Brevet FR2405405A1 — publié le 19790504

La présente invention concerne un vérin mécanique permettant de transformer un mouvement de rotation de commande en un mouvement de translation, en vue de manoeuvrer une charge soumise à des ef- forts extérieurs, ce vérin pouvant travailler en traçtion comme en compression, avec éventuellement inversion des efforts exterieors en cours do fonctionnement. De telles charges peuvent consister notamment, mais non exclusivement, en le capot d'un moteur, une porte d'avion, un store, une fermeture de magasin etc... qui peuvent être soumis, au moment de leur actionnement, à l'action de forces extérieures de nature variée et à sens aléatoire telles que celles du vent. Par ailleurs, en raison de la nature de ses applications, ce vérin doit être moteur dans les deux sens et doit rester bloque en position en l'absence de mouvement de rotation de commande. Ce vérin doit pouvoir être en outre actions avec un effort de commande minimal (commande manuelle ou petit moteur) et doit donc posséder un excellent rendement. De tels impératifs ont conduit à adopter pour la suadite transformation de mouvement,un système vis-écrou dans lequel le mouvement de commande exercé, par exemple par une manivelle, sur un arbre intermédiaire, est transmis, éventuellement au moyen d'un renvoi d'angle, à un manchon taraudé (servant d'6crou) axialement fixe à un jeu plus, avec lequel coopère une vis, immobilisée en rotation, qui constitue la tige du vérin. Ce dispositif qui permet la commande de la rentrée ou de la sortie de la tige du vérin à partir de la rotation de l'arbre de commande présente toutefois,dans une certaine mesure, un caractère réversible qui nécessite l'emploi d'un dispositif permettant le blocage en position de la tige du vérin en l'absence de rotation de l'arbre de commande. Un tel dispositif de blocage peut avantageusement consister en un système à roue libre irréversible,à déblocage commandé, constitué, de façon connue, par deux systèmes 9 roue libre Ce système de blocage qui comprend successivement une partie menante solidaire de l'arbre de commande, et une partie menée solidaire de l'arbre intermédiaire relié au systime vis-écrou assure deux fonctions t - d'une part, il permet le verrouillage de la partie menée, et, en conséquence du vérin, en l'absence d'effort de rotation appliqué à la partie menante, par exemple au moyen de la manivelle ou du petit moteur ; - d'autre part, il assure le déverrouillage puis l'entratne- ment de la partie menée et, par conséquent, du vérin, dès qu'un effort de rotation est transmis dans un sens ou dans l'autre, par la manivelle. Toutefois, ce système présente un inconvénient consistant en ce que, une fois déverouillé sous l'action de la manivelle, il se bloque intempestivement dans le cas où la charge exerce sur le vérin un effort moteur tendant à entrainer la partie menée dans le mime sens que celui de la partie menante actionnée par la mani velue. L'invention a pour but de supprimer cet inconvénient. A cet effet, dans un vérin mécanique comprenant un système vis-écrou dont l'entratnement en rotation s'effectue par l'intermédiaire d'un arbre de commande et d'un système à roue libre irréversible à déblocage commandé, l'invention prévoit un système de freinage permettant de freiner le mouvement de rotation produit par le système visécrou sous l'effet d'un effort moteur exercé par la charge, dans le cas où ce mouvement de rotation est dans le meme sens que le -au- vement de rotation de l'arbre de commande. Eventuellement, le lys- tème de freinage peut être complété avec un dispositif auxiliaire a freinage constant. Bien entendu, le couple de freinage fournit par ledit système de freinage doit être proportionnel et légèrement supérieur au couple dû à l'effort extérieur, de sorte que, dans le cas où le frein est actionné, l'effort nécessaire pour entrainer le vérin ne soit pas trop important. Dans le cas où l'effort moteur susceptible d'être exercé par la charge ne conduit à un mouvement de rotation produit par le système vis-écrou que dans un seul sens,le susdit système de freinage peut consister en un frein, par exemple à disque monté sur roue libre. Dans ce cas, le mouvement de rotation, dru a l'effort moteur exercé par la charge,est repris par le frein et l'entraînement du vérin dans ledit sens de rotation peut donc se faire normalement. Si au contraire le mouvement du vérin est effectué à l'encontre de l'effort exercé par la charge le frein est rendu inop*- rant par le système à roue libre. Selon une autre caractéristique de l'inventiqn, dans le cas où l'effort moteur susceptible d'être exercé par la charge peut conduire à deux mouvements de rotation inverses produit par le système vis-écrou, le système de freinage comprend deux organes de freinage, à savoir t - un organe pour freiner les mouvements de rotation dans un sens produits par le système vis-écrou sous l'effet d'un effort moteur exercé par la charge, dans le cas où ledit sens de rotation est le même que celui de l'arbre de commande t - un organe pour freiner les mouvements de rotation dans l'autre sens produits par le système vis-écrou sous l'effet d'un effort moteur exercé par la charge. dans le cas où ledit autre sens de rotation est le même que celui de l'arbre de commande. Selon un mode d'exécution de l'invention, le système de freinage comprend un disque entraîné par la partie tournante du système vis-écrou et qui coopère avec deux garnitures de freinage circulaires situées de part et d'autre de ce disque et aontéos chacune sur une partie fixe du vérin par 1 'intermédiaire de deux dispositifs de roue libre respectifs à sens de blocage inversé, ledit disque étant susceptible d'un mouvement axial de translation de manière à pouvoir venir porter sur l'une ou l'autre des deux garnitures,selon que l'effort axial que subit le vérin s'exerce dans un sens ou dans l'autre. Dans ce système,pour la garniture de frein tournée vers le fond du vérin, le seul mouvement de rotation autorisé est celui correspondant à la sortie de la tige de vérin tandis que pour la garni ture située vers la tige de vérin, le seul mouvement autorisé correspondant a la rentrée de la tige. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence.aux dessins annexés dans lesquels t La figure 1 est une coupe axiale d'un vérin mécanique a verrouillage A renvoi d'angle et à double organe de freinage, pouvant servir notamment,mais non exclusivement,de vérin de capo tage d'un aérodyne t La figure 2 est une coupe axiale du système à roue libre irréversible à déblocage commandé. Avec référence A la figure 1, le vérin mécanique a verrouillage comprend un carter formé de deux parties cylindriques 1 et 2 perpendiculaires et portant une attache de fixation 3. Dans la première partie cylindrique 1 est monté rotatif un arbre intermédiaire 4 solidaire, à son extrémité interne au carter, d'un pignon conique 5,et entratné à son autre extrémité par l'arbre de commande 6 qui reçoit une manivelle ou tout autre système d'entratnement mécanique, au travers d'un dispositif à roue libre irréversible à déblocage contr8lé 7. Tel que représenté figure 2, ce dispositif a roue libre irréversible à déblocage commandé comprend essentiellement un tambour fixe 8 solidaire du carter î, à l'intérieur duquel sont montés rotatifs une came 9 solidaire de l'arbre intermédiaire 4, des crabots 10 uniformement répartis sur la face frontale d'un disque solidaire de l'arbre de commande 6,et pouvant tourner dans l'espace compris entre le tambour 8 et la came 9. Dans l'intervalle de chaque paire de crabots consécutifs 10 sont disposés deux galets 12 ou deux billes entre lesquelles est disposé un ressort de compression 13 qui pousse lesdits galets 12 contre les crabots respectifs 10. Le fonctionnement de ce dispositif, est tel que, à l'arret, les galets 12 sont poussés dans l'angle de coincement rendant la came 9 et l'arbre intermédiaire 4 solidaires du tambour fixe 8. De ce fait, l'arbre intermédiaire 4 est maintenu totalement immobile. En fonctionnement, lorsqu'on agit sur l'arbre de commande 6 (partie menante), les crabots 10 qui en sont solidaires appuient sur les galets 12, les repoussent suivant le sens de manoeuvre pour les faire sortir de leur angle de coincement. L' entra2nement de l'ensemble s'effectue ensuite. Dès que l'effort moteur cesse, les crabots 10 n'ont plus d'effet sur les galets 12 et ceux-ci, sous la pression des ressorts 13,viennent à nouveau se coincer entre came 9 et tambour 8, immobilisant ainsi l'arbre commande. Dans la seconde portion de cylindre 2 constituant le carter, perpendiculaire à la précédente et comportant le vérin proprement dit, est monté rotatif un manchon 14 immobilisé en translation axiale à un jeu près,portant, à son extrémité extérieure au carter, un taraudage 15 (écrou) dans lequel vient se visser une vis 16, coaxiale intérieurement au manchon qui constitue la tige du vérin. Cette vis 16 qui est assujettie à se déplacer en translation est immobilisée en rotation soit par un système interne au vérin, soit au moyen de l'attache de fixation 17 portée par l'extrémité de la vis 16 extérieure au manchon 14 et qui vient s'accoupler à la charge (ou inversement à un point fixe). L'extrémité du manchon 14 interne au carter est solidaire en rotation d'un pignon conique 18 engrenant avec le pignon conique 5 porté par l'arbre intermédiaire 4. Pour son assemblage au manchon 14 le pignon comprend une portion tubulaire coaxiale 19, venue de matière, qui vient 8e - boiter dans l'extrémité du manchon, la liaison mécanique entre ces deux pièces s'opérant par rainures/cannelures ao de manière à autoriser un jeu axial au manchon 14. Dans sa partie médiane, le manchon 14 porte a sa surface extérieure un disque 21 dont il est solidaire et qui coopère respectivement avec deux disques de freinage 22 et 23, site de part et d'autre du disque 21. Cet ensemble situé dans un logement 24 de plus grand diamètre interne ménagé sur'la seconde partie cylindrique 2, est supporté axialement au moyen de roulements 25. De plus chacun des disques de frein 22, 23 porte, à sa périphérie, un dispositif à roue libre 27, 28 lui autorisant un seul sens de rotation t pour le disque de frein 22 tourné vers le fond du carter, le seul mouvement de rotation autorisé est celui correspondant à la sortie de la tige du vérin (vis 16) î pour le disque situé vers la tige (vis 16), le mouvement autorisé correspond à la rentrée de la tige. Ainsi constitué ce dispositif de freinage fonctionne de la façon suivante t Si le vérin travaille en compression, l'ensemble constitué par le manchon 14 et la tige de vérin (vis 16), applique, sous l'action de l'effort reçu par le vérin, le disque 21 sur le disque de frein 22 situé vers le fond du carter. Si l'on actionne le vérin dans le sens de l'effort exercé par la charga,par conséquent,pour rentrer la tige, le système A roue libre 27 immobilisera en rotation le disque 22, tandis que le disque de frein 23, autorisé à tourner restera inopérant. il y aura freinage automatique du mouvement provoqué par l'effort exercé par la charge notaient au début du déverrouillage du système & roue libre irréversible à déblocage commandé 7. Cependant, le couple de freinage étant de peu supérieur au couple créé par l'effort appliqué au vérin, il suffira d'un faible effort de commande pour provoquer la rotation du manchon 14 et la rentrée de la tige. Lorsque le vérin travaille en traction, le fonctionnement est similaire. C'est le second disque de frein 23 qui est sollicité pour un sens de rotation opposé au précédent, car, dans ce cas, l'effort appliqué au vérin est moteur pour la sortie de la tige. Bien entendu, sous l'action de forces extérieures à sens aléatoire, telles que l'action du vent, le vérin peut être amené, en cours de fonctionnement, à passer de l'un à l'autre des types de fonctionnement précéderment mentionnés, en évitant ainsi tout blocage intempestif du vérin. REVENDICATIONS 1.- Vérin mécanique permettant de transformer un mouvement de rotation de commande en un mouvement de translation, en vue de manoeuvrer une charge, ce vérin comportant un système v4g-érou, dont l'entrainement en rotation s'effectue à partir d'un arbre de commande, par l'intermédiaire d'un dispositif permettant le blocage en rotation de la partie tournante du système vis-écrou, en l'absence de rotation dudit arbre de commande, caractérisé en ce qu'il comprend en outre en coiblnaison un système de freinage pour freiner le mouvement produit par le système vis-écrou sous l'effet d'un effort moteur exercé parla charge, le couple de freinage fourni par ce système de freinage étant proportionnel et lof légèrement - supérieur au couple exercé par la charge de manière a ce que, dans le cas où le frein est actionné, l'effort nécessaire pour entratner l'arbre de commande ne soit pas trop important. 2.- Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit dispositif de blocage en rotation est un système â roue libre irréversible à déblocage commandé. 3.- Vérin selon l'une des revendications 1 et 2 pouvant s'appliquer notamment dans le cas où l'effort moteur susceptible d'tre exercé par la charge ne conduit à un mouvement de rotation produit par le système vis-écrou que dans un seul sens, caractéri- sé en ce que le susdit système de freinage consiste en un frein à disque monté sur roue libre dont le sens de blocage est celui dudit mouvement de rotation. 4.- Vérin selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans le cas où l'effort moteur susceptible d'être exercé par la charge peut conduire à deux mouvements de rotation inverses produits par le système vis-écrou, le système de freinage comprend s - un organe pour freiner les mouvements de rotation dans un sens produits par le système vis-écrou sous l'effet d'un effort moteur exercé par la charge, dans le cas où ledit seni de rotation est le même que celui de l'arbre de commande, et - un organe pour freiner le mouvement de rotation dans l'autre sens produit par le système vis-écrou sous l'effet d'un effort moteur exercé par la charge, dans le cas où ledit autre sens de rotation est le mème que celui de l'arbre de commande. 5.- Vérin selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de freinage comprend un disque entratné par la partie tournante du système vis-écrou et qui coopère avec deux garnitures de freinage circulaires situées de part et d'autre de ce disque et montées chacune sur une partie fixe du vérin par l'intermédiaire de deux dispositifs de roue libre respectifs à sens de blocage inversé, ledit disque étant susceptible d'un mouvement axial de translation de manière à pouvoir venir porter sur 1 'une ou 1 'autre des deux garnitures selon que la effort axial que subit le vérin s'exerce dans un sens ou dans l'autre, et en ce que pour la garniture de frein tournée vers le fond du vérin seul le mouvement de rotation autorisé est celui correspondant à la sortie de la tige de vérin tandis que pour la garniture de frein située vers la tige du vérin, le mouvement autorisé correspond à la rentrée de la tige. 6.- Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission entre l'arbre de commande et le système vis-écrou comprend un renvoi d'angle. 7.- Vérin selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend t - un carter formé de deux parties cylindriques raccordées angulairenent et portant une attache de fixation i - un arbre intermédiaire monté rotatif dans la première partie cylindrique du carter, cet arbre intermédiaire étant solidaire, à son extrémité interne au carter d'un pignon conique, et étant relié , & son autre extrémité à un arbre de commande au travers d'un dispositif à roue libre irréversible à déblocage contrôlé i - un manchon monté rotatif dans la deuxième partie cylindrique solidaire en rotation et avec un jeu axial, à son extrémité interne au manchon,d'un pignon conique engrenant avec le pignon conique porté par l'arbre intermédiaire, et portant, à son extrémité extérieure au carter un taraudage dans lequel vient se visser une vis immobilisée en rotation, constituant la tige du vérin t - un disque porté par le manchon qui coopère par chacun de ses côtés avec deux disques de freinage respectifs montés à leur périphérie sur le carter, par l'intermédiaire de deux dispositifs à roue libre, et en ce que pour le disque de freinage tourné vers le fond du carter le seul mouvement de rotation autorisé est celui correspondant à la sortie de la tige du vérin, et pour le disque situé vers la tige, le mouvement autorisé correspond à la rentrée de la tige.