FR3021381A3 - Ensemble d'actionneur electrique - Google Patents

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Abstract

Un assemblage d'actionneur électrique comprend un actionneur principal (1) comprenant un ensemble d'engrenages (12) contenant une portion de frottement échelonnée (123) sur un arbre de pignon (122) d'un pignon d'entraînement (121) de celui-ci, une tige d'extension (15), et un entraînement de puissance (13) faisant tourner l'ensemble pour déplacer la tige à travers une vis-mère (141), et un roulement unidirectionnel (2) comportant un chemin de roulement intérieur (21), un chemin de roulement extérieur (21) et un mécanisme de sécurité (23) entre ceux-ci. Lorsque l'entraînement fait tourner l'ensemble pour soulever la tige, le chemin intérieur tourne dans un sens. Lorsque la puissance est arrêtée, le roulement ne peut pas tourner dans le sens inverse, la portion de frottement vient en butée contre la surface de contact plate (211) du chemin intérieur pour produire un effet de freinage, en empêchant la chute de la charge soutenue sur l'actionneur.

Description

ENSEMBLE D'ACTIONNEUR ELECTRIQUE Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne la technologie des actionneurs électriques, et plus particulièrement un assemblage d'actionneur électrique qui comprend un roulement unidirectionnel pour fournir un effet de freinage lorsque la puissance d'entraînement est arrêtée, en empêchant la chute de la charge et en assurant la sécurité opérationnelle.
Description de l'art antérieur Des actionneurs électriques avec différentes conceptions mécaniques et différents mécanismes de transmission sont largement utilisés dans les lits électriques, les fauteuils de massage électriques, les lève-personnes, les machines de fitness et les machines de rééducation. Ces actionneurs électriques utilisent couramment un moteur pour entraîner un mécanisme de transmission, en amenant une tige d'extension à s'étendre ou à se rétracter pour l'ajustement de l'élévation ou de l'angle du lit électrique, du fauteuil de massage électrique, etc. La transmission de puissance de l'actionneur électrique se compose conventionnellement d'une vis sans fin et d'un pignon à vis sans fin pour délivrer la puissance d'entraînement d'un moteur afin de faire tourner la vis-mère, pour déplacer la tige d'extension linéairement, afin de lever ou d'abaisser une pièce de liaison ou un cadre de support d'un mécanisme.
Normalement, la vis sans fin est constituée de métal, et le pignon à vis sans fin est constitué d'un matériau plastique. Lorsque la puissance d'entraînement est arrêtée, la gravité de la charge peut forcer la vis-mère à tourner dans le sens inverse, en provoquant la chute de la pièce de liaison ou du cadre de support du mécanisme de levage. Afin d'éliminer ce problème, un mécanisme de frein est normalement utilisé pour maintenir la pièce de liaison ou le cadre de support du mécanisme de levage à sa place lorsque la puissance d'entraînement est arrêtée. Néanmoins, ce mécanisme de frein occupe un grand espace d'installation, il affecte l'agencement spatial d'autres composants, en engendrant un changement de conception pour la spécification et l'outillage, et il provoque une restriction de la souplesse d'application et une augmentation des frais de fabrication de l'actionneur électrique. Une amélioration est donc souhaitée à cet égard. Résumé de l'invention La présente invention est proposée compte tenu des circonstances susmentionnées. Un objet de la présente invention prévoit un assemblage d'actionneur électrique qui utilise un roulement unidirectionnel pour fournir un effet de freinage lorsque la puissance d'entraînement est arrêtée, en empêchant la chute de la charge. Pour réaliser cet objet et d'autres objets de la présente invention, un assemblage d'actionneur électrique comprend un actionneur principal et un roulement unidirectionn el. L'actionneur principal comprend un logement définissant une chambre de réception à l'intérieur de celui-ci et deux ouvertures sur le côté haut et le côté bas à l'opposé l'un de l'autre de celui-ci, un ensemble d'engrenages monté dans la chambre de réception à l'intérieur du logement, un entraînement de puissance installé pour faire tourner l'ensemble d'engrenages, un mécanisme de transmission comprenant une vis-mère couplée à l'ensemble d'engrenages qui la fait tourner, et une tige d'extension accouplée à la vis-mère et pouvant se déplacer linéairement lors de la rotation de la vis-mère. L'ensemble d'engrenages comprend un pignon d'entraînement qui contient un arbre de pignon étendu axialement et concentriquement hors des deux côtés opposés de celui-ci, et au moins une portion de frottement échelonnée située à la périphérie de celui-ci. Le roulement unidirectionnel est monté dans la chambre de réception à l'intérieur du logement de l'actionneur principal, se compose d'un chemin de roulement intérieur ajusté sur l'arbre de pignon du pignon d'entraînement, d'un chemin de roulement extérieur entourant le chemin de roulement intérieur, et d'un mécanisme de sécurité monté entre le chemin de roulement intérieur et le chemin de roulement extérieur. Le chemin de roulement intérieur comprend une surface de contact plate située à un côté haut de celui-ci pour venir en butée contre l'au moins une portion de frottement échelonnée. Lorsque l'entraînement de puissance est mis en fonctionnement pour faire tourner l'ensemble d'engrenages afin de soulever la tige d'extension, le chemin de roulement intérieur est mis en rotation par l'ensemble d'engrenages par rapport au chemin de roulement extérieur dans un sens. Lorsque la puissance d'entraînement est arrêtée, l'au moins une portion de frottement échelonnée vient en butée contre la surface de contact plate afin de produire un effet de freinage, en empêchant la chute de la charge qui est soutenue sur l'actionneur électrique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux 10 dessins annexés. Brève description des dessins La figure 1 est une vue en perspective d'un assemblage d'actionneur électrique selon la présente 15 invention. La figure 2 est une vue éclatée de l'assemblage d'actionneur électrique selon la présente invention. La figure 3 correspond à la figure 2 en vue d'un autre angle. 20 La figure 4 est une vue en coupe de l'assemblage d'actionneur électrique selon la présente invention. La figure 5 est une vue agrandie de la partie A de la figure 4. La figure 6 est une vue en coupe schématique d'une 25 partie de la présente invention, illustrant la structure du roulement unidirectionnel. Description détaillée du mode de réalisation préféré Un assemblage d'actionneur électrique selon la 30 présente invention est représenté en référence aux figures 1 à 6. L'assemblage d'actionneur électrique comprend un actionneur principal 1 et un roulement unidirectionnel 2. L'actionneur principal 1 comprenant un logement 11, un ensemble d'engrenages 12, un entraînement de puissance 13, un mécanisme de transmission 14 et une tige d'extension 15 va être décrit en détail ci-après. Le logement 11 comprend une chambre de réception 10 définie à l'intérieur de celui-ci et deux ouvertures 101 situées respectivement dans un côté haut et un côté bas à l'opposé l'un de l'autre de celui-ci, un premier raccord de liaison 111 qui est fixé au côté bas du logement 11 avec des vis et comprenant une bride tubulaire 1111 ajustée dans l'ouverture basse 101, une rainure de localisation 112 s'étendant autour d'une partie centrale d'un périmètre intérieur de celle-ci dans la chambre de réception 10, et un roulement d'axe 113 monté dans la rainure de localisation 112. L'ensemble d'engrenages 12 comprend un pignon d'entraînement en plastique (par exemple, un pignon à vis sans fin) 121 monté dans la chambre de réception 10. Le pignon d'entraînement 121 contient un arbre de pignon 122 étendu axialement et concentriquement hors de deux côtés opposés du pignon d'entraînement 121 et inséré vers le haut avec une extrémité haute de celui- ci dans le roulement d'axe 113, un trou axial 1220 s'étendant à travers l'arbre de pignon 122, une pluralité de blocs de mise en prise 1221 situés équiangulairement dans l'arbre de pignon 122 à proximité de l'extrémité basse de celui-ci et faisant saillie radialement dans le trou axial 1220, au moins une portion de frottement échelonnée 123 située à la périphérie de l'arbre de pignon 122 et adjacente au pignon d'entraînement 121, et une surface de butée plate 1231 adjacente à chaque portion de frottement échelonnée 123. L'entraînement de puissance 13 se compose d'un moteur 131 monté fixement à l'extérieur du logement 11 et un arbre de sortie (par exemple, une vis sans fin) 132 inséré dans le logement 11 et engrené avec le pignon d'entraînement 121 et entraîné par le moteur 131. Le mécanisme de transmission 14 comprend une vis-mère 141 insérée dans le trou axial 1220 du pignon d'entraînement 121 et une pluralité de rainures de couplage 1411 situées équi-angulairement à la périphérie d'une extrémité basse de la vis-mère 141 et ajustées avec les blocs de mise en prise 1221. Une tige d'extension 15 comprend un tube intérieur 151 logé dans un tube extérieur 153 qui est monté fixement dans le logement 11, une pluralité de rainures de coulissement étendues longitudinalement 1531 formées sur une surface intérieure du tube extérieur 153 à l'intérieur de celle-ci, un deuxième raccord de liaison 154 étroitement monté sur une extrémité haute du tube intérieur 151 et disposé à l'extérieur du tube extérieur 153, et un écrou de vis de coulissement 152 monté sur une extrémité basse opposée du tube intérieur 151. Un trou traversant fileté 1521 de l'écrou de vis 152 est accouplé aux filetages extérieurs de la vis-mère 141 et une pluralité de rails de coulissement longitudinaux 1522 sont extrudés autour de la périphérie de l'écrou de vis 152 et ajustés sur les rainures de coulissement correspondantes 1531.
Le roulement unidirectionnel 2 est monté dans la chambre de réception 10 à l'intérieur du logement 11 de l'actionneur électrique 1, se composant d'un chemin de roulement intérieur 21, d'un chemin de roulement extérieur 22 entourant le chemin de roulement intérieur 21 et soutenu sur la bride tubulaire 1111 du logement 11, et un mécanisme de sécurité 23 entre le chemin de roulement intérieur 21 et le chemin de roulement extérieur 22. Le chemin de roulement intérieur 21 comprend une surface de contact plate 211 à un côté haut de celui-ci, un trou axial 210 entouré par le chemin de roulement intérieur 21 pour recevoir l'extrémité basse de l'arbre de pignon 122, au moins une portion évidée 212 située sur une surface extérieure du chemin de roulement intérieur 21 et faisant face au chemin de roulement extérieur 22, une surface de poussée biseautée 2121 définie dans chaque portion évidée 212, au moins un trou borgne 213 disposé respectivement en correspondance à la portion évidée 212. Le mécanisme de sécurité 23 comprend une bille 231 soutenue, de manière à pouvoir tourner, sur la surface de poussée biseautée 2121 dans chaque portion évidée 212, un organe de ressort 233 monté dans chaque trou borgne 213 et une broche 232 soutenue sur chaque organe de ressort 233 et partiellement étendue hors du trou borgne d'association 213 et en butée contre la périphérie de la bille 231 dans la portion évidée d'association 212. Deux plaques de guidage annulaires 24 sont montées fixement entre le chemin de roulement intérieur 21 et le chemin de roulement extérieur 22 sur des côtés haut et bas opposés pour guider la rotation de chaque bille 231 et pour empêcher la chute de chaque bille 231 hors du roulement unidirectionnel 2. L'assemblage d'actionneur électrique de la présente invention peut être utilisé dans la charge qui comprend un lit électrique, un fauteuil de massage électrique, un lève-personne ou un mécanisme de timonerie ou de déplacement d'une machine ou d'un équipement. Dans l'application, le premier raccord de liaison 111 et le deuxième raccord de liaison 154 de l'actionneur principal 1 sont respectivement fixés à la partie de liaison ou au cadre de soutien du mécanisme susmentionné avec des vis, des broches ou d'autres organes d'attachement. Le moteur 131 est commandé pour faire tourner l'arbre de sortie 132 et le pignon d'entraînement engrené 121, la vis-mère 141 tournant avec ceux-ci amenant l'écrou de vis 152 et le tube intérieur 151 de la tige d'extension 15 à se déplacer linéairement le long des rainures de coulissement 1531 du tube extérieur 153, en ajustant l'élévation ou l'angle relatif du mécanisme de timonerie ou de déplacement de la machine ou de l'équipement. Pour étendre la tige d'extension 15 en déplaçant le tube intérieur 151 vers l'extérieur du tube extérieur 153, l'au moins une surface de butée plate 1231 adjacente à la portion de frottement échelonnée 123 de l'ensemble d'engrenages 12 est forcée contre la surface de contact plate 211 sur le côté haut du chemin de roulement intérieur 21, en faisant tourner le chemin de roulement intérieur 21 par rapport au chemin de roulement extérieur 22 dans un sens (dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre). Au cours de cette opération, chaque surface de poussée biseautée 2121 est déplacée à l'écart du chemin de roulement intérieur 22 pour fournir suffisamment de place pour que chaque bille 231 du mécanisme de sécurité 23 soit en rotation régulière dans chaque portion évidée d'association 212 et soutenue de manière stable sur la broche d'association 232 et l'organe de ressort d'association 233. Elle génère la rotation continue du chemin de roulement intérieur 21 par rapport au chemin de roulement extérieur 22 et le roulement unidirectionnel 2 fonctionne comme un roulement circulaire normal. Lorsque le moteur 131 est arrêté, la gravité de la charge soutenue sur le deuxième raccord de liaison 154 force volontairement l'écrou de vis 152 à faire tourner, dans le sens inverse, la vis-mère 141 et l'ensemble d'engrenages 12 et engendre l'abaissement de l'élévation ou de la descente de vitesse. A ce stade, chaque surface de butée plate 1231 de l'ensemble d'engrenages 12 est toujours forcée contre la surface de contact plate 211 pour faire tourner le chemin de roulement intérieur 21 dans le sens inverse par rapport au chemin de roulement extérieur 22, et la surface de poussée biseautée 2121 dans chaque portion évidée 212 presse la bille 231 sur la face intérieure du chemin de roulement extérieur 22 pour arrêter la rotation du chemin de roulement intérieur 21. Le roulement unidirectionnel 2 est arrêté. Le frottement entre la surface de butée plate 1231 et la surface de contact plate 211 sur le côté haut du chemin de roulement intérieur 21 produit un effet de freinage, en arrêtant la rotation de la vis-mère 141 et en empêchant la chute du mécanisme de timonerie ou de déplacement de la machine ou de l'équipement qui est soutenu sur le deuxième raccord de liaison 154 de l'actionneur 5 principal 1. Lorsqu'il est commandé à la tige d'extension 15 de se rétracter, la sortie de puissance de l'entraînement de moteur 13 surmonte le frottement entre la surface de butée plate 1231 de l'ensemble d'engrenages 12 et la surface de contact plate 211 du 10 roulement unidirectionnel 2 et fait tourner la vis-mère 141 dans le sens inverse pour déplacer le tube intérieur 151 vers l'intérieur du tube extérieur 153. Le roulement unidirectionnel 2 susmentionné est une unité mécanique disponible dans le commerce de 15 taille compacte pour contraindre le mouvement réciproque des pièces mobiles. D'autres conceptions de roulement capables d'engendrer le même effet de freinage peuvent être sélectivement utilisées en variante. En outre, le roulement unidirectionnel 2 est 20 facilement monté à l'intérieur du logement 11 sans occuper d'espace à l'extérieur de l'actionneur principal 1. La réduction de l'impact sur la souplesse d'application et la conception d'outillage engendre une diminution du coût total de l'actionneur principal 1.
25 Bien qu'un mode de réalisation particulier de l'invention ait été décrit en détail à des fins d'illustration, diverses modifications et améliorations peuvent être apportées sans se départir de l'esprit et du périmètre de l'invention.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Assemblage d'actionneur électrique caractérisé en ce qu'il comprend : un actionneur principal (1) comprenant un logement (11) comportant une chambre de réception (10) à l'intérieur de celui-ci et deux ouvertures (101) situées sur le côté haut et le côté bas à l'opposé l'un de l'autre de celui-ci, un ensemble d'engrenages (12) monté dans ladite chambre de réception (10) à l'intérieur dudit logement (11), ledit ensemble d'engrenages (12) comprenant un pignon d'entraînement (121) qui contient un arbre de pignon (122) étendu axialement et concentriquement hors des deux côtés opposés de celui-ci, et au moins une portion de frottement échelonnée (123) située à la périphérie de celui-ci, un entraînement de puissance (13) installé pour faire tourner l'ensemble d'engrenages (12), un mécanisme de transmission (14) comprenant une vis-mère (141) couplée au dit ensemble d'engrenages (12), et une tige d'extension (15) accouplée à ladite vis-mère (141) et pouvant se déplacer linéairement lors de la rotation de ladite vis-mère (141) ; et un roulement unidirectionnel (2) monté dans ladite chambre de réception (10) à l'intérieur dudit logement (11) dudit actionneur principal (1), ledit roulement unidirectionnel (2) se composant d'un chemin de roulement intérieur (21) ajusté sur ledit arbre de pignon (122) dudit pignon d'entraînement (121), d'un chemin de roulement extérieur (22) entourant ledit chemin de roulement intérieur (21), et d'un mécanismede sécurité (23) monté entre ledit chemin de roulement intérieur (21) et ledit chemin de roulement extérieur (22), ledit chemin de roulement intérieur (21) comprenant une surface de contact plate (211) située à un côté haut de celui-ci pour venir en butée contre ladite au moins une portion de frottement échelonnée (123) ; caractérisé en ce que ledit entraînement de puissance (13) faisant tourner ledit ensemble 10 d'engrenages (12) afin de déplacer ladite tige d'extension (15) pour soulever une charge, ledit chemin de roulement intérieur (21) dudit roulement unidirectionnel (2) est mis en rotation par ledit ensemble d'engrenages (12) par rapport au dit chemin de 15 roulement extérieur (22) dudit roulement unidirectionnel (2) dans un sens ; lorsque la puissance d'entraînement est arrêtée, ladite au moins une portion de frottement échelonnée (123) dudit ensemble d'engrenages (12) vient en butée contre ladite surface 20 de contact plate (211) dudit roulement unidirectionnel (2) afin de produire un effet de freinage.
  2. 2. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit actionneur 25 principal (1) comprend en outre un premier raccord de liaison (111) qui est fixé à l'ouverture basse dudit logement (11) avec des vis et une bride tubulaire (1111) formée vers l'intérieur de ladite chambre de réception (10) pour arrêter et soutenir le côté bas dudit 30 logement (11) et arrêtée contre un côté bas duditchemin de roulement extérieur (22) dudit roulement unidirectionnel (2).
  3. 3. Assemblage d'actionneur électrique selon la 5 revendication 1, caractérisé en ce que ledit logement (11) comprend en outre une rainure de localisation (112) s'étendant autour d'une partie centrale d'un périmètre intérieur de celle-ci dans ladite chambre de réception (10), et un roulement d'axe (113) monté dans ladite 10 rainure de localisation (112) pour soutenir ledit arbre de pignon (122) dudit pignon d'entraînement (121).
  4. 4. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit 15 entraînement de puissance (13) comprend un moteur (131) monté fixement à l'extérieur dudit logement (11) et un arbre de sortie (132) inséré dans ledit logement (11) et engrené avec ledit pignon d'entraînement (121) dudit ensemble d'engrenages (12) et entraîné par ledit moteur 20 (131).
  5. 5. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre de pignon (122) dudit pignon d'entraînement (121) comprend 25 un trou axial (1220) s'étendant à travers deux extrémités opposées de celui-ci, une pluralité de blocs de mise en prise (1221) situés équi-angulairement dans ledit trou axial (1220) ; ladite vis-mère (141) est insérée dans ledit trou axial (1220) dudit arbre de 30 pignon (122) dudit pignon d'entraînement (121) comprenant une pluralité de rainures de couplage (1411)situées équi-angulairement à la périphérie d'une extrémité basse de celle-ci et ajustées avec lesdits blocs de mise en prise (1221) dudit arbre de pignon (122) dudit pignon d'entraînement (121).
  6. 6. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre de pignon (122) dudit pignon d'entraînement (121) dudit ensemble d'engrenages (12) comprend en outre une surface de butée plate (1231) adjacente à chaque dite portion de frottement échelonnée (123) dudit pignon d'entraînement (121) pour venir en butée contre ladite surface de contact plate (211) dudit chemin de roulement intérieur (21) dudit roulement unidirectionnel (2).
  7. 7. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit pignon d'entraînement (121) dudit ensemble d'engrenages (12) 20 est constitué d'un matériau plastique.
  8. 8. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tige d'extension (15) comprend un tube extérieur (153) qui 25 est monté fixement dans ledit logement (11) dudit actionneur principal (1), un tube intérieur (151) pouvant se déplacer axialement logé dans le tube extérieur (153), et un écrou de vis de coulissement (152) monté sur l'extrémité basse dudit tube intérieur 30 (151), dans lequel un trou traversant fileté (1521) del'écrou de vis (152) est accouplé aux filetages extérieurs de la vis-mère (141).
  9. 9. Assemblage d'actionneur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tige d'extension (15) comprend en outre un deuxième raccord de liaison (154) étroitement monté sur l'extrémité haute dudit tube intérieur (151) et disposé à l'extérieur dudit tube extérieur (153).
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