Brevet FR2512908A1 — publié le 19830318

La présente invention concerne un engrenage à secteurs dentés, dans lequel au moins un secteur denté d'un organe moteur peut être engagé avec ou dégagé d'un secteur denté conjugué d'au moins un organe mené. De tels engrenages à secteurs dentés sont utilisés pour les servomoteurs les plus divers, et notamment pour l'entraînement de volets d'air dans le coffret d'un équipement de chauffage et de climatisation de voiture. Le problème se pose souvent d'actionner simultanément suivant un programme plusieurs voletstorganes menés - à l'aide d'un organe de commande - l'entraînement - un volet étant par exemple déplacé d'une position sur l'autre. Dans ce cas, le volet se trouvant au repos doit etre verrouillé afin de conserver effectivement sa position malgré la poursuite de l'entraînement. L'invention vise à créer pour un engrenage à secteurs dentés du type précité un verrouillage permettant de verrouiller temporairement l'organe mené en présence d'un entraînement continu. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'organe moteur présente sur sa face frontale et sur une partie de sa circonférence au moins une nervure de verrouillage circulaire, coaxiale et s'étendant axialement, et l'organe mené présente sur sa face frontale une gorge de verrouillage également circulaire, non-coaxiale, s'étendant axialement et conjuguée de la nervure de verrouillage, de façon que dans la position relative des organes moteur et mené pour laquelle leurs secteurs dentés sont dégagés, la nervure de verrouillage est engagée dans la gorge de verrouillage et verrouille ainsi l'organe mené. La disposition d'une nervure de verrouillage sur l'organe moteur et d'une gorge de verrouillage sur l'organe mené permet, pour un entraînement continu, de produire d'abord un mouvement mené défini ou un angle mené déterminé, puis de verrouiller l'organe mené dans sa position. Ce verrouillage sûr de l'organe mené présente en outre l'avantage de n'exiger aucun autre organe d'encliquetage, qui produirait des couples d'encliquetage correspondants. Par suite de la réalisation des organes moteur et mené selon l'invention, deux pièces suffisent, qui sont particulièrement faciles à produire en matière plastique. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le flanc d'engrènement de la nervure de verrouillage et les bords d'attaque de la gorge de verrouillage sont arrondis pour former des profils d'engagement. Cette réalisation garantit un verrouillage sans à-coups, car la forme du flanc d'engrènement de la nervure de verrouillage est adaptée à la cinématique du mouvement des organes moteur et mené. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, deux nervures de verrouillage sont disposés suivant la circonférence de l'organe mené. Il est ainsi possible de disposer radialement, c'est-à-dire sur la circonférence de l'organe moteur, un second organe mené avec une gorge de verrouillage appropriée. Ces deux - ou plusieurs - organes menés peuvent alors être entraînés et verrouillés successivement par une rotation continue de l'organe moteur. Il est ainsi possible de multiplier les possibilités d'un mouvement secondaire programmé. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les organes menés comportent des bras munis de points d'articulation pour des organes tendus ou comprimés; il est ainsi possible de produire à partir de la rotation des organes menés un mouvement de translation du type nécessaire par exemple pour la commande de volets d'air dans un boîtier de chauffage à l'aide de câbles Bowden. Les bras menés peuvent évidemment être remplacés par d'autres éléments menés, tels qu'une denture sur les organes menés, de façon à permettre l'entraînement d'une autre roue dentée ou d'une crémaillère. Selon une autre caractéristique de l'invention, plusieurs paires d'organes moteurs et menés sont montées avec décalage axial, les organes moteurs étant fixés sur un axe moteur commun et les organes menés sur un axe mené. Cette variante constructive permet de loger axialement un nombre quelconque de fonctions menées dépendant d'un entraînement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un autre étage à segments dentés est monté en aval de l'organe moteur pour transmettre continument, c'est-à-dire sans verrouillage, le mouvement moteur au deuxième organe monté. Cette disposition permet, pour une rotation continue de l'élément moteur, d'obtenir un fonctionnement intermittent du premier organe mené et un fonctionnement continu du second organe mené. Une telle disposition est particulièrement avantageuse pour la commande des volets d'air dans un boîtier de chauffage et climatisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'entraînement s'effectue alors à l'aide d'un bouton actionné par le passager. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une paire de segments dentés avec nervure et gorge de verrouillage; la figure 2 représente un organe moteur à secteur denté avec deux organes menés à secteur denté et verrouillage intermittent selon l'invention; et la figure 3 représente un engrenage à secteurs dentés avec verrouillage intermittent selon l'invention d'un premier organe mené et avec un second organe mené continu. La figure 1 représente un organe moteur 1, muni d'un secteur denté 5, réalisé sous forme d'une roue montée sur un arbre moteur 3 et entraînant un organe mené 2 muni d'une denture 6 et également réalisé sous forme d'une roue montée sur un arbre mené 4. Cet organe-mené 2 comporte un bras mené 11 qui, pour un mouvement d'entraînement continu, doit occuper la position 11 représentée en trait plein ou la position 11' représentée en points et tirets, et y etre verrouillé. L'élément moteur 1 comporte sur sa face frontale une nervure de verrouillage 7, qui s'étend sur une partie de la circonférence, soit environ 270 dans le cas considéré, sous forme d'une barrette circulaire.La face frontale de l'organe mené 2 porte une gorge de verrouillage 8 circulaire, dont les diamètres intérieur et extérieur correspondent à ceux de la nervure de verrouillage 7 et qui sont déplacés vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation de l'organe mené 2, de façon que dans une position déterminée des organes moteur 1 et mené 2, la nervure 7 et la gorge 8 de verrouillage se recouvrent, c'est-à-dire engrènent. Les dispositions des dentures 5 et 6 d'une part, de la nervure 7 et de la gorge 8 de verrouillage d'autre part sur les organes moteur 1 et mené 2 sont choisies de façon que le flanc d'engrènement 9, c'est-à-dire le point Al de la nervure de verrouillage 7 coïncide avec le point B1 de la gorge de verrouillage 8 à l'instant où les dentures 5 et 6 viennent de se dégager. Pour que l'engagement de la nervure de verrouillage 7 dans la gorge de verrouillage 8 s'effectue sans à-coup, le flanc d'engrènement 9 est arrondi pour former un profil d'engagement; les bords d'attaque 10 de la gorge de verrouillage 8 sont arrondis de même. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, il est ainsi possible d'amener d'abord le bras mené Il dans la position 11', par suite de l'engrènement des dentures 5, 6, puis de verrouiller l'organe mené 2 dans cette position, car l'organe moteur 1 poursuivant sa rotation, la nervure de verrouillage 7 s'engage dans la gorge de verrouillage 8 et interdit par suite la rotation de l'organe mené 2. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation de l'invention, dans lequel l'organe moteur 12 entraîne et verrouille deux organes menés 13 et 14. L'organe moteur 12 est monté sur un axe moteur 15 et comporte un secteur denté 24, 25 sur chaque face frontale. L'organe mené 13 est monté sur l'axe mené 16 et le second organe mené 14 sur l'axe mené 17; les organes menés 13 et 14 comportent chacun un bras mené 18 ou 19, qui doit occuper la position 18 ou 19 représentée en trait plein ou la position 18' ou 19' représentée en points et tirets. L'organe mené 13 comporte en outre une denture 26, qui peut engréner avec la denture du secteur denté 24; l'organe mené 14 comporte une denture 27 qui peut être engagée avec le ou dégagée du second secteur denté 25.Contrairement à l'exemple de réalisation selon figure 1, l'organe mené 12 comporte deux nervures de verrouillage 20 et 21, qui sont de nouveau circulaires mais ne s'étendent que sur une partie de la circonférence, de sorte que des segments sans verrouillage demeurent entre elles. Chaque organe mené 13, 14 comporte une gorge de verrouillage circulaire 22, 23, ces gorges étant de nouveau décalées par rapport aux axes moteurs de façon à se superposer au cercle des nervures de verrouillage 20 et'21 pour une position déterminée des organes menés. Dans l'exemple de réalisation représenté, le secteur denté 24 de l'organe moteur 12 engrène avec la denture 26 du premier organe mené 13, et l'arbre mené 18 se trouve dans sa position inférieure.Le second organe mené 14 est simultanément verrouillé par suite de l'engagement de la nervure de verrouillage 21 dans la gorge de verrouillage 23, et le bras mené 19 se trouve dans sa position droite. L'organe moteur 12 pour suivant sa rotation dans le sens de la flèche, le second organe mené 14 demeure verrouillé, tandis que le premier organe mené 13 tourne dans le sens de la flèche jusqu'à ce que le bras mené 18 atteigne sa position supérieure 18'. Les dentures 24 et 26 sont alors dégagées, tandis que la nervure de verrouillage 21 s' engage immédiatement après dans la gorge de verrouillage 22 et verrouille ainsi le premier organe mené 13 dans la position 18'.La denture 25 engrène simultanément avec la denture 27, de sorte que le second organe mené 14 est déplacé vers la gauche jusqu'à ce que le bras mené 19 atteigne la position gauche 19' représentée en points et tirets. Le cycle décrit du mouvement des organes menés 13 et 14 s'effectue dans le sens inverse, c'est-à-dire avec retour dans la position de départ, quand l'organe moteur 12 tourne dans le sens inverse, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui de la flèche. Par analogie avec cet exemple de réalisation à deux organes menés, il est toutefois concevable de disposer d'autres nervures de verrouillage de longueur limitée sur la circonférence de l'organe moteur et d'autres organes menés, à gorges de verrouillage conjuguées, sur la circonférence de l'organe moteur, c'est-à-dire radialement par rapport à son axe.Il est ainsi possible de loger plusieurs fonctions secondaires sensiblement dans un plan, c'est-à-dire de réaliser un engrenage de faible longueur axiale. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation de l'invention, dans lequel l'engrenage à secteurs dentés selon figure 1 est accouplé à un train de roues dentées et fonctionne en servomoteur pour les volets du boîtier de chauffage et de climatisation d'une voiture. Les pièces identiques portent les mêmes repères sur les figures 1 et 3. L'organe moteur 1 est solidaire en rotation de l'arbre moteur 3, qui est monté dans le palier 29 de la paroi 28 d'un boîtier de chauffage. Le bras mené il de l'organe mené 2 présente un point d'articulation 31 sur lequel agit un câble Bowden pour la commande d'un volet d'air.Les organes moteur 1 et mené 2 sont temporairement engagés ou dégagés par les secteurs dentés 5 et 6 (comme dans le cas de la figure 1), puis la nervure de verrouillage 7 de l'organe moteur 1 s'engage dans la gorge de verrouillage 8 de l'organe mené 2 et verrouille ainsi le premier organe mené 2. Le prolongement 3' de l'arbre moteur 3 porte à son extrémité un pignon 35, monté dans le palier 33 d'une cloison intermédiaire 32 du boîtier. Ce pignon 35 engrène avec une roue dentée 36, solidaire en rotation d'un axe mené 37, qui est monté en rotation dans le palier 34. La roue dentée 36 est solidaire d'un bras mené 38, qui porte un point 39 d'articulation d'un second câble Bowden pour la commande d'un second volet d'air. Contrairement au premier organe mené 2, qui peut être verrouillé selon l'invention, ce second organe mené n'est pas verrouillé; cet organe mené 36 ou 39 doit au contraire être déplacé continûment tant que l'entraînement tourne. Cette disposition permet ainsi de commander deux organes menés à l'aide d'un entraînement, le premier organe mené étant entraîné de façon intermittente et verrouillé, et le second organe mené étant entraîné continûment. Une telle commande est avantageuse par exemple pour un programme de commande des volets d'air d'un équipement de chauffage ou de climatisation d'une voiture, un volet d'air ne devant occuper que deux positions différentes et le second par contre plusieurs positions. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Engrenage à secteurs dentés, dans lequel au moins un secteur denté d'un organe moteur peut être engagé avec ou dégagé d'un secteur denté conjugué d'au moins un organe mené, ledit engrenage étant caractérisé en ce que l'organe moteur (1) présente sur sa face frontale et sur une partie de sa circonférence au moins une nervure de verrouillage (7; 20, 21) circulaire, coaxiale et s'étendant axialement, et l'organe mené présente sur sa face frontale une gorge de verrouillage (8; 22, 23) également circulaire, non-coaxiale, s'étendant axialement et conjuguée de la nervure de verrouillage (7 ; 20, 21) de façon que dans la position relative des organes moteur et mené pour laquelle leurs secteurs dentés (5, 6; 24, 25, 26, 27) sont dégagés, la nervure de verrouillage est engagée dans la gorge de verrouillage et verrouille ainsi l'organe mené (2; 13, 14). 2. Engrenage à secteurs dentés selon revendication 1, caractérisé en ce que le frlanc d'engrènement (9) de la nervure de verrouillage (7) et les bords d'attaque (10) de la gorge de verrouillage (8) sont arrondis pour former des profils d'engagement. 3. Engrenage à secteurs dentés selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la circonférence de l'organe moteur (12) porte deux nervures de verrouillage (20, 21) de longueur limitée, entre lesquelles sont disposés, suivant le sens de rotation, un premier et un second secteur denté (24, 25); l'organe moteur (12) peut etre engagé avec ou dégagé d'un premier et d'un second organe mené (13, 14) disposés radialement; et les premier et second organes menés (13, 14) présentent chacun une gorge de verrouillage (22, 23) conjuguée des nervures de verrouillage (20, 21). 4. Engrenage à secteurs dentés selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les organes menés (2; 13, 14) sont des bras menés (11; 18, 19) pour la déviation d'organes tendus ou comprimés. 5. Engrenage à secteurs dentés selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le montage avec décalage axial de plusieurs organes moteurs et menés avec des paires de secteurs dentés ainsi que des nervures et gorges de verrouillage conjuguées. 6. Engrenage à secteurs dentés selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un pignon (35), monté sur l'arbre moteur (3, 3') de l'organe moteur (1) pour l'entraînement continu d'une roue dentée (36). 7. Engrenage à secteurs dentés selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'entraînement de l'organe moteur (1) s'effectue à l'aide d'un bouton et que les organes menés (11, 31; 38, 39) sont les volets d'un équipement de chauffage ou de climatisation.