Brevet FR2701577A1 — publié le 19940819

Actionneur de télécommande mécanique de deux organes ou parties d'organes déplaçables approximativement linéairement en va-et-vient. La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux actionneurs de télécommande mécanique de deux organes ou parties d'organes déplaçables approximativement linéairement dans un sens ou dans l'autre à partir d'un unique organe d'actionnement, cet actionneur comprenant un corps apte à pivoter par rapport à un support fixe et muni d'un organe d'actionnement et deux premiers organes de liaison interposés entre ledit corps et respectivement les deux organes ou parties d'organes à mouvoir en vue de commander le déplacement de l'un et/ou l'autre desdits organes ou parties d'organes. Les actionneurs de télécommande mécanique du type visé par l'invention trouvent leur intérêt lorsqu'on ne souhaite pas avoir recours à d'autres type de télécommande (par exemple hydraulique et/ou électrique), plus complexes et plus onéreux. Un tel cas peut se présenter notamment lorsque la distance entre l'organe d'actionnement (par exemple une poignée) et les deux organes commandés est relativement faible tout en restant supérieure à la longueur du bras de l'utilisateur. Pour fixer les idées, un tel cas se présente pour la commande, depuis le siège d'un véhicule tel qu'un tracteur agricole ou analogue, des distributeurs hydrauliques assurant le mouvement (par exemple abaissement, relevage et rotation) d'un outil aratoire monté sur la fixation trois points à l'arrière du tracteur. On connaît déjà des actionneurs de télécommande mécanique agencés pour assurer une telle fonction et permettant la commande sélective de l'un ou de l'autre des deux organes commandés, ou bien aussi leur commande simultanée différenciée. Ces commandes multiples nécessitent que le mouvement imprimé manuellement à un organe d'actionnement (poignée) soit retransmis à l'organe commandé ou aux organes commandés par l'intermédiaire d'un corps mobile formant levier et susceptible d'un débattement dans un champ angulaire très grand. De ce fait, des actionneurs connus font largement appel à des moyens de transmission de mouvement du type Cardan.Pour que l'actionneur dans son ensemble reste de dimensions acceptables pour l'usage auquel il est destiné et qu'il puisse être logé dans l'espace réduit disponible et compte tenu, par ailleurs, du fait que les efforts à transmettre ne sont pas très élevés, les transmissions à Cardan nécessaires pour cette application doivent être de petites dimensions. Ce type de composant ne figure pas dans les productions habituelles des fabricants spécialisés et lton est donc conduit à commander des séries spéciales, donc très onéreuses, qui rendent l'appareil coûteux à l'achat et à l'entretien. En outre, les transmissions à Cardan, dont la protection contre la poussière fait appel à des soufflets en caoutchouc, se révèlent trop fragiles dans l'environnement dans lequel ils sont placés et il en résulte un entretien trop important. L'invention a donc essentiellement pour but de remédier aux inconvénients précités des actionneurs de télécommande mécanique connus et de proposer un actionneur perfectionné qui, tout en étant apte à assurer la fonction requise et en restant peu encombrant, présente une structure simplifiée permettant d'avoir recours à des composants robustes, bien protégés et peu coûteux, ce qui conduit à un coût de fabrication et à un coût d'entretien considérablement réduits. A ces fins, l'invention propose un actionneur de télécommande mécanique de deux organes ou parties d'organes déplaçables approximativement linéairement dans un sens ou dans l'autre à partir d'un unique organe d'actionnement, cet actionneur comprenant un corps apte à pivoter par rapport à un support fixe et muni d'un organe d'actionnement et deux premiers organes de liaison interposés entre ledit corps et respectivement les deux organes ou parties d'organes à mouvoir en vue de commander le déplacement de l'un et/ou l'autre desdits organes ou parties d'organes, actionneur qui, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise essentiellement en ce que - le corps est monté de façon articulée en pivotement sur ledit support fixe par l'intermédiaire d'un premier accouplement à rotule sphérique, - chacun des premiers organes rigides de liaison est solidarisé de façon articulée en pivotement, par l'inter médiaire d'un second accouplement à rotule sphérique, à une partie du corps décalée par rapport au susdit premier accouplement à rotule sphérique, et - un second organe rigide de liaison est interposé entre le corps et un support fixe auxquels il est solidarisé de façon articulée en pivotement par l'intermédiaire de troisièmes accouplements à rotule sphérique, ce second organe rigide de liaison s'étendant de façon sensiblement inclinée par rapport à un axe joignant les seconds accouplements à rotule sphérique. Toute l'économie de la conception de l'actionneur conforme à l'invention repose sur le choix d'accouplements à rotule sphérique pour assurer toutes les liaisons articulées. Des accouplement à rotule sphérique de petites dimensions sont aujourd'hui couramment utilisés dans la constructions automobile, par exemple dans la commande des boîtes de vitesses ; ils sont de structure très simple, faciles à fabriquer et donc peuvent être produits en très grande série à un coût très faible. De par leur conception, ils sont étanches vis-à-vis de la poussière ou analogue, et ont donc une très longue durée de vie sans nécessiter d'entretien particulier. Pour le reste, qu'il s'agisse du corps, des premiers organes rigides de liaison ou du second organe rigide de liaison (ou bielle), ils peuvent très simplement être conçus sous forme d'élément simples (tige, tube ou plaque pour le corps, tige ou tube pour les organes de liaison) et peu coûteux. La présence du second organe rigide de liaison limite le débattement du corps, monté sur son support par l'intermédiaire d'une rotule sphérique, aux seuls mouvements de pivotement dans un secteur angulaire prédéterminé aux limites duquel il y a déplacement linéaire, dans un sens ou dans l'autre (abaissement ou relèvement du corps à l'aide de l'organe d'actionnement), sélectivement de l'un ou de l'autre des premiers organes rigides de liaison accouplés aux organes à mouvoir, et dans la partie centrale duquel il y a déplacement linéaire différencié (en fonction de la position opératoire angulaire choisie) simultané de l'un et de l'autre des premiers organes rigides de liaison. Dans un mode de réalisation préféré à la fois pour la simplification de la structure qui en résulte et pour l'efficacité de fonctionnement qu'il procure, on a recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions qui suivent ou à toute combinaison techniquement possible - les accouplements à rotule sphérique possèdent des axes moyens sensiblement parallèles entre eux et sensiblement parallèles à l'axe moyen du premier accouplement à rotule sphérique ; ; - le corps est une plaque rigide - les axes moyens des premier et deuxièmes accouplement à rotule sphérique sont sensiblement perpendiculaires à la plaque rigide - les deux accouplements à rotule sphérique et le premier accouplement à rotule sphérique sont disposés dans un agencement symétrique sur le corps - les premiers et deuxièmes accouplements à rotule sphérique sont solidarisés au corps en étant mutuellement alignés - les deux axes joignant le centre de rotation du premier accouplement à rotule sphérique respectivement aux centres de rotation des deuxièmes accouplements à rotules sphéri que sont approximativement orthogonaux - l'axe du second organe rigide de liaison et l'axe joignant les centres du premier accouplement à rotule sphérique et celui du troisième accouplement à rotule sphérique liant le second organe rigide au corps sont approximative ment orthogonaux. La conception générale simple de l'appareil agencé selon l'invention permet d'assurer le même fonctionnement que par le passé alors que le coût de fabrication a été considérablement réduit et que l'entretien a été notablement diminué et simplifié. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple illustratif et représenté en vue de face et en vue de dessus respectivement sur les figures 1 et 2 du dessin annexé. L'actionneur représenté sur les figures 1 et 2 comprend un corps 1, constitué de façon simple sous forme d'une plaque rigide rectangulaire, avantageusement métallique, dont est solidaire (par exemple par soudure) une poignée 2 constituée par exemple par une tige métallique 3 terminée par une partie de préhension 4. La plaque constituant le corps 1 est liée à rotation à un support fixe 5 (schématisé) par l'intermédiaire d'une liaison à tête sphérique 6 du type rotule sphérique : par exemple la sphère 7 de la rotule est solidarisée par soudure au centre de la plaque 1 par l'intermédiaire d'un tronçon de tige de support 8 tandis que la cage 9 de la rotule est solidarisée par soudure au support fixe 5 éventuellement par l'intermédiaire d'organes rigides 10 appropriés à la configuration du montage. L'axe du tronçon de tige 8 coïncide avec l'axe moyen 11 de cette liaison, autour duquel peut tourner la plaque 1. De part et d'autre de la liaison 6 et alignées avec celle-ci, sur la même face de la plaque 1 que la liaison 6 ou sur la face opposée de ladite plaque, sont montées deux autres liaisons à têtes sphériques 12 assurant la solidarisation respective de deux tiges 13 à la plaque 1. Chaque liaison à tête sphérique 12 est du type à rotule sphérique comme la liaison 6 et comprend une sphère de rotule 14 solidarisée par soudure à la plaque 1 par l'intermédiaire d'un tronçon de tige 15 et une cage de rotule 16 solidarisée par emmanchement à force et/ou par soudure à l'extrémité d'une tige 13. Les axes des tronçons de tige 15 coïncident avec les axes moyens 17 de ces liaisons autour desquels les tiges peuvent tourner par rapport à la plaque. Enfin, une bielle 18 de limitation de mouvement est interposée entre la plaque 1 et le support fixe 5, les liaisons de la bielle 18 avec la plaque 1 et le support 5 s'effectuant, là encore, à l'aide de liaisons à tête sphérique respectives agencées comme les précédentes : pour la liaison 19, la sphère de rotule 20 est solidarisée par soudure à la plaque 1 par l'intermédiaire d'un tronçon de tige 21 tandis que la cage de rotule 22 est emmanchée à force et/ou soudée à une extrémité de la bielle 18 ; pour la liaison 23, la sphère de rotule 24 est solidarisée par soudure au support 5, tandis que la cage de rotule 26 est emmanchée à force et/ou soudée sur l'autre extrémité de la bielle 18. Bien que toutes les configurations possibles soient réalisables en fonction des applications souhaitées et de conditions de fonctionnement particulières, il est toutefois souhaitable en général que les deux accouplements à rotule sphérique 12 soient situés de façon symétrique de part et d'autre de l'accouplement 6 et que leurs axes moyens respectifs Il et 17 soient mutuellement parallèles et sensiblement perpendiculaires à la plaque 1, de façon que les déplacements angulaires de même amplitude du levier 3 dans deux directions différentes symétriques provoquent des déplacements linéaires sensiblement identiques des tiges 13. En outre, toujours pour assurer un fonctionnement régulier du dispositif, il est souhaitable que - les axes 29 et 30 joignant, d'une part, le centre de rotation de la rotule de l'accouplement 6 et, d'autre part, respectivement les centres de rotation des rotules des accouplements 12 soient approximativement orthogonaux, - l'axe 31 de la bielle 18 et l'axe 32 joignant le centre de rotation de la rotule de l'accouplement 6 et le centre de rotation de la rotule de l'accouplement 19 soient approxi mativement orthogonaux. Enfin, toujours dans le même but, il est souhaitable que la bielle 18 s'étende dans un plan sensiblement perpendiculaire à la plaque 1, en étant inclinée par rapport à celle-ci, les axes moyens 27 et 28 de rotation des accouplements à rotule sphérique 19 et 23 étant approximativement perpendiculaires aux axes moyens 11 et 17 des accouplements 6 et 12 respectivement. Dans l'exemple représenté où les trois axes 11 et 17 sont sensiblement coplanaires, l'axe 31 est alors situé dans le plan ainsi défini. L'actionneur étant ainsi constitué, son fonctionnement est le suivant. La présence de la bielle 18 empêche toute rotation du corps 1 autour d'un axe vertical (33 sur la fig. 1) passant par le centre de rotation de la rotule de l'accouplement 6 et le corps 1 ne peut être déplacé, grâce à la poignée 4, que dans un espace angulaire conique prédéterminé. En déplaçant la poignée 4 dans une direction (flèche 34 sur la fig. 2) approximativement perpendiculaire à l'axe 30, le corps 1, prenant appui sur l'accouplement 6 et sur l'accouplement 12 situé à droite sur la fig. 2 (la tige 13 correspondante ou l'organe auquel elle est accouplée peuvent avantageusement présenter un point dur à cet effet), est amené à tourner autour de l'axe 30 qui est fixe dans cette circonstance ; il en résulte un déplacement de la tige 13 située à gauche sur les figures, vers le haut ou vers le bas (double flèche 25 sur la fig. 1) selon que la poignée 4 est déplacée dans un sens (flèche 34 sur la fig. 2) ou dans le sens opposé. De la même manière, un actionnement de la poignée 4 dans une direction (flèche 35) approximativement perpendicu laire à l'axe 29 provoque un déplacement de la tige 13 située à droite sur les figures 1 et 2 dans les mêmes circonstances. Dans les deux cas précités qui correspondent à des situations limites, une seule des tiges 13 est déplacée. Par contre, tout déplacement de la poignée dans une direction située angulairement entre les deux précédentes (par exemple flèche 36 sur la fig. 2) provoque un déplacement du corps 1, guidé par la bielle 18, qui entraîne des déplacements simultanés des deux tiges 13, avec une amplitude respective du déplacement de chacune d'elle qui est fonction des écarts angulaires de la poignée 4 respectivement par rapport aux deux directions limites. Il est donc possible de réaliser une commande individuelle ou simultanée différenciée des deux organes sous commande. On conçoit dès lors que la fonction recherchée (commande individuelle ou simultanée différenciée de deux organes déplaçables linéairement) est assurée grâce à un appareil de structure mécanique simple, réalisable avec des composants peu coûteux, fiables et ne nécessitant pas d'entretien. Pour fixer les idées quant aux possibilités d'utilisation de l'appareil montré aux fig. 1 et 2, les extrémités inférieures des tiges 13 peuvent être raccordées à rotation, par l'intermédiaire d'axes, respectivement aux extrémités externes de deux tiroirs de distributeurs hydrauliques actionnant respectivement deux organes déplaçables (par exemple bras et godet d'une pelleteuse, relèvement/abaissement et rotation d'un outil aratoire, etc.). Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Actionneur de télécommande mécanique de deux organes ou parties d'organes déplaçables approximativement linéairement dans un sens ou dans l'autre à partir d'un unique organe d'actionnement, cet actionneur comprenant un corps (1) apte à pivoter par rapport à un support fixe et muni d'un organe d'actionnement (2) et deux premiers organes de liaison interposés entre ledit corps et respectivement les deux organes ou parties d'organes à mouvoir en vue de commander le déplacement de l'un et/ou l'autre desdits organes ou parties d'organes, caractérisé en ce que - le corps (1) est monté de façon articulée en pivotement sur ledit support fixe (5) par l'intermédiaire d'un premier accouplement à rotule sphérique (6), - chacun des premiers organes rigides de liaison (13) est solidarisé de façon articulée en pivotement, par l'inter médiaire d'un second accouplement à rotule sphérique (12), à une partie du corps (1) décalée par rapport au susdit premier accouplement à rotule sphérique (6), et - un second organe rigide de liaison (18) est interposé entre le corps (1) et un support fixe (5) auxquels il est solidarisé de façon articulée en pivotement par 1' intermé- diaire de troisièmes accouplements à rotule sphérique (19, 26), ce second organe rigide de liaison s'étendant de façon sensiblement inclinée par rapport à un axe joignant les seconds accouplements à rotule sphérique (12). 2. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes accouplements à rotule sphérique (12) possèdent des axes moyens (17) sensiblement parallèles entre eux et sensiblement parallèles à l'axe moyen (11) du premier accouplement à rotule sphérique (6). 3. Actionneur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps (1) est une plaque rigide. 4. Actionneur selon les revendication 2 et 3, caractérisé en ce que les axes moyens des premier et deuxième accouplements à rotule sphérique (6, 12) sont sensiblement perpendiculaires à la plaque rigide. 5. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux accouplements à rotule sphérique (12) et le premier accouplement à rotule sphérique (6) sont disposés dans un agencement symétrique sur le corps (I). 6. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les premier et deuxièmes accouplements à rotule sphérique (6, 12) sont solidarisés au corps (1) en étant mutuellement alignés. 7. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux axes (29, 30) joignant le centre de rotation du premier accouplement à rotule sphérique (6) respectivement aux centres de rotation des deuxièmes accouplements à rotule sphérique (12) sont approximativement orthogonaux. 8. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe (31) du second organe rigide de liaison (8) et l'axe (32) joignant les centres du premier accouplement à rotule sphérique (6) et celui du troisième accouplement à rotule sphérique (19) liant le second organe rigide (8) au corps (1) sont approximativement orthogonaux.