Brevet FR2600122A1 — publié le 19871218

Vérin à actionnement rotatif, notamment pour la commande d'un volet interposé dans un circuit de climatisation d'un véhicule automobile. L'invention concerne un vérin à actionnement rotatif, notamment pour la commande d'un volet interposé dans un circuit de climatisation d'un véhicule automobile. La plupart des vérins possèdent un corps de vérin et une tige déplaçable longitudinalement par rapport au corps. Ils sont utilisés le plus souvent pour commander ou actionner des organes suivant un mouvement de rotation, ce qui nécessite de prévoir des moyens de transmission entre la tige du vérin et l'organe à actionner. Ces vérins à déplacement rectiligne sont donc inappropriés à la commande directe d'un organe en rotation. De plus, en raison de la longueur élevée de ces vérins lorsque leur tige est en position sortie, il faut prévoir pour eux un espace relativement grand et la présence des organes de transmission contribue à augmenter l'encombrement. On connais déjà des vérins à actionnement rotatif, c'est-àdire des vérins qui comportent un organe mobile déplaçable en rotation par rapport au corps du vérin. Cependant, à la connaissance de la Demanderesse, ces vérins, probablement par suite de leur conception même, sont jusqu'ici des vérins de grandes dimensions utilisés pour commander'des pièces mécaniques particulièrement lourdes et encombrantes. C'est un but de l'invention de procurer un vérin à actionnement rotatif ou vérin rotatif, peu encombrant, propre à être utilisé notamment pour commander un volet interposé dans un circuit de climatisation d'un véhicule automobile. C'est un autre but de- l'invention de procurer un tel vérin de construction particulièrement simple. C'est un autre but de l'invention de procurer un tel vérin rotatif, de type à commande pneumatique. Le vérin rotatif de l'invention comprend un corps de vérin présentant un rebord en forme générale d'anneau rectangulaire propre à contribuer au maintien du bord externe d'une membrane déformable et à limiter avec celle-ci une chambre destinée à être soumise soit à la pression atmosphérique, soit à une dépression grâce à un ajutage que présente le corps du vérin. Ladite membrane est conformée suivant un soufflet à débattement angulaire dont la partie centrale est reliée à un levier monté pivotant par rapport au corps du vérin, ledit levier étant propre à prendre deux positions angulaires extrêmes selon que la chambre est soumise à la pression atmosphérique ou à une dépression. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un vérin rotatif selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du vérin de la figure 1 faisant apparaître la ligne de coupe I-I de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du corps du vérin des figures 1 à 3; - la figure 5 est une vue de dessus du corps de vérin de la figure 4, faisant apparaître la ligne de coupe IV-IV de la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5; - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale du couvercle du vérin des figures 1 à 3;; - la figure 8 est une vue de dessus du couvercle de la figure 7, faisant apparaître la ligne de coupe VII-VII de la figure 7; - la figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 7; - la figure 10 est une vue en coupe longitudinale de la membrane du vérin des figures 1 à 3; - la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 10; - la figure 12 est une vue en coupe longitudinale de la coupelle supérieure du vérin des figures 1 à 3; - la figure 13 est une vue en coupe suivant la ligne XIII XIII de la figure 12, faisant apparaître la ligne de coupe XII-XII de la figure 12; - la figure 14 est une vue en coupe longitudinale de la coupelle inférieure du vérin des figures 1 à 3;; - la figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV-X-u de la figure 14, faisant apparaître la ligne de coupe XIV XIV de la figure 14; - la figure 16 est une vue en perspective du levier du vérin des figures 1 à 3; - la-figure 17 est une vue en perspective d'une partie du corps du vérin montrant les moyens servant au pivotement du levier; - la figure 18 est une vue de dessus correspondant à la figure 17; - la figure 19 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1, le vérin étant représenté dans l'une de ses deux positions extrêmes; et - la figure 20 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 19, le vérin étant représenté dans l'autre de ses deux positions extrêmes. Le vérin comprend un corps 10 qui présente un rebord 11 en forme générale d'anneau rectangulaire comprenant deux grands côtés parallèles 12 et 14 (figures 3 et 6) et deux petits côtés parallèles 16 et 18 (figures 1 et 4). Le corps de vérin 10 présente une paroi de fond oblique 20 qui se raccorde au côté 16 du rebord par une petite paroi 22 de pente plus grande que la paroi 20 (figures 1 et 4). A son autre extrémité, la paroi oblique 20 se raccorde au côté 18 du rebord par l'intermédiaire d'une paroi incurvée convexe 24. Le corps présente ainsi une section longitudinale en forme de secteur angulaire ouvert dont le centre se trouve sensiblement sur le côté 16 du rebord 11. L'angle de ce secteur angulaire, compris entre le plan 26 de la face supérieure du rebord et le plan de la paroi oblique 20 est, dans l'exemple, sensiblement égal à 30 . De la paroi 20 dépend extérieurement un embout mâle 28 percé axialement pour ménager un canal 30 communiquant avec 1 'in- térieur du corps 10. L'embout mâle est propre à être raccordé, par l'intermédiaire d'un tuyau, à une source de dépression. Le corps 10 présente en outre deux parois latérales parallèles 32, 34 (figures 3 et 6) qui raccordent la paroi oblique 20 et la paroi incurvée 24, d'une part au côté longitudinal 12 et d'autre part au côté longitudinal 14 faisant partie du corps du vérin, l'ensemble formant ainsi une cuvette. Les parois latérales 2 et 34 se raccordent auxdites parois de fond par l'intermédiaire respectivement de parties arrondies 36 et 38 (figure 3). Le corps 10 présente ainsi une section droite transversale en forme d'U dont la hauteur des branches, constituées par les parois 32 et 34, varie sur toute la longueur du corps du vérin. Du corps du vérin dépendent extérieurement deux ailes 40 et 42 (figures 1 et 4) qui s'étendent dans le plan de coupe des figures 1 et 4. L'aile 40 comporte un trou de fixation 44 et elle se rattache à la face externe 46 du côté 16 du rebord 11 et à la face externe 48 de la paroi oblique 20. L'aile 42 comprend un trou de fixation 50 et elle se rattache à la face externe 52 du côté 18 du rebord 11 et à la face externe 54 de la paroi incurvée 24. Lesdites ailes 40 et 42 servent à la fixation du corps du vérin, par exemple sur le boîtier d'une installation de climatisation d'un véhicule automobile. Deux blocs 53 et 55 en forme d'oreille (figures 4 à 6), dont la structure et la fonction sont expliquées ci-après, dépendent du rebord 11 du corps 10. Le bloc 53 est rattaché au côté 12 du rebord à proximité de l'angle de raccordement entre le côté 12 et le côté 16. De façon correspondante, le bloc 55 est rattaché au côté 14 à proximité de l'angle de raccordement entre les côtés 14 et 16. Le rebord 11 du corps 10 ménage une gorge 56, de section sensiblement semi-torique (figures 4 à 6) et due contour rectangulaire, qui s'étend près du bord interne dudit rebord du corps 10. La gorge 56 est propre à coopérer avec une gorge 58, sensiblement semi-torique, faisant partie d'un couvercle 60 en forme d'anneau rectangulaire propre à coopérer avec le rebord du corps-10 (figures 7 à 9). Le couvercle 60 présente deux grands côtés 62 et 64 propres à coopérer respectivement avec les grands côtés 12 et 14 du rebord du corps 10 et deux petits côtés 66 et 68 propres à coopérer respectivement avec les petits côtés 16 et 18 du rebord du corps 10. Le couvercle 60 présente deux encoches rectangu-laires 67 et 69 (figure 8) ménagées à partir du bord externe des côtés 62 et 64 et propres à offrir un passage aux blocs 53 et 55 du corps 10. Le rebord 11 du corps 10 présente, à côté et à l'extérieur de la gorge 56, une rainure 70 (figures 4 à 6) de section rectangulaire limitée par deux faces parallèles 72 et 74 et par un fond 76 (figure 4). Cette rainure est propre à coopérer par emboîtement avec une nervure 78 que comporte le couvercle 60 (figures 7 et 9). Cette nervure 78 est située à côté et à l'extérieur de la gorge 58 et elle est limitée par deux faces parallèles 80 et 82 et par un fond 84 (figure 7). Les faces 80 et 82 sont propres à coopérer respectivement avec les faces 72 et 74 du rebord et à être solidarisées avec ces dernières, par soudage. La rainure 70 s'étend sur toute la périphérie du rebord 11 du corps 10, étant seulement interrompue par les blocs 53 et 55 (figure 5). De façon correspondante, la nervure 78 s'étend sur tout le pourtour du couvercle 60, étant seulement interrompue par les encoches 67 et 69. La face supérieure du rebord 11 du corps 10 est à dénivellation (figure 4), la partie 86 située à l'intérieur de la gorge 56 étant à un niveau inférieur à celui de la partie 88 située à l'extérieur de la gorge 56 et dans laquelle est ménagée la rainure 70. De façon correspondante, la face inférieure du couvercle 60 est à dénivellation (figure 7). La partie 90 qui se situe vers l'intérieur par rapport à la gorge 58 étant à un niveau supérieur à celui de la partie 92 qui est située extérieurement à la gorge 58 et qui supporte la nervure 78. Les gorges 56 et 58 sont propres à recevoir le bord externe d'une membrane 94, lequel est constitué par une nervure torique de contour généralement rectangulaire comprenant deux grands côtés 96 et 98 (figures 3 et 11) et deux petits côtés 100 et 102 (figures 1 et 10). La membrane 94 comporte une paroi mince 104, en forme de soufflet plié en accordéon, qui se rattache au bord externe délimité par les côtés 96, 98, 100 et 102. La paroi 104 se termine par un bord interne en forme de nervure torique comprenant deux grands côtés parallèles 106 et 108 (figures 3 et 11) reliés entre eux par deux parties arrondies, de forme semi-circulaire, 110 et 112 (figures 1 et 10). Le côté 106 du bord interne est à la même distance du côté 96 du bord externe que le côté 108 par rapport au côté 98. La partie arrondie 110 du bord interne se situe à proximité immédiate du petit côté 100 du bord externe (figures 1 et 10). En revanche, la partie arrondie 112 du bord interne se situe à distance du petit côté 102 du bord externe. La membrane 94 a la forme d'un soufflet dissymétrique propre à se débattre angulairement autour d'un axe 114 (figures 1 et 10) situé dans l'épaisseur de la paroi 104 de la membrane 94, dans la région comprise entre le côté 100 du bord externe-et l'arrondi 110 du bord interne. Dans sa partie centrale, la membrane 94 est maintenue, par son bord interne, entre deux plaques ou coupelles, à savoir une coupelle inférieure 116 (figures 14 et 15) et une coupelle supérieure 118 (figures 12 et 13), toutes deux de forme générale rectangulaire. La coupelle inférieure 116 comporte une âme centrale allongée 120 entourée par un rebord 122 ménageant une gorge 124 de section sensiblement semi-circulaire propre à coopérer avec une gorge 126 correspondante ménagée dans le rebord 128 de la coupelle supérieure 118 (figures 12 et 13). Les gorges 124 et 126 sont propres à coopérer entre elles pour maintenir le bord interne, en forme de nervure torique, de la membrane 94. L'âme 120 de la coupelle inférieure 116 est surmontée par une nervure longitudinale 130 de section rectangulaire (figures 14 et 15). La nervure 130 est propre à être emboîtée et solidarisée, par exemple par soudage, dans une rainure longitudinale 132 ménagée dans l'âme 134 de la coupelle supérieure 118. Lorsque les coupelles 116 et 118 sont solidarisées entre elles, elles maintiennent le bord interne de la membrane 94 et forment ainsi une partie centrale rigide pour ladite membrane. De l'âme 134 de la coupelle supérieure 118 dépend un pontet 136 comportant deux parois parallèles 138 et 140 rattachées à l'âme 134 de manière à ménager un passage 142 disposé suivant l'axe longitudinal de l'âme 134. Le pontet 136 est propre à recevoir une extrémité 144 d'un levier 146 (figure 16) dont l'autre extrémité présente une partie recourbée 148 qui se termine par une pointe 150 venant en appui contre la paroi de la membrane 94 située à proximité immédiate de l'axe de débattement 114 de la membrane (figure 1). Le corps 152 du levier 146 a la forme générale d'un triangle dont l'un des sommets est relié à l'extrémité 144 et dont le côté opposé est relié à la partie recourbée 148. Cette partie recourbée 148 se prolonge à ses deux extrémités par des anneaux coaxiaux 154 et 156 propres à coopérer avec des tourillons coaxiaux 158 faisant partie de chacun des blocs 53 et 55 (figures 17 et 18) et autorisant le pivotement du levier autour d'un axe coïncidant avec l'axe de débattement 114 de la membrane.Chacun des tourillons 158 a la forme d'un cylindre évidé intérieurement et se ratta chant à une face inclinée 160 que présente le bloc 53 ou 55 correspondant (figures 17 et 18). Ces faces inclinées sont destinées à permettre, lors du montage du vérin, d'écarter les anneaux 154 et 156 du levier 146 pour permettre leur introduction dans les tourillons 158. Les anneaux 154 et 156 sont ensuite rappelés élastiquement l'un vers l'autre, empêchant ainsi la désolidarisation du levier 146 et du corps du vérin. La membrane 94 et le levier 146 peuvent pivoter autour de l'axe 114, qui coïncide avec l'axe des tourillons 158, et se débattre angulairement entre deux positions extrêmes telles que représentées respectivement sur les figures 19 et 20. Sur la figure 1, la membrane et le levier sont représentés dans une position intermédiaire dans laquelle les bords interne et externe de la membrane sont sensiblement dans le même plan. Le débattement angulaire de la membrane et du levier est sensiblement égal au double de l'angle compris entre la paroi de fond oblique 20 et le plan du rebord du corps du vérin. Dans l'exemple, ce débattement angulaire est par conséquent de l'ordre de 600. La chambre 166 de volume variable, limitée par le corps 10 du vérin et la membrane 94 est propre à être soumise soit à la pression atmosphérique, soit à une dépression, par l'intermédiaire de l'embout 28. Lorsqu'on soumet la chambre 166 à une dépression, par l'intermédiaire de l'embout 28, la membrane et le levier pivotent autour de l'axe 114 jusqu'à ce que la coupelle inférieure 116 vienne en appui contre la face interne de la paroi oblique 20 et que la paroi 104 de la membrane 94 vienne en appui contre la face interne de la paroi oblique 20 et de la paroi incurvée 24 (figure 20). Dans cette position, le volume de la chambre 166 est minimal et pratiquement nul. Lorsqu'on soumet ladite chambre à la pression atmosphérique, la membrane et le levier tendent à se débattre pour occuper la position extrême représentée à la figure 19. Dans cette position, le volume de la chambre 166 est maximal, la paroi 104 de la membrane 94 étant totalement dépliée. Le déplacement de la membrane et du levier depuis la position de la figure 20 à celle de la figure 19 est facilité par un ressort de rappel (non représenté) agissant sur le levier et tendant à le rappeler vers la position de la figure 19. Le levier 146, qui constitue le levier de commande de l'organe à actionner,-- peut être sollicité directement ou indirectement par ledit ressort de rappel. Dans le cas où ce levier est utilisé pour commander le pivotement d'un volet, il est avantageux d'utiliser un ressort en forme de spirale qui entoure l'axe de pivotement dudit volet ou un tourillon du vérin. Ce dernier doit être monté dans le prolongement de l'axe de pivotement du levier, c'est à-dire dans le prolongement de l'un ou l'autre des anneaux 154 et 156 du levier 146. L'un de ces deux anneaux ou les deux anneaux peuvent être munis, à cet effet, d'une forme de transmission de mouvement agissant sur l'axe de l'organe à actionner. Revendications. 1. Vérin à actionnement rotatif caractérisé en ce qu'il comprend un corps de vérin (10) présentant un rebord (12, 14, 16, 18) en forme générale d'anneau rectangulaire propre à contribuer au maintien du bord externe (96, 98, 100, 102) d'une membrane déformable (94) et à limiter avec celle-ci une chambre (166) destinée à être soumise soit à la pression atmosphérique soit à une dépression grâce à un ajutage (28) que présente le corps (1û) du vérin, ladite membrane (94) étant conformée suivant un soufflet à débattement angulaire dont la partie centrale est reliée à un levier (146) monté pivotant par rapport au corps (10) du vérin, ledit levier (146) étant propre à prendre deux positions angulaires extrêmes selon que la chambre (166) est soumise à la pression atmosphérique ou à une dépression. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (114) du levier (146) est parallèle et situé à proximité immédiate d'un des côtés (100) du bord externe rectangulaire de la membrane (94). 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit côté (100) du bord externe de la membrane (94) est un petit côté du rectangle. 4. Vérin selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le corps de vérin (10) présente une paroi de fond oblique (20) qui se raccorde à un premier coté (16) du rebord, propre à recevoir ledit bord externe (100) de la membrane (94), une paroi de fond incurvée (24) qui se raccorde à la paroi de fond oblique (20) et à un second côté (18) du rebord parallèle audit premier côté (16), le corps présentant ainsi une section longitudinale en forme de secteur angulaire dont le sommet se trouve sensiblement sur ledit premier côté (16) du rebord. 5. Vérin selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps (10) comprend en outre deux parois latérales (32, 34) parallèles, en forme de secteur angulaire, qui raccordent les parois de fond (20 et 24) aux deux autres côtés (12 et 14) du rebord, le corps ayant ainsi une section droite transversale en forme d'U de hauteur variable. 6. Vérin selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'angle compris entre la paroi de fond oblique (20) et le plan (26) du rebord est sensiblement égal à la moitié de l'angle de débattement de la membrane (94), celle-ci venant, dans l'une de ses positions extrêmes, occuper une position sensiblement parallèle à la paroi de fond oblique (20). 7. Vérin selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que-le bord externe (96, 98, 100, 102) de la membrane (94) est maintenu entre le rebord (12,14, 16, 18) du corps de vérin (10) et un couvercle~(60) en forme d'anneau rectangulaire solidarisé audit rebord. 8. Vérin selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bord externe de la membrane (94) présente la forme d'un anneau torique rectangulaire et en ce que le rebord (12, 14, 16, 18) du corps (10) et le couvercle (60) présentent respectivement des gorges (56 et 58) de section semi-circulaire propres à coopérer entre elles pour enserrer le bord externe (96, 98, 100, 102) de la membrane (94)-. 9. Vérin selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la membrane (94) est limitée par un bord interne (106, 108, 110, 112) enserré entre deux plaques ou coupelles (116, 118) qui sont reliées au levier 146. 10. Vérin selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bord interne de la membrane (94) a une forme oblongue et présente deux côtés longitudinaux (106, 108) qui sont parallèles et respectivement à la même distance des deux grands côtés (96, 98) du bord externe de la membrane, ainsi que deux parties arrondies (110, 112) raccordant lesdits côtés longitudinaux. 11. Vérin selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'un (110) des arrondis est à proximité immédiate du côté (100) du bord externe de la membrane, situé proche de l'axe de débattement (114). 12. Vérin selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'axe de débattement (114) est situé dans l'épaisseur de la paroi de la membrane (94) comprise entre ledit côté (100) du bord externe et ladite partie arrondie (110) de la membrane 13. Vérin selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux coupelles (116 et 118) comportent sur leur périphérie des gorges (124, 126) de section semicirculaire propres à coopérer entre elles pour maintenir une nervure torique constituant le bord interne de la membrane (94). 14. Vérin selon la revendication 13, caractérisé en ce que la coupelle supérieure (118) comporte un pontet (136) propre à maintenir l'extrémité (144) du levier (146). 15. Vérin selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'autre extrémité du levier (146) comporte une partie recourbée (148) propre à prendre appui sur la membrane (94) à proximité de son axe de débattement (114). 16. Vérin selon la revendication 15, caractérisé en ce que le levier (146) comporte deux anneaux (154,156) propres à pivoter sur deux tourillons (158) du corps du vérin. 17. Vérin selon la revendication 16, caractérisé en ce que les deux tourillons (158) dépendent respectivement de deux blocs (53,55) qui présentent des parois d'extrémité inclinées (160) pour l'introduction en force des deux anneaux (154,156) du levier (146).