Brevet FR2567979A1 — publié le 19860124

l La présente invention concerne un actionneur linéaire comportant un moteur d'un type quelconque: électrique, hydraulique, pneumatique, dont l'arbre de sortie est lié cinématiquement à l'un des deux éléments consti- tuant un système vis-écrou réversible. Le second élément de ce système vis- écrou est solidaire d'un bras de manoeuvre parallèle au système, relié, par un limiteur de couple à friction, à un élément intermédiaire fixe en rota- tion, destiné à être relié à l'élément à actionner. Dans un actionneur linéaire connu de ce genre, qui est par exemple destiné à actionner automatiquement un vantail d'uneporte ou d'un portail, il est en effet nécessaire que le système vis-écrou utilisé soit réversi- ble pour que, lorsque le vantail est fermé, il puisse être ouvert à lamain en cas de coupure accidentelle du courant d'alimentation du moteur électri- que commandant l'actionneur linéaire. Il en découle un certain inconvénient car, lorsque le vantail est ouvert, il est susceptible d'être fermé parla force du vent à un instant o une personne ou un véhicule franchit la porte ou le portail, ce qui risque de causer un accident. L'actionneur linéaire, suivant l'invention, est caractérisé en ce que le second élément du système vis-écrou comporte au moins une première partie profilée tournée vers l'extérieur, prévue pour coopérer, lorsque ce second élément occupe une seule de ses deux positions axiales extrêmes, a- vec respectivement une seconde partie profilée supportée par un élément fixe entourant au moins localement le système vis-écrou. L'une au moins des deux parties profilées a la forme d'une baïonnette orientée de façon à empêcher le second élément, lorsqu'il atteint ladite position axiale extr- me, de tourner dans le même sens que l'arbre-moteur et que le premier élé- ment, et de s'écarter axialement de cette position axiale extrême. Le côté extérieur de la baïonnette est susceptible de servir de butée et de guide, à l'autre partie profilée, jusqu'à ce que celle-ci pénètre dans l'entrée de la baïonnette, cette autre partie profilée étant agencée pour glisser sur le côté extérieur de la baïonnette. La présente invention se propose de permettre la réalisation d'un actionneur linéaire qui, tout en pouvant être actionné manuellement en cas de coupure du courant d'alimentation de son moteur, lorsqu'il occupe l'une de ses positions extrêmes d'actionnement, ne peut pas être actionné intem- pestivement autrement que par son moteur lorsqu'il occupe son autre posi- tion extrême d'actionnement. La présente invention présente un autre avantage consistant en ce que, lorsque l'actionneur linéaire occupe cette autre position extreme d'ac- tionnement, il peut, en cas de coupure du courant, être actionné manuelle- ment, après que l'utilisateur ait effectué une manoeuvre simple sur l'ac- tionneur. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, des modes de réalisa- tion conformes à la présente invention. La fig. 1 représente, vu en coupe longitudinale, un premier mode de réalisation d'actionneur linéaire. La fig. 2 représente, vu en coupe suivant II-II de la fig. 1, le même premier mode de réalisation, dans une première phase de fonctionne- ment. La fig. 3 représente, vu en coupe suivant II-II de la fig. 1, le mâ- me premier mode de réalisation, dans une seconde phase de fonctionnement. La fig. 4 représente partiellement, vu en coupe longitudinale, le même premier mode de réalisation, dans une troisième phasede fonctionnement La fig. 5 représente, vu en coupe suivant V-V de la fig. 4, le même premier mode de réalisation. La fig. 6 représente, vu partiellement en coupe longitudinale, un second mode de réalisation de l'invention. La fig. 7 représente, vu partiellement en coupe longitudinale, un troisième mode de réalisation de l'invention. La fig. 8 représente, vu partiellement en coupe longitudinale, un quatrième mode de réalisation de l'invention. La fig. 9 représente, vuepartiellement en coupe longitudinale, une variante du quatrième mode de réalisation de l'invention. La fig. 10 représente, vue partiellement en coupe longitudinale, une variante du premier mode de réalisation. La fig. Il représente, vue partiellement en coupe longitudinale, une autre variante du premier mode de réalisation. Tel qu'il est représenté sur les fig. 1 à 5, l'actionneur linéaire, suivant l'invention, comporte un moteur 1, par exemple électrique, dont l'arbre de sortie 2 est solidarisé angulairement, par une goupille 3, de la partie extrême 4', du premier élément d'un système vis-écrou, constitué dans cet exemple par la vis 4, le second élément de ce système étant cons- titué par un écrou 5 constamment en prise avec la vis 4 qui est par exem- ple une vis à droite. L'inclinaison du filet et le nombre de filets sont tels que le système vis-écrou est réversible. La partie extrême 4' est supportée par exemple par un roulement à billes 6 maintenu entre deux ba- gues fixes 7 et 8 solidarisées de la première extrémité 9' d'un carter 9. L'écrou 5 est solidaire d'un bras de manoeuvre 10 parallèle au système vis- écrou, constitué dans cet exemple par un tube qui est prévu pour coulisser et tourner dans un palier cylindrique Il prévu dans la seconde extrémité9" du carter 9 (fig. 1). La partie extrême libre lO'du bras de manoeuvre 10, extérieure au carter 9, contient dans un logement cylindrique 12 axial, un limiteur de couple à friction 13 reliant cette partie extrême libre 10' à une extrémi- té 14' d'un élément intermédiaire 14, constitué par exemple par une chape, extrémité montée pivotante dans le logement 12 par une roulement à billes 15. Cet élément intermédiaire 14 est relié à un élément à actionner 16 fai- sant partie par exemple d'un vantail de portail, et est rendue fixe en ro- tation par cet élément 16. L'écrou 5 comporte, du cSté opposé au bras tubulaire 10, deux par- ties profilées 21 diamétralement opposées l'une à l'autre, tournées vers l'extérieur de cet écrou 5. Ces deux parties 21 sont prévues pour coopérer, lorsque cet écrou 5 occupe une seulede ses deux positions axiales extrêmes (fig. 4 et 5), avec respectivement deux parties profilées 22 supportées par la bague fixe 8, ces deux parties profilées 22 entourant localement le système vis-écrou. Dans cet exemple, les parties profilées 22 ont la forme de baïonnettes orientées de façon à empêcher-l'écrou 5, lorsqu'il atteint ladite position axiale extrême, par leurs butées 22a (fig. I et 4), de tourner dans le même sens 23 (fig. 1) que l'arbre-moteur 2 et que la vis 4, et par leurs cStés intérieurs 22b, de s'écarter axialement de cette po- sition axiale extrême. Dans cet exemple, les deux parties profilées 22 en forme de balon- nettes sont raccordées à une face 8a de la bague 8 qui lessupporte, face qui est radiale. Le c8té intérieur 22b de chaque baïonnette 22 est paral- lèle à cette face radiale 8a. D'autre part, le c8té extérieur 22c opposé au c8té intérieur 22b, de chaque baïonnette 22 est, dans cet exemple, in- cliné par rapport à cette face radiale 8a, dans un sens inverse de celui du pas du système vis-écrou, c'est-à-dire à gauche dans cet exemple. Les deux parties profilées 21 ont elles aussi un côté extérieur avant 21a qui est incliné de la même façon que les c8tés extérieurs 22c, de façon à pou- voir servir de butée axiale suivant 24, et de guide suivant 23 aux parties profilées 21 jusqu'à ce que celles-ci pénètrent chacune dans l'entrée 22d d'une baïonnette 22 Lorsque la vis 4 est entraînée en rotation par l'arbre-moteur 2 en sens inverse de 23, l'écrou 5 se déplace axialement seulement, en sens in- verse de 24, jusqu'à ce que le bras de manoeuvre 10 soit allongé sensible- ment au maximum, pour commander la fermeture du vantail du portail. Lors- que le vantail 16 est totalement fermé, le déplacement axial du bras 10 est empêché, et la friction du limiteur de couple 13 permet au bras 10 de tourner en même temps que lavis 4 jusqu'à ce que l'alimentation du moteur I soit coupée. Si une panne de courant se produit alors, il est possible, après a- voir déverrouillé le vantail 16 du portail, de l'ouvrir à la main, ce qui provoque, le système vis-écrou étant réversible, le raccourcissement du bras 10 par rotation en sens inverse de 23 de l'écrou 5 sur la vis 4 qui est maintenue fixe en rotation par le moteur 1. C'est la friction du limiteur de couple 13 qui permet cette rotation de l'écrou 5, dans la mesure o le réglage de la friction est tel que la valeur du couple de friction est inférieure au couple de réversibilité du moteur 1. Cette rotation cesse lorsque les côtés extérieurs inclinés 21a des parties profilées 21 de l'écrou 5 viennent en contact avec les cotés exté- rieurs inclinés 22c des baïonnettes 22. En fonctionnement normal, en l'absence de panne de courant, c'est l'arbremoteur 2, tournant suivant 23 (fig. 1), qui provoque le déplacement axial seulement, suivant 24, de l'écrou 5 et du bras de manoeuvre 10, donc l'ouverture progressive du vantail 16. Dès que les côtés extérieurs incli- nés 21a des premières parties profilées 21 entrent en contact avec les c8- tés extérieurs inclinés 22c des secondes parties profilées 22 (fig. I et 2), l'écrou 5 et le bras 10 tournent suivant 23 dans le même sens que la vis 4, les côtés extérieurs 21a et 22c glissant les uns contre les autres, cette rotation étant permise par le limiteur de couple à friction 13. Dès que les premières parties profilées 21 dépassent l'extrémité la plus basse des cotés extérieurs inclinés 22 (fig. 3), elles se déplacent à nouveau axialement uniquement, suivant 24, jusqu'à ce que l'écrou 5 viennent en appui sur une bague, non représentée sur le dessin, solidaire de la partie extrême 4' de la vis 4. L'écrou 5 tourne alors à nouveau suivant 23 en mê- me temps que la vis 4 jusqu'à ce que les premières parties profilées 21 pé- nètrent respectivement dans les secondes parties profilées 22 en forme de baïonnettes (fig. 4 et 5), et viennent finalement en appui contre les bu- tées fixes 22a, derrière les côtés intérieurs 22b. L'alimentation du moteur électrique I est ensuite coupée. Si, pendant le déplacement axial suivant 24, de l'écrou 5, les pre- mières parties profilées 21 n'entrent pas en contact avec les côtés.exté- rieurs 22c des secondes parties profilées 22, mais passent avant ou après ces côtés extérieurs inclinés 22c, l'écrou 5 continue son déplacement axial jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre la bague solidaire de la partie ex- trême4' de la vis 4. Comme décrit au paragraphe précédent, l'écrou 5 tourne suivant 23 en même temps que la vis 4 jusqu'à ce que ses premières parties profilées 21 pénètrent dans les secondes parties profilées 22 en forme de baïonnettes. Si une traction est exercée intempestivement en sens inverse de 24, par exemple par le vent agissant sur le vantail 16 ouvert, cette traction tend à provoquer la rotation suivant 23, du bras 10 et de l'écrou 5, con- tre l'action de la friction du limiteur de couple 13. Cette rotation se trouve empêchée par les secondes parties profilées 22 en forme de balonnet- tes qui retiennent les premières parties profilées 21 de l'écrou 5. Toute fermeture intempestive du vantail 16 est ainsi empêchée. Lorsque le moteur I entraîne son arbre 2 en rotation en sens inver- se de 23, l'écrou 5, empêché de se déplacer axialement par les côtés inté- rieurs 22b, est d'abord entraîné en rotation dans le même sens, en faisant fonctionner la friction du limiteur de couple 13. Dès que les premières parties profilées 21 sont dégagées des secondes parties profilées 22 fixes, l'écrou 5 et le bras 10 sont libres de se déplacer axialement à nouveau, en sens inverse de 24, comme décrit précédemment. En cas de panne de courant, le vantail 16 étant ouvert, il est pos- sible de débloquer volontairement l'actionneur linéaire, pour fermer manu- ellement le vantail 16. Pour cela, il suffit d'entraîner manuellement en rotation en sens inverse de 23, la partie extrême libre 10' du bras de ma- noeuvre 10, contre l'action du limiteur de couple à friction. Dès que les premières parties profilées 21 sont dégagées des secondes parties profi- lées 22 fixes, il suffit d'agir sur le vantail 16 pour effectuer une trac- tion sur la chape 14, tendant à allonger le bras 10, ce qui provoque la ro- tation, suivant 23, du bras 10 et de l'écrou 5, contre l'action du limiteur de couple à friction 13. Le second mode de réalisation de l'invention, représenté partielle- ment sur la fig. 6, diffère du premier (fig. I à 5) uniquement par le fait que le côté extérieur 22c de chaque seconde partie profilée 22 en forme de baïonnette est, comme le c8té intérieur 22b, parallèle à la face radiale 8a. En outre, chaque première partie profilée 21, supportée par un poussoir , est mobile sur le pourtour de l'écrou 5, axialement seulement, vers l'arrière en sens inverse de 24, contre l'action d'un ressort de compres- sion 28, dans une rainure longitudinale 29 prévue dans l'écrou 5. De plus, le c8té extérieur avant 21a de chaque première partie profilée 21 n'est plus incliné mais parallèle à la face 8a. Tous les autres éléments consti- tutifs sont identiques à ceux du premier mode de réalisation (fig. I à 5). Lorsque la vis 4 est entraînée en rotation suivant 23 par l'arbre- moteur 2, le bras 10 et l'écrou 5 se déplacent, axialement seulement sui- vant 24, en direction des secondes parties profilées fixes 22. Si ces der- nières sont sur la trajectoire des premières parties profilées 21, ces pre- mières parties 21 entrent finalement en contact avec les secondes parties 22 et sont ainsi immobilisées axialement. Dès que les ressorts 28 sont suf- fisment comprimés, la friction du limiteur de couple 13 fonctionneet le bras r0 et Ilécrou 5 tournent suivant 23 pendant que les ressorts 28 conti- nuent de se comprimer. Dès que les premières parties profilées 21 dépas- sent les extrémités arrières des côtés extérieurs 22c, elles se déplacent brusquement suivant 24 sous l'action des ressorts 28 et, leur rotation suivant 23 reprenant, elles pénètrent dans les secondes parties profilées 22 en forme de baïonnettes, et atteignent la position représentée sur la fig. 6. Le reste du fonctionnement est identique à celui précédemment dé- crit (fig. I à 5). Le troisième mode de réalisation, représenté partiellement sur la fig. 7, diffère du premier (fig. I à 5) uniquement par le fait que le côté intérieur 22b de chaque seconde partie profilée 22 est, comme le côté exté- rieur 22c, incliné par rapport à la face radiale 8a dans un sens inverse de celui du pas du système vis-écrou, donc vers la gauche dans cet exemple. Cette inclinaison des côtés intérieurs 22b est avantageusement inférieure à celle des filets du système vis-écrou, de telle façon que ces côtés inté- rieurs 22b puissent s'opposer à tout déplacement axial, en sens inverse de 24, des premières parties profilées 21 qui sont logées derrière ces cotés intérieurs 22b, lorsqu'une traction est effectuée intempestivement dans ce sens sur le bras 10. De plus, le c8té 21b opposé au côté 21a, de chaque première partie profilée -21 est avantageusement incliné dans le même sens que ce c8té 21a et que le c8té intérieur 22b. Le quatrième mode de réalisation, représenté partiellement sur la fig. 8, diffère du troisième mode de réalisation, décrit précédemment (fig. 7), uniquement par le fait que les secondes parties 22 profilées en forme de baïonnettes sont raccordées à une face 8b de l'élément 8 qui les suppor- te, face qui est, non pas radiale comme la face 8a précédente, mais incli- née dans un sens inverse de celui du pas du système vis-écrou, donc vers la gauche dans cet exemple, comme les côtés 21a, 21b et 22b, 22c. Le fonctionnement de ce quatrième mode de réalisation est similaire à celui des autres modes de réalisation précédemment décrits (fig. I à 7). La seule différence réside dans le fait que, pour fermer le vantail à la main, en cas de panne de courant, il est nécessaire, en même temps que l'on entraîne manuellement en rotation en sens inverse de 23, la partie ex- trême libre 10' du bras 10, d'exercer simultanément une traction axiale sur ce bras 10, de telle façon que les premières parties profilées 21 puis- sent tourner malgré la présence des faces inclinées correspondantes 8b. Selon une variante de ce quatrième mode de réalisation, représentée partiellement sur la fig. 9, la face inclinée 8b à laquelle est raccordée la partie profilée 22 en forme de baïonnette, est disposée dans le prolon- gement du côté extérieur 22c correspondant d'une baïonnette. De cette fa- çon, quels que soient les points o les premières parties profilées 21 viennent en contact avec les cotés extérieurs inclinés 22c ou avec leurs prolongements 8b, lors de leur déplacement axial suivant 24, elles suivent ensuite ces cotés inclinés 22c et 8b, avant de se loger finalement dans les parties profilées respectives 22 en forme de balonnettes, en tournant sui- vant 23. Selon un cas particulier de cette variante, non représenté sur le dessin, les deux cotés, intérieur 22b et extérieur 22c,de chaque seconde partie profilée 22 en forme de baïonnette, et la face inclinée 8b corres- pondante à laquelle est raccordée la baïonnette, constituent un filetage, à deux filets dans cet exemple, de sens inverse de celui du système vis- écrou. Dans ce cas, chaque c8té extérieur 22c constitue l'entrée d'un des deux filets avec lesquels coopèrent, soit des premières parties profilées 21, soit un filetage de pas correspondant, prévu sur le pourtour de l'é- crou 5. Sans sortir du cadre de la présente invention, dans tous les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la ou les parties profilées 22 en forme de baïonnettes, au lieu d'être fixes, solidaires de la bague 8, peuvent être mobiles, solidaires de l'écrou 5 (fig. 10). Sur la fig. 10 est représentée, par exemple, une variante du premier mode de réalisation (fig. I à 5), dans laquelle les parties profilées 22 en forme de baïonnettes, ainsi que la face 8a qui les supporte, font partie de l'écrou 5 solidaire du bras 10. Quant aux parties profilées 21, elles sont solidaires d'unpro- longement fixe 8c de la bague 8. Le fonctionnement de l'ensemble est iden- tique à celui du premier mode de réalisation (fig. I à 5). De même, dans tous les modes de réalisation décrits précédemment (fig. I à 9), les parties profilées coopérant ensemble peuvent être consti- tuées uniquement par des parties profilées 22 en forme de balonnettes.Ain- si, sur la fig. 11, est représentée, par exemple, une autre variante du premier mode de réalisation (fig. 1 à 5), dans laquelle les deux parties profilées 22 en forme de balonnettes de l'actionneur de la fig. 1, coopè- rent respectivement avec deux parties profilées 22', identiques aux précé- dentes mais orientées en sens inverse, solidaires de l'écrou 5. Le fonc- tionnement de l'ensemble est identique à celui du premier mode de réalisa- tion (fig. I à 5). Dans tous les autres modes de réalisation représentés sur le dessin, c'est la vis 4 qui est solidarisée de l'arbre 2 du moteur. La présente in- vention est également applicable dans le cas o c'est l'écrou 5 qui est so- lidaire de cet arbre 2, la vis 4 étant déplaçable axialement par rapport à l'écrou 5, par exemple dans un logement axial prévu à travers l'arbre-mo- teur 2, les parties profilées tournées vers l'extérieur étant par exemple supportées par une douille solidaire de la vis 4, comportant les parties profilées 21, ou 22 suivant le cas, sur son pourtour extérieur. REVENDICATIONS 1. Actionneur linéaire comportant un moteur (1) dont l'arbre de sortie (2) est lié cinématiquement à l'un (4) des deux éléments constituant un sys- tème vis-écrou réversible, le second élément (5) de ce système vis-écrou étant solidaire d'un bras de manoeuvre (10) parallèle au système, relié, par un limiteur de couple à friction (13), à un élément intermédiaire 14, fixe en rotation, destiné à être relié à l'élément à actionner (16), caractérisé en ce que le second élément (5) du système vis-écrou compor- te au moins une première partie profilée (21) tournée vers l'extérieur, prévue pour coopérer, lorsque ce second élément occupe une seule de ses deux positions axiales extrêmes, avec respectivement une seconde partie profilée (22) supportée par un élément fixe (8), entourant au moins lo- calement le système vis-écrou, l'une au moins (22) des deux parties pro- filées ayant la forme d'une baïonnette orientée de façon à empêcher le second élément (5), lorsqu'il atteint ladite position axiale extrême,de tourner dans le même sens que l'arbre-moteur (2) et que le premier élé- ment (4), et de s'écarter axialement de cette position axiale extrême, le cSté extérieur (22c) de la baïonnette étant susceptible de servir de butée et de guide, à l'autre partie profilée (21), jusqu'à ce que celle- ci pénètre dans l'entrée (22d) de la baïonnette, cette autre partie pro- filée étant agencée pour glisser sur le coté extérieur (22c) de labalo- nette. 2. Actionneur linéaire, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie profilée (22) en forme de baïonnette est raccordée à une face (8a) de l'élément (8) qui la supporte, qui est radiale, le c8té inté- rieur (22b) de la baïonnette étant parallèle à cette face radiale (8a), et le côté extérieur (22c) étant incliné par rapport-à cette face dans un sens inverse de celui du pas du système vis-écrou. 3. Actionneur linéaire, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie profilée (22) en forme de baïonnette est raccordée à une face (8a) de l'élément (8) qui la supporte, qui est radiale, les deux c8tés, intérieur (22b) et extérieur (22c), de la baïonnette étant parallèles à cette face radiale (8a), et la première partie profilée (21) étant mobi- le sur le second élément (5) du système vis-écrou, axialement seulement, vers l'arrière, contre l'action d'un ressort de compression (28). 4. Actionneur linéaire, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie profilée (22) en forme de baïonnette est raccordée à une face (8a) de l'élément (8) qui la supporte, qui est radiale, les deux côtés, intérieur (22b) et extérieur (22c), de la baïonnette étant inclinés par rapport à cette face (8a) dans un sens inverse de celui du pas du systè- O10 me vis-écrou. 5. Actionneur linéaire, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie profilée (22) en forme de baïonnette est raccordée à une face (8b) de l'élément (8) qui la supporte, qui est inclinée dans un sens in- verse de celui du pas du système vis-écrou, de même que les deux côtés, intérieur (22b) et extérieur (22c),de la baïonnette. 6. Actionneur linéaire, selon la revendication 5, caractérisé en ce que la face inclinée (8b) à laquelle est raccordée la partie profilée (22) en forme de balonnete, est disposée dans le prolongement du c8té extérieur incliné (22c) d'une balonnette. 7. Actionneur linéaire, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux côtés, intérieur (22b) et extérieur (22c), de la partie profilée (22) en forme de baïonnette, et la face inclinée (8b) à laquelle est raccordée la baïonnette, constituent un filetage de sens inverse de ce- lui du système vis-écrou.