisé, la coupe étant réalisée au niveau de l'axe de rotation du tube d'enroulement.
Un premier mode 1 de réalisation du dispositif motorisé est représenté à la figure 1. II comprend un tube d'enroulement 7 lié par une liaison pivot à la structure d'un bâtiment 2. Un élément enroulable 14 est fixé sur ce tube 7 de manière à ce que sa rotation dans un premier sens, respectivement dans un deuxième sens, permet l'enroulement, respectivement le déroulement, de l'élément. L'élément enroulable peut par exemple consister en une toile de store ou en des lames de volet roulant ou de porte. A l'une des extrémités du tube d'enroulement, celui- ci est lié à la structure du bâtiment par l'intermédiaire d'un palier 4. A son autre extrémité, le tube d'enroulement 7 est supporté par un élément de fixation 3 fixé à la structure du bâtiment. Cet élément de fixation permet de fixer rigidement un ensemble tubulaire 5 d'entraînement du tube MS12. S 649.12FR.510. dpt. doc d'enroulement à l'intérieur de celui-ci. Un palier 6 assure la liaison mécanique entre l'ensemble tubulaire 5 et le tube d'enroulement 7.
L'ensemble tubulaire 5 a une forme cylindrique de révolution et comprend l'élément de fixation 3, un moteur électrique 8, un dispositif de freinage 9 (éventuellement intégré dans le moteur) et un réducteur 10. Il comprend en outre des moyens 11 d'alimentation électrique du moteur et des moyens (non représentés) mécaniques ou électromécaniques permettant de couper l'alimentation du moteur lorsque l'élément enroulable atteint ses positions de fin de course. L'arbre de sortie du réducteur 10 est lié cinématiquement en rotation à une couronne 12 qui est elle-même liée cinématiquement en rotation au tube d'enroulement 7. Ainsi, la rotation du moteur électrique 8 entraîne la rotation du tube d'enroulement 7.
Les différents éléments énumérés précédemment sont montés à l'intérieur d'un carter cylindrique de révolution 13 constitué par un élément cylindrique. Les éléments, en particulier les éléments soumis à des reprises d'efforts tels que l'élément de fixation 3, le moteur 8, le réducteur 10 et le frein 9 sont montés serrés dans le carter. Ainsi, les opérations d'assemblage consistent essentiellement en des actions d'emmanchement des éléments dans le carter.
Le carter est réalisé en matériau composite et est obtenu par un procédé de pultrusion. Dans ce procédé, des renforts ayant la forme de fils et/ou de mats tissés ou non tissés sont imprégnés de résine, mis en forme sur un mandrin et à travers une filière à l'intérieur de laquelle la résine est polymérisée. Un tel procédé permet d'obtenir un carter cylindrique de longueur importante permettant d'intégrer tous les éléments de l'élément tubulaire 5. Il a été remarqué que le procédé de pultrusion permet d'obtenir des profilés présentant des cotes dimensionnelles et géométriques très précises pour un faible coût de fabrication.
MS12. S649.12FR.510.dpt.doc Le matériau composite constituant le carter peut comprendre une matrice thermodurcissable par exemple de type époxyde ou polyester et des renforts en fibres de verre, en fibres de carbone ou en fibres synthétiques telle que des fibres aramides. Grâce à ces matériaux, il est également possible d'obtenir un carter présentant une limite de déformation élastique plus élevée et une rigidité moins élevée qu'un carter en métal. En particulier, par le choix des renforts, de leur orientation, de leur croisement, du nombre de leurs couches, il est possible d'obtenir, sans supplément de coût, des carters de qualités très diverses, permettant une bonne adéquation entre le carter et l'usage qu'il en est fait.
Les caractéristiques liées au procédé de fabrication et aux matériaux employés permettent de faciliter les opérations d'emmanchement. En effet, outre les effets sur les cotes du carter obtenu et les caractéristiques mécaniques de celui-ci, les éléments qui doivent être emmanchés dans le carter présentant en général des bâtis métalliques peuvent être emmanchés sans qu'il soit nécessaire de procéder à une lubrification des surfaces destinées à glisser les unes sur les autres. Les contraintes de fabrication sont donc notablement allégées et les coûts très sensiblement diminués.
Les matériaux composites à matrice thermodurcissable présentent en outre l'avantage d'être très stables dimensionnellement. Le serrage des éléments dans le carter reste par conséquent constant dans le temps malgré les variations de température dues à la proximité du moteur électrique et aux effets de l'environnement, forte chaleur, humidité tropicale, gel.
MS12.S649.12FR.510.dpt.doc II est à noter qu'il est en outre possible d'utiliser différents renforts pour donner différentes couleurs et/ou différents aspects esthétiques au carter.
Un deuxième mode de réalisation 20 du dispositif selon l'invention est représenté à la figure 2. II diffère principalement du premier mode de réalisation par la structure de son carter 21 assurant les même fonctions que le carter 13 précédemment décrit.
Le carter 21 est composé d'un élément cylindrique interne 23 semblable au carter 13 décrit précédemment. Il est notamment réalisé en matériau composite et obtenu par un procédé de pultrusion. Cet élément cylindrique interne est positionné à l'intérieur d'un élément cylindrique externe 22 de manière à ce que les axes longitudinaux des deux éléments soient au moins sensiblement confondus et est lié à l'élément cylindrique externe 22 par l'intermédiaire d'un matériau thermoplastique élastomère 24 tel que, par exemple, du Santoprene (marque déposée) commercialisé par la société Advanced Elastomer Systems, du Tefabloc (marque déposée) commercialisé par la société Tessenderlo Group, ou du Desmopan (marque déposée) commercialisé par la société Bayer.
L'élément cylindrique externe 22 peut être réalisé de la même manière que l'élément cylindrique interne 23. Cependant, dans la mesure où il ne nécessite pas de cote de fabrication très précise, il peut également être réalisé de toute autre manière et en particulier par extrusion d'un matériau thermoplastique tel que du Vinidur (marque déposée) commercialisé par la société BASF, du Solvic (marque déposée) commercialisé par la société Solvay ou du Lacovyl (marque déposée) commercialisé par la société ELF-Atochem. Les éléments cylindriques interne et externe peuvent être de révolution.
MS\2. S 649.12FR.510. dpt.doc Ce mode de réalisation permet d'isoler le tube d'enroulement et l'élément enroulable des vibrations solidiennes générées notamment au niveau du moteur et du réducteur. Afin d'améliorer cette isolation, l'arbre de sortie du réducteur 10 peut être lié à la couronne d'entraînement 12 par l'intermédiaire d'un élément de liaison 25 réalisé en matériau élastomère tel que notamment un des matériaux thermoplastiques élastomères précédemment cités. En effet, le tube et l'élément enroulable soumis aux vibrations se déforment et créent dans l'air les entourant des ondes de pression qui sont perçues par l'oreille humaine. Il est donc intéressant de limiter la transmission de ces vibrations pour limiter les nuisances sonores.
Le carter 13 et les éléments interne et externe du carter 21 sont décrits comme ayant la forme de cylindres de révolution. Ils peuvent cependant présenter toute autre forme cylindrique telle qu'une forme cylindrique à base polygonale.
Dans toute cette demande le terme cylindre et l'adjectif cylindrique s'y rapportant sont à comprendre dans leur sens mathématique, un cylindre étant défini par des lignes génératrices parallèles s'appuyant sur une courbe guide.
MS12.S649.12FR.510.dpt.doc

Claims (9)

Revendications:
1. Dispositif motorisé (1; 20) pour la manoeuvre d'un élément (14) enroulable de fermeture, d'occultation ou de protection solaire ou d'un écran de projection, comprenant un moteur (8) entraînant un tube d'enroulement (7) de l'élément enroulable (14) via un réducteur (10), le moteur (8) et le réducteur (10) étant fixés par une liaison serrée dans un carter cylindrique (13; 21), caractérisé en ce que le carter (13; 21) comprend au moins un élément cylindrique (13; 23) réalisé en matériau composite.
2. Dispositif motorisé (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter (21) comprend deux éléments cylindriques (22, 23), un élément cylindrique interne (23) réalisé en matériau composite et disposé à l'intérieur d'un élément cylindrique externe (22) et en ce que les deux éléments cylindriques sont liés par un élément thermoplastique élastomère (24).
3. Dispositif motorisé (1; 20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément cylindrique externe (22) est réalisé en un matériau thermoplastique extrudé.
4. Dispositif motorisé (1; 20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément cylindrique (13; 23) réalisé en matériau composite est obtenu par un procédé de pultrusion.
5. Dispositif motorisé (1; 20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau composite comprend une matrice de type résine thermodurcissable.
MS12. S 649.12FR.510. dpt. doc
6. Dispositif motorisé (1; 20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau composite comprend des renforts en fibres de verre et/ou en fibre de carbone et/ ou en fibres synthétiques.
7. Dispositif motorisé (1; 20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice du matériau composite est de type époxyde ou polyester.
8. Dispositif motorisé (1; 20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'élément cylindrique (13; 23) réalisé en matériau composite est cylindrique de révolution.
9. Dispositif motorisé (1; 20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre de sortie du réducteur 10 est lié à une couronne d'entraînement 12 du tube d'enroulement 7 via un élément de liaison 25 réalisé en matériau élastomère.
MS12.S649.12FR.510.dpt.doc
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