Brevet FR2651026A1 — publié le 19910222

Commande à distance à lame guidée par billes dans une gaine La présente invention concerne une commande à distance à lame guidée par billes dans une gaine. On connait des documents FR 85 O0 590 et FR 85 11 543 des commandes à distance comportant une lame guidée par des billes dans une gaine, permettant des déplacements axiaux de la lame dans les deux sens, avec transmission d'efforts axiaux, tout en permettant à la lame est à la gaine de décrire des trajets sinueux, entre un dispositif de commande et un dispositif commandé auxquels aboutissent les deux extrémités de la commande. La gaine comporte intérieurement deux portées ou rails de roulement diamétralement opposés, pour le guidage et le roulement de deux séries de billes alignées de part et d'autre de la lame, cette dernière comportant également sur ses deux faces opposées des gorges de roulement coopérant avec les deux séries de billes respectivement. Afin de maintenir les billes suivant un espacement ou pas choisi, la commande comprend deux cages à billes, une pour chaque série de billes de part et d'autre de la lame. Les cages à billes traditionnelles, comme illustrées par exemple dans le document FR 85 00590 sont malaisées à réaliser avec précision, d'autant que les commandes peuvent avoir un diamètre de gaine aussi faible que quelques millimètres. Dans certains cas, comme évoqué dans le document FR 85 11543, des microdéplacements cumulés peuvent amener l'une au moins des cages à billes en butée contre des organes fixes d'extrémité et provoquerla mise en "accordéon" de la cage à billes et le blocage complet de la commande. Ce dernier brevet a d'ailleurs pour objet des moyens destinés à empêcher les cages à billes de se déplacer excessivement. Ces solutions sont toutefois délicates à réaliser et leur fiabilité en fonctionnement est toute relative. Dans le but de pallier ces inconvénients, la présente invention consiste à réaliser les cages à billes sous forme de bandes souples de matière plastique autolubrifiante, d'une section sensiblement complémentaire de la section libre entre la lame et le rail, lesdites bandes comportant des ouvertures dans lesquels sont logées les billes. Grâce à cette disposition, le matériau choisi, par exerme:cinu sous la marque "Teflon", ou encore "Rilsan" présente un:albe coefficient de friction tant vis-à-vis de la lame que vis-à-vis du rail, ce qui réduit notablement les forces de friction en cas de venue en butée de la cage à billes contre -l'un des organes fixes d'extrémité. En outre, dans la mesure o le matériau de la bande souple remplit sensiblement tout l'espace séparant la lame du rail, la bande est pratiquement empêchée de se mettre en "accordéon", évitant les désordres liés à ces phénomènes. Enfin, la bande présente une épaisseur telle, par comparaison au diamètre des billes, qu'en aucun cas des parties de la bande ne peuvent s'engager entre les billes et leurs chemins de rocLrment, soit c6té rail soit côté lame. En effet, ce phénomène apparaît, dans les systèmes.dans lesquels la cage à billes est réalisée à partir de feuillard métal- lique, en cas de mise en "accordéon" de la cage, mais également en cas de rupture, à cause du fait que le feuillard présente des zones planes de faible épaisseur, non supportées correctement à l'écart de la lame et du rail, qui peuvent se déformer et venir s'engager entre les billes et leurs chemins de roulement. Dans ce type de situation, ces systèmes classiques sont alors irrémédiablement bloqués, ce qui est particulièrement dangereux dans les applications de telles commandes à onautique notamment, et oblige à remplacer la commande entière. Au contraire, grâce à l'invention, l'épaisseur de la bande est telle qu'en aucune zone cette bande ne peut s'engager entre les billes et leurs chemins de roulement, notamment en cas de rupture de la bande. L'invention sera maintenant décrite à-l'aide des dessins, ci-joints, dans lesquels: la figure I est une vue en perspective partielle avec arrachements d'une commande selon l'invention, et, la figure 2 est une vue en coupe transversale de la commande de la figure 1. 05. la figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle illustrant une variante. Le dispositif de commande 10 représenté partiellement et avec arrachements à la figure 1 comprend une gaine extérieure 12 semi-rigide. Elle se compose d'une gaine métallique capable de transmettre des efforts de traction et de compression, et susceptible de suivre des parcours sinueux; à cet effet, la gaine métallique est avantageusement réalisée sous forme hélicoïdale. La gaine métallique reçoit une enveloppe 14 de protection en PVC afin de la protéger à la fois contre les agressions chimiques et mécaniques, et pour éviter l'introduction de liquides et poussières vers l'intérieur de la gaine. A l'intérieur de la gaine sont disposés deux rails 16,18 métalliques diamétralement opposés, formés dans un profilé flexible dont la section présente à l'extérieur une zone 20 en arc de cercle épousant la courbure intérieure de la gaine 12, et à l'intérieur une gorge 22 en arc de cercle formant chemin de roulement pour des billes de guidage 24 qui seront décrites ci-après. Entre les deux rails, et dans l'axe de la gaine, la commande comprend une lame centrale flexible 26 mobile axialement dans les deux sens par rapport à la gaine 12. La lame comporte sur ses deux faces en vis-à-vis des rails, des dépressions longitudina- les 28,30 à profil semi-circulaire formant également chemin de roulement pour les billes de guidage 24. Ces billes de guidage 24 sont disposées en deux rangées, d'une part entre la lame 26 et le rail supérieur 16, comme illustré à la figure, et d'autre part entre la lame 26 et le rail inférieur 18. Afin de maintenir les billes suivant un pas choisi, la commande comprend deux cages à billes 32,34. Conformément à l'invention, ces cages 32,34 à billes sont réalisées sous forme de bandes en matière plastique présentant des propriétés autolubrifiantes, comme par exemple les matériaux connus sous les marques "Teflon" ou "Rilsan". Elles ont une épaisseur e qui correspond sensiblement à la distance d qui sépare la lame du rail en vis-à-vis, et comportent des ouvertures transversales 36 sensiblement cylindriques dans lesquelles sont logées les billes 24 de guidage, suivant le pas choisi pour les billes. De préférence, les bandes 32,34 comportent sur leurs deux faces opposées des nervures saillantes 38,40, dont le profil épouse celui des chemins de roulement 22,28,30 de billes dans le rail 16,18 et dans la lame 26 respectivement. Grâce à ces dispositions, la commande est simple et économique à fabriquer et à assembler, même lorsque la gaine est-de très faible diamètre. Selon la variante illustrée à la figure 3, la cage à bille comprend des lèvres 50 annulaires légèrement rentrantes aux deux extrémités des ouvertues 36 qui reçoivent les billes 24, le diamètre intérieur des lèvres étant inférieur au diamètre des billes. Grâce à ceci, les billes doivent être entrées légèrement à force dans leurs ouvertures et sont donc imperdables une fois entrées, ce qui simplifie notablement les opérations d'assemblage de la commande. En fonctionnement, la commande a un rendement de transmission très élevé étant donné les très faibles frictions entre les pièces en présence. En cas de rupture de la cage à billes 32 ou 34, ce qui se produit en général au niveau d'une bille, la cage ne présente pas dans la zone de rupture de partie de faible épaisseur non soutenue et ne risque pas par conséquent de s'engager entre la bille et ses chemins de roulement; on évite ainsi tout risque de blocage de la commande. Enfin, si l'une des cages se déplace progressivement jusqu'à venir en butée contre des organes terminaux, non représentés, l'élasticité propre de la matière plastique. choisie permet d'encaisser les contraintes correspondantes essentiellement en direction axiale, sans fléchissement notable de la bande vers le rail ou la lame centrale, donc réduisant dans une large mesure le risque de mise en "accordéon". Lors de la course retour de la lame centrale, il est à observer que la cage restitue l'énergie emmagasinée et reprend sa forme initiale non déformée. De plus, toujours dans le cas de venue en butée de la cage contre des organes terminaux, à supposer que la cage subisse des fléchissements latéraux tendant à la mettre en "accordéon", on observe que dans la mesure o la bande occupe pratiquement tout l'espace compris entre la lame centrale et le rail, la bande viendra en contact avec là lame et le rail après de très faibles fléchissements latéraux, donc sans aboutir à une véritable mise en accordéon. Les forces de contact entre la cage et le rail, et la cage et la lame resteront donc très faibles et n'engendreront pas de forces de friction appréciables. Par ailleurs, on choisira parmi les matières plastiques convenables celles qui résistent le mieux aux basses et aux hautes températures, selon l'application envisagée. Selon les applications, on choisira des matières plastiques résistant aux produits chimiques et/ou solvants environnants. Dans les solutions antérieures avec cages métalliques, les possibilités de choix du métal étaient beaucoup plus limitées. En effet, le matériau convenable à la plupart des applications est l'acier inoxydable. C'est d'ailleurs le matériau utilisé pour la gaine métallique, les rails, la lame centrale et les billes. Enfin, les commandes selon l'invention ne nécessitent pas de lubrification. Les matériaux plastiques autolubrifiants choisis pour réaliser les cages remplissent ce.rôle. De plus, en fonctionnement, des débris minuscules de matières plastique se détachent de la bande et forment un lubrifiant à sec des parties métalliques en contact, c'est-àdire essentiellement les zones de contact entre les billes et leurs chemins de roulement. Des tests réalisés sur des prototypes ont permis de vérifier que les commandes conformes à l'invention fonctionnent encore normalement après 2 millions d'actionnements, c'est-à-dire nettement au-delà de la limite de 1,5 million exigés par les cahiers des charges actuels en.matière d'équipement aéronautique et encore mieux que la limite actuelle de 1 million constatée sur de nombreuses commandes en service. REVENDICATIONS 1. Commande à distance (10) comportant une lame (26) guidée par des billes (24) dans une gaine (12), permettant des déplacements axiaux de la lame dans les deux sens, avec transmission d'efforts axiaux, tout en permettant à la lame et à la gaine de décrire des trajets sinueux, la gaine comportant intérieurement deux portées ou rails (16,18) de roulement diamétralement opposés, pour le guidage et le roulement de deux séries de billes (24) alignées de part et d'autre de la lame (26), cette dernière comportant également sur ses deux faces opposées des gorges de roulement (28,30) coopérant avec les deux séries de billes respectivement, la commande comprenant deux cages (32,34) à billes, une pour chaque série de billes (24) de part et d'autre de la lame (26), caractérisée en ce que les cages à billes (32,34) sont réalisées sous forme de bandes souples de matière plastique autolubrifiante, d'une section sensiblement complémentaire de la section libre entre la lame (26) et le rail (16,18), lesdites bandes comportant des ouvertures (36) dans lesquels sont logées les billes (24). 2. Commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites bandes (32,34) ont une épaisseur (e) sensiblement égale à la distance (d) entre la lame (26) et les rails (16,18). 3. Commande selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites bandes (32,34) comportent des nervures saillantes (38,40) sur leurs faces opposées, dont le profil épouse celui des chemins de roulement (22,28,30) de billes dans les rails (16,18) et dans la lame (26) respectivement. 4. Commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite matière plastique est choisie parmi le groupe de matériaux connus sous les marques "Teflon" et "Rilsan". 5. Commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les cages à billes comprennent des lèvres annulaires (50) rentrantes aux extrémités des ouvertures (36) de logement des billes (24).