Brevet FR2037071A1 — publié le 19701231

La présente invention concerne les mécanismes d'actionne-" ment, et plus particulièrement, un mécanisme d1actionnement capable de fonctionner selon un mode linéaire de façon à permettre, par exemple, de pousser ou de tirer une tige ou un tube dans une 5 direction longitudinale. L'invention a pour but de permettre la réalisation d'un mécanisme de ce type. Elle est matérialisée dans un mécanisme d1actionnement destiné à provoquer le mouvement longitudinal d'une pièce allongée, 10 caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux galets placés de chacun des côtés opposés de la pièce, chacun de ces galets étant muni d'une bande de friction s'étendant sur au moins une partie de sa circonférence et par l'intermédiaire de laquelle il est en contact avec la pièce, ces galets prévus de chaque côté de la 15 pièce allongée étant reliés par un organe d'entraînement commun destiné à les faire tourner de façon à obtenir le mouvement longitudinal de la pièce allongée. Selon un mode de réalisation de l'invention, on peut prévoir des organes élastiques destinés à appliquer ensemble les galets 20 sur les faces opposées de la pièce allongée, et un galet d'entraînement peut être associé aux galets prévus de chaque côté de la pièce allongée ainsi qu'un moteur destiné à provoquer la rotation des galets d'entraînement. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les 25 deux gaieté prévus de chaque côté de la pièce allongée sont munis d'une bande de friction circonférentielle et chacun des galets d'entraînement est destiné à entraîner un premier des galets auxquels il est associé, ce premier galet étant destiné à entraîner l'autre des deux galets auquel il est associé. D'une façon con-30 venablej l'organe d'entraînement prévu entre les galets peut se présenter sous la forme d'une chaîne d'entraînement. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, les galets prévus de chaque côté de la pièce allongée sont reliés par l'intermédiaire d'une courroie dentée sans fin dont les dents 35 sont en prise avec des dents correspondantes prévues sur chacun des galets, la partie de la courroie qui est en contact avec chacun des galets formant la bande de friction par l'intermédiaire de laquelle il est en contact avec la pièce. Selon un mode de réalisation, les galets prévus de chaque 40 côté de la pièce allongée, à l'exception du galet d'entraînement, 70 04188 2 2037071 peuvent être portés par des ensembles à galets correspondants, chacun de ces ensembles à galets étant supporté par un bras basculant monté à pivotement au niveau de l'axe du galet d'entraî* nement correspondant» 5 Pour faciliter l'introduction initiale de la tige ou de la pièce allongée entre les galets du mécanisme d'actionnement, on peut prévoir un dispositif de débrayage du mécanisme d'actionnement destiné à écarter de force les galets de chaque ensemble à galets. D'une façon convenable, le dispositif de débrayage peut 10 comprendre un galet solidaire de chacun des bras basculants, . des organes filetés étant monté» dans une plaque d'extrémité du mécanisme de façon à provoquer l'écartement de force des galets de chacun des bras basculants. D'une façon convenable, chacun des galets peut être muni 15 d'une gorge circonférentielle permettant de placer et de guider la pièce allongée qui peut se présenter sous la forme d'une tig® ou d'un tube. Avantageusement, on peut prévoir des microrupteurs fonction-» nant conjointement avec la pièce allongée pour déterminer «a po-20 sition longitudinale par rapport au mécanisme d'actionnement. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux compren dre 1'invention. La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un mécanisme d'ac-25 tionnement selon l'invention. Les fig. 2 à 5 sont des coupes transversales prises respectivement selon des lignes II—II, III—III, IV—IV et V-V de la fig. 1. La fig. 6 représente une variante du mécanisme d'actionne-30 ment visible sur la fig. 1» Comme le montre plus particulièrement la fig. 1, le mécanisme d'actionnement comprend un boîtier ou carter 1, par le centre duquel on fait passer une tige ou un tube 2/ La longueur de la tige 2 n'est pas limitée et elle peut être déplacée dans 35 l'un ou l'autre sens par le fonctionnement du mécanisme d'actionnement de façon à permettre, par exemple, d'effectuer des mouvements ou des actions mécaniques à une certaine distance dm mécanisme d ' actionnement. Placés dans le carter 1, on prévoit deux montages d'entraî-40 nement opposés qui coopèrent avec les surfaces planes diamétrale*» 70 04188 3 2037071 ment opposées de la tige 2 de façon à provoquer son déplacement longitudinal. Pour simplifier on a décrit en détail un seul de ces montages d1entraînement, mais les pièces correspondantes de l'autre montage ont reçu les mêmes références numériques aux-^ quelles on a adjoint un exposant prime sur les dessins. Si l'on considère le montage d'entraînement placé au-dessus de la tige 2 sur la fig. 1, celui-ci comprend un moteur 3 (Pig. 2), qui entraîne un galet 5 par l'intermédiaire d'engrenages coniques 4, le galet 5 étant monté à rotation dans le carter >]0 1 par l'intermédiaire d'un arbre 6. On prévoit également de monter librement sur l'arbre 6 une paire de plaquettes 7 de forme généralement triangulaire, ces plaquettes étant séparées par une certaine distance grâce à un boulon de liaison 8. Ainsi, les deux plaquettes 7 peuvent pivoter autour de l'arbre 6# On 15 prévoit de monter sur les deux plaquettes 7 un ensemble à galetfe comprenant deux galets supplémentaires 9 et 10 montés respectivement à rotation sur des arbres 11 et 12 portés par une plaque d'accouplement 13• Les arbres 11 et 12 traversent également des trous ménagés dans les plaquettes 7 et on donne à l'ensem-20 ^le à galets un certain jeu ou flottement en s'arrangeant pour que le trou ménagé dans la plaquette 7» dans lequel passe l'arbre 12, ait des dimensions exactement suffisantes pour permettre un mouvement de rotation relatif entre l'arbre 12 et la plaquette 7, alors que le trou ménagé dans la plaquette 7 et par le-25 quel passe l'arbre 11 est conçu agrandi de sorte que, dans sa position de fonctionnement normal, l'arbre 11 n'entre pas en contact avec la plaquette 7« les galets 9» 9® et 10, 10* des deux montages d'entraînement sont appliqués l'un contre l'autre par l'intermédiaire de deux paires de ressorts 14 agissant res-30 pectivement sur les arbres 11, 11* et 12, 12' de sorte que la tige 2 est serrée entre les galets correspondants des deux montages. Comme on peut le voir en se référant aux fig. 3 et 4, chacun des galets 5, 9 et 11 est muni d'une gorge circonférentiel-le à fond plat dont les parois guident la tige 2, le fond de 35 chaque gorge des galets 9 et 10 étant également en contact avec la tige 2 à cause des actions respectives des ressorts 13 et 14. Pour obtenir un bon contact à friction entre les galets 9, 10 et la tige 2,chacun de ces galets 9 et 10 est muni d'une bande de friction 15 pouvant être, par exemple, une couche d'u-40 ne matière dénommée "VITON" recouvrant le fond dé chacune des 70 04188 4 2037071 gorges» En utilisant un tel matériau, la température de la tige 2 peut atteindre environ 250°G sans provoquer d'effet indésirable» Pour provoquer le déplacement longitudinal de la tige 2, 5 les galets 9 et 10 (ainsi que les galets correspondants 9* et 10*) sont entraînés en rotation, le galet 9 étant entraîné par le galet 5 par l'intermédiaire d'une chaîne d'entraînement 16 placée d'un côté des galets, et le galet 10 étant entraîné par le galet 9 par l'intermédiaire d'une chaîne d'entraînement 17 10 placée de l'autre côté des galets. Ainsi, en faisant fonctionner le moteur 3» les galats 5» 9 et 10 sont entraînés en rotation et la tige 2 est déplacée dans une direction longitudinale, sm sens réel de déplacement dépendant du sens de rotation du moteur 3. 15 On prévoit également de monter deux microrupteurs 18 (Fig. 2) sur des supports prévus dans le carter 1, chacun de ces microrupteurs comportant un plongeur ou noyau mobile d'actionnement sollicité par un ressort et en contact avec les faces opposées de la tige 2. Grâce à des encoches prévues dans la paroi 20 de la tige 2, les microrupteurs 18 peuvent fournir une indication sur la position de la tige par rapport au mécanisme d'actionnement. Par exemple, un microrupteur 18 peut fournir une indication d'une position intermédiaire occupée par la tige 2, alors que l'autre microrupteur 18 peut fournir un signal d'arrêt 25 pour la tige lorsqu'elle atteint l'extrémité de la longueur permise pour son déplacement dans chaque sens» Le carter 1 est muni, au niveau de son extrémité de gauche (Fig. 1) d'une plaque d'extrémité 19 comportant un trou central 20 par lequel passe la tige 22 La plaque d'extrémité 30 19 est munie de deux organes de connexion électrique 20 et 22, l'organe 21 établissant par exeaçle les connexions électriques avec les moteurs électriques 3S 3' et l'organe 22 établissant par exemple les connexions électriques avec les microrupteurs 18. La plaque d'extrémité est également munie de deux boulons 35 de fixation 23 qui sont utilisés pour serrer ensemble les diverses parties du mécanisme d'actionnement et de deux boulons supplémentaires 24 destinés à fixer le mécanisme d'entraînement contre une bride de support .25 (Fig. 1). Pour introduire initialement la tige 2 entre les galets, 40 9> 9* et 10, 10', il est nécessaire d'écarter ces derniers de 70 04188 5 2037071 force, à 1'encontre de la pression exercée par les deux paires de ressorts 14. Oe résultat est obtenu par l'intermédiaire de deux boulons 26 montés dans la plaque d*extrémité 19, les extrémités de ces boulons étant agencées de façon à être orientées 5 vers et à agir sur des galets 27 de débrayage du mécanisme d*actionnement montés sur les plaquettes 7 et 7'j ces galets de débrayage 27 agissent également comme des entretoises vis-à-vis des plaquettes 7 et 7". Ainsi, en vissant les boulons 26 vers l'intérieur, les galets 27 sont écartés de force et provoquent 10 l'écartement des galets 10, 10* qui sont montés respectivement de façon précise sur les plaquettes 7 et 7'* Cependant, du fait que les arbres 11 et 11' portant les galets 9 et 9* sont respectivement montés dans des trous agrandis ménagés dans les plaquettes 7 et 7*» ils ne se déplacent pas jusqu'à ce que la tolé-15 rance ou le jeu prévu pour les trous correspondants soit d'abord rdirapé. Lorsque cela se produit, les galets 9 et 9' sont également écartés de façon à permettre l'introduction de la tige 2 dans le mécanisme d ' actionnement • Lorsqu'on fait passer la tige 2 dans le carter 1 et que 20 le mécanisme d'actionnement est assemblé commè le montre la fig. 1, cette tige 2 peut être entraînée vers la droite ou vers la gauche par un actionnement convenable des deux moteurs électriques 3 et 3* logés dans le carter. Lors de son actionnement continu dans un sens, la tige 2 est entraînée jusqu'à une position 25 extrême d'un côté ou de l'autre et lorsque cette position est atteinte, le dispositif d'indexation comprenant l'encoche ménagée sur la tige 2 et le plongeur du microrupteur sollicité par un ressort provoque le fonctionnement du microrupteur 18. Le fonctionnement de ce microrupteur interrompt l'alimentation du moteur 30 de sorte qu'on évite toute possibilité d'endommagement du mécanisme d'actionnement ou de la tige. La fig. 6 représente une variante du mécanisme d'actionnement décrit ci-avant, dans laquelle on supprime la nécessité d'une chaîne d'entraînement reliant les galets correspondants. 35 Pour simplifier, seules les pièces qui diffèrent de celles visibles sur la fig. 1 ont été décrites. Dans le montage visible sur la fig. 6, une courroie sans fin 28 est prévue de façon à entourer les galets 5 et 10, cette courroie 28 étant munie de dents 29 sur sa surface interne, ces dents attaquant des dents 40 30 et 31 prévues respectivement sur les galets 5 et 10. La 70 04188 6 2037071 courroie 28 établit alors le contact avec la tige 2, ce gui élimine le besoin des bandes de friction individuelles 15 du montage visible sur la fig. 1. Le galet 9 du mécanisme d*actionnement visible sur la fig. 1 est alors remplacé par une poulie de 5 tension 32 présentant un diamètre plus petit et également munie de dents 33 en prise avec les dents 29 de la courroie sans fin 28. Le galet 10 et la poulie de tension 32 sont montés sur un ensemble à galets comme daas le montage visible sia? la fig. 1 et une pression élastique est appliquée entre les ensembles à galets 10 des montages d'entraînement supérieur et inférieur par l'intermédiaire de ressorts (non représentés) comise dans le montage visible sur la fig. 1. Le fait qu'il n'existe pas de courroies dentées sans fin constituées par des matériaux convenant bien pour être utilisés 15 à des températures élevées, par exemple de l'ordre de 200 à 250°0 peut limiter l'utilisation du montage visible sur la fig. 6 à des applications correspondant à des températures relativement faibles. Une application pratique pour laquelle on a proposé l'utili-20 sation d'un mécanisme d'actionnement du type décrit ci-avant, est l'insertion ou l'extraction d'un organe détecteur utilisé pour contrôler le flux des neutrons dans un réacteur à eau bouillante. Dans cette application, la zone d'espace permettant le montage du mécanisme d'actionnement est limitée au volume disponible dans 25 le petit intervalle existant entre des dispositifs d'entraînement des barres de commande ou de réglage et on ne peut accéder à cette zone d'espace que par le bas. Une particularité du mécanisme d'actionnement selon l'invention consiste en ce qu'il peut être construit de façon à se présenter sous une forme extrêmement 30 compacte, tous les éléments imposés pour le montage étant prévu» sur la plaque d'extrémité 13 placée du côté gauche du dispositif. Le mécanisme d*actionnement peut donc être monté dans une zone d'espace extrêmement limitée. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réali-35 sation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. Par exemple, s'il était nécessaire de prévoir d'appliquer à la tige une poussée mécanique plus importai te on pourrait augmenter le nombre des ressorts sollicitant les galets l'un vers l'autre ou bien le nombre des moteurs d'entraî-40 nement et (ou) des galets prévus dans le carter. 70 04188 7 2037071 REVENDICATIONS 1. Mécanisme d1actionnement destiné à provoquer le mouvement longitudinal d'une pièce allongée, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux galets placés de chacun des deux côtés opposés de 5 cette pièce, chacun de ces galets étant muni d'une "bande de friction s'étendant sur au moins une partie de sa circonférence et par l'intermédiaire de laquelle il est en contact avec la pièce, ces galets prévus de chaque côté de la pièce allongée étant reliés par un organe d'entraînement commun destiné à les faire tournej? 10 de façon à obtenir le mouvement longitudinal de la pièce. 2. Mécanisme d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des organes élastiques destinés à appliquer ensemble les galets sur les faces opposées de la pièce allongée. 15 3. Mécanisme d'actionnement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un galet d'entraînement associé aux galets prévus de chaque côté de la pièce allongée et un moteur destiné à provoquer la rotation de ces galets d'entraînement. 4. Mécanisme d1 actionnement suivant la revendication 5» ca-20ractérisé en ce que chacun des deux galets prévus de chaque côté de la pièce allongée est muni d'une bande de friction circonfé-rentielle, chaque galet d'entraînement étant destiné à entraînejj un premier des galets auxquels il est associé, ce premier galet étant destiné à entraîner l'autre des deux galets auquel il est 25 associé. 5. Mécanisme d1 actionnement suivant la revendication 4-, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement prévu entre les galets se présente sous la forme d'une chaîne d'entraînement. 6. Mécanisme d'actionnement suivant la revendication 3» ca-30 ractérisé en ce que les galets prévus de chaque côté de la pièce allongée sont reliés par l'intermédiaire d'une courroie dentée sans fin dont les dents sont en prise avec des dents correspondantes prévues sur chacun des galets, la partie de la courroie qui est en contact avec chacun des galets formant la bande de fric-35tion par l'intermédiaire de laquelle il est en contact avec la pièce. 7. Mécanisme d*actionnement suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les galets prévus de chaque côté de la pièce allongée, à l'exception du galet d'entraî- 40 nement, sont portés par des ensembles à galets correspondants, 70 04188 8 2037071 chaque ensemble à galets étant supporté par un "bras basculant monté à pivotement au niveau de l'axe du galet d'entraînement correspondant. 8. Mécanisme d* actionnement suivant la revendication 7» ca-5 ractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de débrayage du mécanisme d1actionnement destiné à écarter de force les galets de chacun des ensembles à galets pour permettre l'introduction initiale de la tige entre ces galets. 9. Mécanisme d' actionnement suivant la revendication 8, ca-10 ractérisé en ce que le dispositif de débrayage comprend un galet solidaire de chacun des bras basculants, des organes filetés montés dans une plaque d'extrémité du mécanisme de façon à provoquer l'écartement des galets de chacun des bras basculants. 10. Mécanisme d*actionnement suivant l'une quelconque des 15 revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des galets est muni d'une gorge circonférentielle permettant de placer et de guider la pièce allongée. 11. Mécanisme d'actionnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce allon- 20 gée se présente sous la forme d'une tige ou d'un tube. 12. Mécanisme d*actionnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prévoit des microrupteurs fonctionnant conjointement avec la pièce allongée pour déterminer sa position longitudinale par rapport au mécanis- 25 me d'actionnement^