Brevet FR2481483A1 — publié le 19811030

DISPOSITIF DE COMMANDE DE LA ROTATION D'UN ARBRE La présente invention concerne un dispositif de commande de la rotation d'un arbre et plus particulièrement destiné à commande l'ouverture et la fermeture de vannes equipant des véhicules tels les aéronefs, navires, etc. On sait que les véhicules mentionnés ci-dessus comportent des circuits hydrauliques dans lesquels sont montées des vannes. Pour pouvoir commander la circulation du fluide dans ces circuits, on est amenés à manoeuvrer les vannes généralement de façon automatique. I1 est bien évident que dans de tels domaines, si on détermine la position d'une vanne ouverte ou fermée, il est nécessaire que cette position soit gardée quels que soient les évènements prévus ou imprévus intervenus qui peuvent influer str le véhicule, et cela ne serait-ce que dans un but de sécurité. On a proposé des dispositifs de verrouillage qui, en principe notamment par des alignements d'axe, permettent de maintenir les positions. Cependant, il arrive que ces véhicules soient soumis à de très fortes accélérations, et malgré les dispositifs prévus, les positions peuvent alors changer involontairement, ce qui peut entraîner dans certains cas, des catastrophes. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et de proposer un dispositif de commande de la rotation d'un arbre de vanne d'une réalisation simple et peu onéreuse. Plus particulierement, la présente invention a pour objet un dispositif de commande de la rotation d'un arbre comprenant au moins une came coopérant avec ledit arbre pour l'entrainer en rotation autour d'un axe, caractérisé par le fait que la masse de ladite came est répartie de façon substantiellement égale par rapport audit axe de rotation. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple particulie de réalisation, qui est décrit ci-après, à titre illustratif, mais non limitatif, en référence aux figures dans lesquelles - la figure 1 représente, en coupe, un mode de réalisation d'un dispositif de commande de la rotation d'un arbre selon l'invention, - la figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Dans la présente description, par came, on entend tout moyen massique permettant de transformer des mouvements quelconques, par exemple de translation, rotation, etc., en un mouvement de rotation applicable à un arbre. En référence à la figure 1, le dispositif représente une came selon la définition rappelée ci-dessus. Il est constitué d'un corps 1 dans lequel est percé deux alésages 2 et 3, parallèles l'un par rapport à l'autre, et débouchant de part et d'autre du corps 1. A l'intérieur de chaque alésage 2 et 3, se trouve disposée une crémaillère, respectivement 4 et 5, orientée de façon à ce que les dentures 6 et 7 de chaque crémaillère 4 et 5 soient en regard l'une de l'autre et à ce quelles se translatent en sens inverse l'une par rapport à l'autre. La paroi 8, commune aux deux alésages 2 et 3, comporte une ouverture radiale 9 dans laquelle est disposé , en son milieu, un pignon 10 solidaire d'un axe de rotation il d'un arbre 12. La denture 13 de ce pignon 1,0 coopère avec celle des crémaillères 4 et 5. Les extrémités de chaque crémaillère sont identiques, et sont conformées en une couronne annulaire en saillie 14, 15, 16 et 17, coulissant dans les alésages 2 et 3 du corps 1. Chaque couronne 14, 15, 16 et 17 comprend respectivement une gorge annulaire 18, 19, 20 et 21 recevant chacune un joint d'étanchéité 22, 23, 24 et 25. Les extrémités du corps 1, où débouchent les alésages 2 et 3, sont chacune obturées par un fond 26 et 27 dont les épaulements respectivement 28, 29 et 30, 31, se positionnent dans les alésages 2 et 3. Ces épaulements 28, 29, 30 et 31 comportent de plus des joints d'étanchéité respectivement 32, 33, 34 et 35. Il est également prévu sur les fonds 26 et 27, de chaque extrémité du corps 1, en regard de l'axe géométrique de chaque alésage 2 et 3, des percages 36, 37, 38 et 39? recevant chacun une conduite d'alimentation de fluide, non représentée sur la figure. Enfin, il est disposé de chaque côté des crémaillères 4 et 5 et dans un plan passant par l'axe 11 perpendiculaire au sens de déplacement des deux crémaillères, respectivement deux galets 40 et 41 montés chacun en rotation autour de deux axes 42 et 43 liés au corps 1. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante un fluide pressurisé est envoyé dans les alésages 2 et 3 par l'intermédiaire des perçages 36 et 39 et applique ainsi la pression sur la surface des couronnes annulaires 14 et 17, provoquant la translation des crémaillères 4 et 5 qui coulissent dans leur alésage respectif 2 et 3 en sens inverse. L'arbre 12, solidaire du pignon 10 est entrainé en rotation autour de son axe 11 par l'intermédiaire des dentures 6 et 7 des crémaillères 4 et 5, coopérant avec la denture 13 du pignon 10. L'avantage d'un tel dispositif réside dans le fait qu'il peut supporter une accélération considérable, de l'ordre de plusieuz g, puisque l'effort transmis par les dentures 6 et 7 de chacune des crémaillères 4 et 5 sur la denture 13 du pignon 10 provoque un couple nul par rapport à l'axe 11. En effet, en se référant à la figure, si on considère les masse des crémaillères et du pignon, prise dans un plan A,A contenant l'axe 11, on constate que les masses sont égales et parfaitemer réparties, ce qui justifie le couple nul mentionné ci-dessus, et cela quelle que soit la position du plan considéré content bien entendu l'axe 11. La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif de commande, par exemple d'un arbre de l'organe obturateur d'une vanne comportant un ensemble de cames. Le dispositif montre le mécanisme de transmission d'effort applicable à l'arbre en position intermédiaire. Il comprend un corps 50, à l'intérieur duquel un axe 51 porte un arbre 52, l'extrémité de cet arbre apparaissant en bout sur la figure, et sur lequel est disposée une manivelle 53 dont une des extrémités est percée d'un alésage 54, et dont l'autre extrémité est équipée d'une masse d'équilibrage 55 évitant ainsi lors de la rotation de a manivelle 53 autour dé son axe 51, portant le pignon 52, la présence d'un balourd. L'alésage 54 de la manivelle 53 reçoit un axe 57 monté libre en rotation et supportant également l'extrémité d'une bielle 58 au moyen d'un perçage 59 coaxial avec l'alésage 54 de la manivelle 53. Cette bielle 58 comporte également deux autres perçages 60 et 61 ; le perçage 60, situé approximativement au milieu de la longueur de la bielle 58, reçoit un axe 62 supportant l'une des extrémités d'une seconde manivelle 63 au moyen d'un alésage 64 coaxial avec le perçage 60 de la bielle 58. Le per çage 61 de cette dernière reçoit un axe 65 sur lequel est monté l'extrémité 66 d'un ressort de rappel 67 ; sa seconde extrémité 68 étant fixée en un point 69 solidaire du corps 50. La seconde manivelle 63, dont une des extrémités est montée autour de l'axe 62, est liée en rotation, par son milieu, autour d'un arbre 70 pivotant autour d'un axe 71 commandant l'organe obturateur d'une vanne pour obtenir la fermeture ou l'ouverture de la vanne. La masse de cette manivelle 62 est répartie de façon égale par rapport à un axe géométrique 72 passant par l'axe 71 et l'axe matériel 62. La masse de la manivelle 53 est également répartie de façon égale par rapport à un axe géométrique 75 passant par l'axe 51 et l'axe 67. De plus, la masse de la bielle 58 est répartie de façon identique par rapport à un axe géométrique 76 passant par les axes 57, 62 et 65. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne par le jeu des deux manivelles 53 et 63, associées à la bielle 58, ce fonctionnement étant plus particulièrement décrit dans le brevet français nO 2.274.853 au nom de la Demanderesse. Le dispositif est avantageusement applicable en combinaison avec celui de la figure 1 ; dans ce cas, les arbres 12 et 52 sont confondus pour ne représenter que le même arbre lequel pivote autour des axes 11 ou 51 se confondant également en un seul même axe. Il est bien précisé en outre que le déplacement des crémaillères peut être obtenu non seulement de manière hydraulique, mais également de manière mécanique, pneumatique ou par tout autre système susceptible de provoquer la translation des crémaillères. Les crémaillères 4 et 5 se translatent dans leur alésage respectif 2 et 3, sous la pression exercée par le fluide et entrat- nent ainsi par leur denture respective 6 et 7, le pignon 10 monté sur l'arbre 12 ou 52 en rotation autour de l'axe 11 ou 51. La manivelle 53 est par conséquent entrainée en rotation puisqu'elle est montée sur le même arbre 12 ou 52 que celui du pignon 10, et déplace ainsi la bielle 58 par l'intermédiaire de l'axe 57. Simultanément, la bielle 58 entraine lors de son déplacement, d'une part, la manivelle 63 montée sur son arbre 70 pivotant autour de l'axe 71, par l'intermédiaire de l'axe 62 commun à cette manivelle 63 et à la bielle 58, et, d'autre part, le ressort 67 par l'intermédiaire de leur axe commun 65, lequel ressort pivote autour de son axe fixe 69. La trajectoire décrite par l'axe 61 liant le ressort 67 et la bielle 58 est représentée par un trait interrompu 73 définissant ainsi les deux positions limites occupées par la bielle 58 et le ressort 67. Quant aux positions limites des manivelles 53 et 63, non représentées sur la figure; elles occupent les positions suivantes. Dans une première position, les axes 572 51 et 62 sont sensiblement alignés suivant l'axe géométrique 74, et dans une seconde position, les axes sont de même alignés mais dans l'ordre suivant : 51, 57 et 62, toujours suivant l'axe géométrique 74. Cet alignement peut ne pas être totalement parfait et un léger décalage d'un des axes peut être obtenu pour favoriser le blocage de la vanne dans ses deux positions extrêmes. La rotation effectuée par la manivelle 53 autour de son axe 51 est égale à un demi tour, tandis que la rotation effectuée par la manivelle 63 autour de l'axe 71 commandant par exemple la fermeture ou l'ouverture de l'organe obturateur d'une vanne, est égale à un quart de tour. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commande de la rotation d'un arbre comprenant au moins une came (4,5;63;53) coopérant avec ledit arbre (52,70,12) pour l'entrainer en rotation autour d'un axe (71,51,11), caractérisé par le fait que la masse de ladite came (4,5;63;53) est répartie de façon substantiellement égale par rapport audit axe de rotation. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les masses de ladite came (4,5;63;53) prises respectivement de part et d'autre dudit axe et dans un plan passant par ledit axe sont sensiblement égales. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite came (4,5;63;53) est constituée par une manivelle en une pièce massique sensiblement symétrique par rapport à deux plans perpendiculaires. 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite came est constituée de deux crémaillères (4,5) sensiblement identiques, aptes à agir parallèlement de part et d'autre dudit axe (îî) par des translations en sens inverse. 5/ Dispositif de commande de la rotation d'un arbre (70) de l'organe obturateur d'une vanne par un système d'au moins une came rotative (63,53), caractérisé par le fait que la masse de ladite came (4,5;63;53) est répartie de façon substantiellement égale par rapport audit axe de rotation. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite came (4,5;63;53) est constituée par une manivelle en une pièce massique sensiblement symétrique par rapport à deux plans perpendiculaires. 7/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite came est constituée de deux crémaillères (4,5) sensiblement identiques, aptes à agir parallèlement -de part et d'autre dudit axe (11) par des translations en sens inverse.