Brevet FR2654484A1 — publié le 19910517

La présente invention concerne un organe de transmission d'un mouvement de rotation. Les dispositifs mécaniques qui assurent la transmission d'un mouvement de rotation d'un arbre moteur à un arbre récepteur sont généralement constitués à partir d'un train d'engrenages, d'un mécanisme à chaîne ou d'un système à roue et vis tel qu'un réducteur à vis sans fin Ces dispositifs comportent un nombre de pièces important et ce d'autant plus si certaines caractéristiques additionnelles sont recherchées, telles que l'irréversibilité (le mouvement ne peut pas être transmis de l'arbre récepteur à l'arbre moteur) ou la signalisation de fin de course (cas d'un mouvement à course limitée). De telles caractéristiques sont recherchées, par exemple, dans les dispositifs de commande de sectionneur électrique. La présente invention a ainsi pour but un organe de transmission d'un mouvement de rotation d'une grande simplicité mécanique, comportant un petit nombre de pièces, qui permet d'obtenir l'irréversibilité sans éléments complémentaires et d'implanter aisément une signalisation de fin de course. L'organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'invention comprend un arbre moteur actionné par un axe de commande, un arbre récepteur animé en rotation par cet arbre moteur et est caractérisé en ce qu'il comprend un plateau pourvu d'un écrou moteur et d'un écrou récepteur, en ce que l'arbre moteur est muni d'un filetage qui est engagé dans l'écrou moteur et en ce que l'arbre récepteur est muni d'un filetage qui est engagé dans l'écrou récepteur. Selon une variante de réalisation, dans l'organe de transmission d'un mouvement de rotation l'arbre moteur est un arbre creux, le plateau est un disque comprenant un filetage sur sa périphérie qui s'engage dans l'arbre creux et un filetage intérieur centré sur son axe qui s'engage sur l'arbre récepteur. De plus, dans l'organe de transmission d'un mouvement de rotation, l'axe de commande est actionné soit par une manivelle soit par un moteur. -2- En outre, dans l'organe de transmission d'un mouvement de rotation les matériaux de l'arbre moteur et de l'écrou moteur, et le pas de filetage de ces deux éléments définissent un filetage irréversible. Avantageusement, si dans l'organe de transmission d'un mouvement de rotation une partie au moins de l'énergie fournie par ledit arbre récepteur est utilisée pour déplacer une charge, il comprend une masse d'équilibrage solidaire du plateau, les composantes verticales des déplacements de cette charge et de cette masse d'équilibrage étant de sens opposé. Dans un mode de réalisation préféré, l'organe de transmission d'un mouvement de rotation comprend une colonnette 15 parallèle aux arbres, mobile en translation et portant un verrou, l'axe de commande est pourvu d'une tige qui lui est perpendiculaire, l'organe de transmission comprend des moyens pour que cette tige vienne buter sur le verrou lorsque le plateau est en fin de course. De plus, l'organe de transmission d'un mouvement de rotation comprend une réglette de commande actionnée par une poignée, cette poignée agissant par son extrémité sur un commutateur, cette réglette de commande prenant trois positions: le commutateur délivre un signal commutateur propre à commander le moteur, la réglette de commande interdit l'emboîtage de la manivelle sur l'axe de commande, le commutateur interdit la commande du moteur, la réglette de commande permet l'emboîtage de la manivelle sur l'axe de commande. le commutateur interdit la commande du moteur, la réglette de commande interdit l'emboîtage de la manivelle sur l'axe de commande, des moyens permettant de verrouiller la réglette de commande dans cette position. En outre, l'organe de transmission d'un mouvement de rotation se caractérise en ce que la colonnette se termine par un doigt qui s'engage dans des trous de la réglette de commande, ce doigt empêchant de manoeuvrer cette réglette de commande si ledit plateau n'est pas en fin de course. Enfin, l'organe de transmission d'un mouvement de rotation -3- comprend un contact de fin de course haut et un contact de fin de course bas délivrant respectivement un signal plateau haut et un signal plateau bas lorsqu'ils sont actionnnés par le plateau, et une unité de commande recevant les signaux plateau haut, plateau bas, et commutateur et procurant par une liaison d'alimentation au moteur l'énergie nécessaire à son fonctionnement et son sens de rotation si elle reçoit de plus un signal de commande. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant exposés de façon plus détaillée dans le cadre d'exemples de réalisation donnés à titre non limitatif en se référant aux figures annexées qui représentent: la figure 1, une vue en coupe d'un organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'invention, les figures 2 A, 2 B, 2 C: trois vues correspondant à trois positions différentes d'une réglette de commande définie dans l'invention, la figure 3, une variante de réalisation d'un organe de transmission d'un mouvement de rotation. Pour la clarté de la lecture, les termes "haut", "bas" et ceux ayant une signification voisine tels que "ascendant", "descendant" seront utilisés dans la description pour définir la disposition des différents éléments dans les figures 1 et 3 o l'organe de transmission est représenté en position verticale Ils ne signifient nullement que cet organe doive, de manière impérative, être utilisé dans cette position Sans sortir du cadre de l'invention, celui-ci peut être installé selon une orientation quelconque. L'organe de transmission d'un mouvement de rotation représenté dans la figure 1 comprend un chassis 1 sur lequel est maintenu un arbre moteur 2 qui peut tourner autour de son axe et qui est immobilisé en translation Parrallèlement à cet arbre moteur 2 est disposé un arbre récepteur 3 maintenu de la même manière Cet arbre récepteur comprend un tronçon qui est inclus dans le chassis 1, de même que l'arbre moteur, et il se prolonge d'une section 4 terminée par un organe d'accouplement 5 qui permet le couplage mécanique à un dispositif extérieur L'arbre moteur et l'arbre récepteur sont pourvus de filetages sur une partie au moins de leurs longueurs (la totalité -4- dans la figure) dont les pas seront respectivement nommés pas moteur et pas récepteur. Il comprend également un plateau 6 enserrant les deux arbres sur lequel sont fixés un premier écrou, l'écrou moteur 7, qui est engagé dans la partie filetée de l'arbre moteur, et un deuxième écrou, l'écrou-récepteur 8, qui est engagé dans l'arbre récepteur. Le filetage de l'arbre récepteur 3 est réversible c'est-à-dire que lorsque l'écrou récepteur est immobilisé en rotation, une rotation de cet arbre entraîne une translation de cet écrou et réciproquement, une translation de l'écrou est possible et entraîne une rotation de l'arbre Les conditions de réversibilité qui sont connues imposent un pas de filetage minimum en fonction du coefficient de frottement des matériaux de l'écrou et de l'arbre. Ainsi, lorsque l'arbre moteur 2 est animé en rotation, il communique un mouvement de translation au plateau 6 par l'intermédiaire de l'écrou moteur 7 et ce plateau communique par la translation de l'écrou récepteur 8 un mouvement de rotation à l'arbre récepteur 3 Les angles de rotation des deux arbres sont dans le rapport inverse de leur pas Les parties filetées des deux arbres doivent permettre une libre circulation du plateau 6 Elles doivent donc se correspondre La course du plateau 6 définit l'amplitude de rotation possible sur chacun des arbres. On remarquera que la réversibilité du filetage de l'arbre moteur 2 n'est pas indispensable au fonctionnement du dispositif qui doit permettre une transmission du mouvement de cet arbre à l'arbre récepteur En outre, dans certaines applications o c'est nécessaire, l'irréversibilité (l'impossibilité d'agir sur l'arbre récepteur) sera assurée en rendant le filetage de l'arbre moteur irréversible. L'arbre moteur 2 est prolongé par un axe de commande 9 duquel il est solidaire Cet axe de commande se termine par un emboîtage dans lequel peut s'emboîter un organe de commande 11 tel qu'une manivelle Il peut également être actionné par un moteur électrique 12 dont l'arbre de sortie 13 lui est couplé mécaniquement par tout système de transmission connu tel qu'un train de pignons 14, 24. -5- L'organe de transmission d'un mouvement de rotation comprend également une colonnette 15 maintenue sur le châssis 1 de manière à ce qu'elle soit parallèle aux deux arbres 2, 3 et à ce qu'elle puisse effectuer une translation le long de son axe Cette translation est limitée dans le sens ascendant par une butée 16 qui vient buter sur le châssis 1 et dans le sens descendant par une butée 17 qui vient également buter sur ce châssis Cette colonnette 15 sert également de guide au plateau 6 qui possède une ouverture de manière à coulisser le long de celle-ci Elle comprend également une butée 18 qui est entraînée par une ascension du plateau 6 Un dispositif également actionné par ce plateau comprend un levier 19 capable de pivoter autour d'un axe horizontal, cet axe étant solidaire d'un pied lui-même fixé sur le châssis 1 Une extrémité de ce levier s'engage sous une butée 21 solidaire de la colonnette 15, l'autre extrémité de ce levier étant située plus haut que la butée 21 lorsque la colonnette est en appui sur sa butée 17 Ainsi, dans un mouvement descendant, le plateau 6 va appuyer sur ce levier 19 qui va tendre à faire monter la colonnette 15 par action sur la butée 21 On remarquera que la butée 18 et le levier 19 ont le même r 8 le à savoir provoquer une ascension de la colonnette. Dans le cas o son propre poids ne suffirait pas à ramener naturellement la colonnette 15 en appui sur sa butée 17, un ressort 53 est intercalé entre le châssis 1 et la butée 16. Cette colonnette 15 est également pourvue d'un verrou 22, une butée mécanique, situé en dessous de la butée 16 Elle se termine par un doigt 23 à son extrémité inférieure Il est maintenant nécessaire de préciser qu'une tige 25 est fixée perpendiculairement à l'axe de commande 9 et disposée au-dessus du verrou 22, lorsque la colonnette 15 est en appui sur la butée 17 Sa longueur est supérieure à l'espace séparant le verrou 22 de l'axe de commande 9. Ainsi une action du plateau 6 sur la butée 18 ou sur levier 19 provoque une ascension de la colonnette 15 jusqu'à ce que la tige 25 vienne en butée sur le verrou 22 immobilisant l'axe de commande 9 en rotation Le système est configuré de manière à ce que l'axe de commande soit bloqué par la tige 25 avant que: -6- la butée 18 vienne au contact du châssis 1, le plateau 6 vienne au contact de la butée 21, la butée 16 vienne au contact du châssis 1 On a ainsi défini des moyens pour limiter la course du s plateau 6. L'organe de transmission d'un mouvement de rotation comprend également un contact de fin de course haut 27 et un contact de fin de course bas 28 qui sont actionnés par le plateau 6 lorsqu'il est en position haute ou basse et transmettent respectivement un signal plateau haut 29 et un signal plateau bas 30 à une unité de commande 31 lorsqu'ils sont sollicités Le fonctionnement de l'unité de commande sera détaillé ultérieurement. L'organe de transmission d'un mouvement de rotation est supporté par un bâti 35 qui maintient les différents éléments qui le composent Il comprend une réglette de commande 36 susceptible de coulisser dans des glissières 37 fixées sur le bâti 35 Cette réglette de commande est actionnée en translation par une poignée 38 de type manivelle Cette poignée agit également sur un commutateur 39 qui fournit un signal commutateur 40 à l'unité de commande. La réglette de commande 36 apparaîtra de manière plus claire dans la figure 2 Elle comprend un pion 41 qui s'engage dans une ouverture oblongue 42 de la poignée de commande 38 Elle comprend aussi 3 trous 43, 44, 45 dans lesquels le doigt 23 de la colonnette 15 peut s'introduire Elle comporte une ouverture 46 susceptible de laisser apparaître l'emboîture 10 de l'axe de commande 9 Elle comprend enfin une patte 48 percée d'un alvéole 49 La réglette peut prendre 3 positions représentées dans les figures 2 A, 2 B, 2 C qui sont définies respectivement par la coïncidence du doigt 23 avec les trous , 44, 43. Le bâti 35 supporte l'axe de rotation de la poignée de commande 38 Il comprend une patte 50 percée d'un alvéole 51 dont l'axe est commun avec celui de l'avéole 49, et il présente également une lumière 52 qui permet la circulation de la patte 48 entre les deux positions extrêmes de la réglette de commande 48. La poignée de commande 38 qui agit par l'intermédiaire de -7- son extrémité 54 sur le commutateur 39 permet d'obtenir les 3 configurations suivantes lorsque le plateau 6 est en fin de course (doigt 23 dégagé de la réglette de commande): configuration A (fig 2 A), fonctionnement électrique Le doigt 23 est en regard du trou 45, le commutateur 39 est en position travail (il autorise l'alimentation du moteur 12), l'ouverture 46 ne coïncide pas avec l'embolture 10 (impossibilité d'introduire la manivelle 11), la patte 48 de la réglette de commande n'est pas à proximité de la patte 50 du bâti; configuration B (fig 2 B), fonctionnement manuel: Le doigt 23 est en regard du trou 44 le commutateur 39 est en position repos (il interdit l'alimentation du moteur 12), l'ouverture 46 coïncide avec l'emboîture 10 (possibilité d'introduire la manivelle 11), la patte 48 de la réglette de commande n'est pas à proximité de la patte 50 du bâti; configuration C (fig 2 C), aucune manoeuvre possible et sytème verrouillé: Le doigt 23 est en regard du trou 43, la commutateur 39 est en position repos, l'ouverture 46 ne coïncide pas avec l'embotture 10, les pattes 48, 50 de la réglette de commande et du bâti sont à proximité immédiate, il est ainsi possible de les réunir par un cadenas pour immobiliser la réglette de commande 36. La réglette de commande 36 est représentée dans la configuration B sur la figure 1 à laquelle nous nous référerons à nouveau pour la suite de la description. L'unité de commande 31 est activée uniquement dans la configuration A Dans ce cas, elle reçoit le signal commutateur 40 du commutateur 39 qui est en position travail Si, de plus, elle reçoit un signal de commande 58 elle fournit au moteur 12 l'énergie nécessaire à son fonctionnement et une information sur le sens de rotation par l'intermédiaire de la liaison d'alimentation 59. L'information sur le sens de rotation est dérivée des signaux plateau haut 29 et plateau bas 30. L'unité de commande 31 est réalisée selon un schéma électrique qui répond aux normes habituelles telles que protection par relais thermique, relais à manque de tension etc. Dans certaines applications, l'organe de transmission d'un mouvement de rotation est utilisé, en partie au moins, pour élever ou abaisser une charge. Il sera disposé de manière sensiblement verticale, dans les sens représenté à la figure 1 ou dans le sens inverse. Il comprend une masse d'équilibrage 55 qui est fixée sur le plateau 6 Les dimensions de cette masse d'équilibrage dépendent de la charge à déplacer Les filetages des arbres moteur 2 et récepteur 3 sont prévus pour que l'élévation d'une charge corresponde à une descente du plateau 6 et que, réciproquement l'abaissement d'une charge corresponde à une ascension du plateau 6 L'effort à fournir sur l'axe de commande 10 s'en trouve diminué en conséquence. Dans une variante de réalisation de l'organe de transmission d'un mouvement de rotation représentée partiellement dans la figure 3, l'essentiel des considérations précédentes s'appliquent. De manière à améliorer la clarté de la figure seuls certains éléments ont été représentés bien que l'invention s'applique dans sa totalité. L'arbre moteur 2 est ici remplacé par un arbre creux 60 fileté sur sa paroi intérieure selon un pas correspondant au pas moteur Le plateau 6 qui avait une forme quelconque est ici remplacé par un disque 61 Ce disque est fileté sur sa périphérie et vient s'engager dans l'arbre creux 60, ce qui représente des moyens équivalents à l'association arbre moteur 2-écrou moteur 7 Ce disque 61 est également pourvu d'un filetage intérieur centré sur son axe de symétrie qui s'engage sur l'arbre récepteur 3, ce qui représente des moyens équivalents à l'association écrou récepteur 8 arbre récepteur 3 Ce disque comprend également une ouverture de manière à pouvoir coulisser le long de la colonnette 15 qui prend place ici entre les deux arbres 3, 61 Sont également représentés le contact de fin de course haut 27 et le contact de fin de course bas 28 qui sont ici fixés entre les deux arbres sur des plans perpendiculaires aux axes de ces arbres Le reste du dispositif est réalisé comme décrit précédemment. -9- Dans les différents modes d'exécution de l'invention, l'arbre récepteur 3 sera avantageusement réalisé avec un filetage équipé de billes. L'organe de transmission d'un mouvement de rotation trouvera application, notamment, dans la réalisation de dispositif de commande de sectionneur électrique Dans ce cas, le plateau d'accouplement 5 est solidarisé à un organe de manoeuvre d'un sectionneur tel qu'une colonne isolante. -10- Revendications: 1) Organe de transmission d'un mouvement de rotation comprenant un arbre moteur ( 2) actionné par un axe de commande ( 9), un arbre récepteur ( 3) animé en rotation par cet arbre moteur caractérisé en ce qu'il comprend un plateau ( 6) pourvu d'un écrou moteur ( 7) et d'un écrou récepteur ( 8) , en ce que ledit arbre moteur ( 2) est muni d'un filetage qui est engagé dans ledit écrou moteur ( 7) et en ce que ledit arbre récepteur est muni d'un filetage qui est engagé dans ledit écrou récepteur ( 8). 2) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit arbre moteur est un arbre creux ( 60), ledit plateau est un disque ( 61) comprenant un filetage sur sa périphérie qui s'engage dans ledit arbre creux ( 60) et un filetage intérieur centré sur son axe qui s'engage sur ledit arbre récepteur ( 3). 3) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit axe de commande ( 9) est actionné soit par une manivelle ( 11) soit par un moteur ( 12). 4) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les matériaux dudit arbre moteur ( 2) et dudit écrou moteur ( 7), et le pas de filetage de ces deux éléments définissent un filetage irréversible. ) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une partie au moins de l'énergie fournie par ledit arbre récepteur est utilisée pour déplacer une charge, en ce qu'il comprend une masse d'équilibrage ( 55) solidaire dudit plateau ( 6), les composantes verticales des déplacements de ladite charge et de ladite masse d'équilibrage étant de sens opposés. 6) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une colonnette ( 15) parallèle auxdits arbres ( 2,3) mobile en translation portant un verrou ( 22), en ce que ledit axe de commande ( 9) est pourvu d'une tige ( 25) qui lui est perpendiculaire, et en ce -11qu'il comprend des moyens pour que ( 6), ( 18), ( 19, 20, 21) ladite tige ( 25) vienne buter sur ledit verrou ( 22) lorsque ledit plateau ( 6) est en fin de course. 7) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une réglette de commande ( 36) actionnée par une poignée ( 38), cette poignée agissant par son extrémité ( 54) sur un commutateur ( 39), ladite réglette de commande prenant trois positions: ledit commutateur ( 39) délivre un signal commutateur ( 40) propre à commander ledit moteur ( 12), ladite réglette de commande interdit l'emboîtage de ladite manivelle ( 11) sur ledit axe de commande ( 9), ledit commutateur ( 39) interdit la commande dudit moteur ( 12), ladite réglette de commande permet l'emboîtage de ladite manivelle ( 11) sur ledit axe de commande ( 9). ledit commutateur ( 39) interdit la commande dudit moteur ( 12), ladite réglette de commande interdit l'emboîtage de ladite manivelle ( 11) sur ledit axe de commande ( 9), des moyens ( 48, 50) permettant de verrouiller ladite réglette de commande dans cette position. 8) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite colonnette ( 15) se termine par un doigt ( 23) qui s'engage dans des trous ( 43, 44, 45) de ladite réglette de commande, ce doigt ( 23) empêchant de manoeuvrer ladite réglette de commande si ledit plateau ( 6) n'est pas en fin de course. 9) Organe de transmission d'un mouvement de rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un contact de fin de course haut ( 27) et un contact de fin de course bas ( 28) délivrant respectivement un signal plateau haut ( 29) et un signal plateau bas ( 30),lorsqu'ils sont actionnés par ledit plateau ( 6), et une unité de commande ( 31) recevant lesdits signaux plateau haut ( 29) plateau bas ( 30), et commutateur ( 40) et procurant par une liaison d'alimentation ( 59) audit moteur ( 12) l'énergie nécessaire à son fonctionnement et son sens de rotation si elle reçoit de plus un signal de commande ( 58).