Brevet FR2730022A1 — publié le 19960802

MÉCANISME A ENGRENAGE A AMORTISSEMENT DE CHOCS DE FIN DE COURSE L'invention concerne un mécanisme à engrenage à amortissement de chocs de fin de course. Dans un mécanisme à engrenage, un pignon menant est entraîné par un organe moteur, et une roue dentée menée est associée à un système de transmission qui peut comporter au moins une butée de fin de course. A titre d'exemple, la roue dentée peut entraîner selon son axe une vis sur laquelle se déplace un écrou qui décrit une course alternative dans un sens puis dans l'autre, en fonction du sens de rotation de la roue dentée, ce sens de rotation étant imposé par le sens de rotation du pignon, lequel est commandé par l'organe moteur. A titre d'exemple, un tel mécanisme est utilisable pour la condamnation et la décondamnation électrique d'une serrure, notamment de véhicule automobile. Dans un tel cas, L'écrou porte des dents susceptibles de coopérer avec une pièce de la serrure pour bloquer ou débrayer dans sa position de fermeture un organe de la serrure assurant la condamnation ou la décondamnation de la serrure. Lorsque l'écrou se déplace d'un bout à l'autre de sa course, il commande la condamnation ou la décondamnation de la serrure suivant son sens de déplacement, puis il arrive en butée, ce qui entraîne le blocage instantané de la vis et de la roue dentée alors que le pignon menant est encore entraîné par l'organe moteur. I1 en résulte un choc au niveau des dents de l'engrenage. Le sens de rotation du pignon et de la roue dentée étant inversé à chaque course, les chocs au niveau des dents de l'engrenage sont alternatifs et il peut en résulter des ruptures de dents. Le choix des matériaux utilisés pour l'engrenage est guidé par les contraintes de température, qui peut varier, pour les applications dans le domaine de l'automobile, de -40 C à +80 C, de rendement de l'engrenage, lié au comportement des dents en frottement, et de résistance mécanique. Pour des engrenages réalisés en matière plastique, le choix se porte en général sur une résine acétal. En essai de fatigue, on constate que, dans un tel cas, les chocs alternatifs entraînent une rupture des dents de la roue dentée menée. Un but de l'invention est de proposer une structure de roue dentée qui permette de réduire l'impact des chocs de fin de course en vue d'éviter ces ruptures de dents. Par ailleurs, la vis et l'écrou déplaçable sur la vis étant eux aussi réalisés en matière plastique, il faut éviter que les chocs dus à l'arrêt en butée de l'écrou ne se traduisent par une déformation de l'écrou ou par un jeu entre l'écrou et la vis, ce qui nuirait à la précision de la commande de condamnation ou de décondamnation de la serrure dans le cas d'une application aux véhicules automobiles par exemple. Un autre but de l'invention est de proposer une structure de roue dentée et/ou d'écrou qui permette d'atténuer les chocs de fin de course, notamment lorsque ces chocs se produisent entre l'écrou et la roue dentée elle-même. L'invention a donc pour objet un mécanisme à engrenage dans lequel un pignon menant est entraîné en rotation par un organe moteur, et une roue dentée menée est associée à un système de transmission qui comporte au moins une butée de fin de course, caractérisé par le fait que la roue dentée comporte un dispositif d'amortissement disposé entre une zone centrale de moyeu et une zone périphérique de denture, de façon à amortir, au niveau des dents de l'engrenage, les chocs dus au blocage de fin de course du sytème de transmission. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif d'amortissement comporte au moins un élément en matière plastique souple, de préférence en polyuréthanne ; le dispositif d'amortissement est mis en place par surmoulage ou injection de part tt d'autre de rayons de la roue dentée reliant la zone centrale de moyeu à la zone périphérique de denture. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif d'amortissement est disposé dans une zone intermédiaire ondulée entre la zone centrale de moyeu et la zone périphérique de denture ; et dans la zone intermédiaire ondulée, des nervures peuvent être disposées dans le plan médian de la roue dentée sur l'une au moins des zones centrale de moyeu et périphérique de denture pour améliorer l'accrochage de la matière plastique souple sur la roue dentée. Le mécanisme selon l'invention peut avantageusement être utilisé dans le cas où le système de transmission associé à la roue dentée est un système vis-écrou, dont la vis est liée à la roue dentée, selon son axe, et dont l'écrou coopère avec au moins une butée de fin de course constituée par la mise en contact de l'écrou avec la roue dentée. De manière avantageuse, le dispositif d'amortissement peut comporter une couche de matière plastique souple disposée sur la face de la roue dentée en regard dudit écrou pour jouer le rôle d'amortisseur complémentaire lorsque ledit écrou arrive en butée contre la roue dentée. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'amortissement peut comporter, en outre, une couche de matière plastique souple disposée sur le côté dudit écrou faisant face à la roue dentée, pour jouer le rôle d'amortisseur complémentaire lorsque ledit écrou arrive en butée contre la roue dentée. Selon une variante, le dispositif amortisseur peut comporter une couche de matière plastique souple sur chaque côté dudit écrou pour réaliser un amortissement aux deux extrémités de la course dudit écrou. De façon générale, lorsque le dispositif d'amortissement comporte au moins un élément en matière plastique souple, le coefficient d'absorption de chocs du mécanisme selon l'invention est fonction de la dureté et de l'épaisseur de la matière plastique souple formant le dispositif d'amortissement. En outre, dans le cas d'une réalisation dans laquelle le dispositif d'amortissement est disposé dans une zone intermédiaire ondulée entre la zone centrale de moyeu et la zone périphérique de dentures, le coefficient d'absorption tie chocs peut être réglé en agissant sur la forme des ondulations, notamment sur l'angle qui délimite latéralement un bossage de l'ondulation et sur la hauteur dudit bossage. L'invention a également pour objet l'utilisation du mécanisme mentionné ci-dessus pour la condamnation et la décondamnation électrique d'une serrure, notamment pour portière de véhicule automobile. L'invention a enfin pour objet une roue dentée destinée à un mécanisme d'engrenage tel que ci-dessus défini. Pour mieux faire comprendre l'invention, des modes de réalisation sont décrits, à titre purement illustratif et non limitatif, en se référant au dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente, en perspective, un mécanisme de transmission à engrenage selon l'invention - la figure 2 représente une coupe axiale, selon II-II de la figure 3, de l'ensemble roue dentée - vis - écrou de la figure 1 - la figure 3 représente une vue en élévation de la roue dentée de la figure 2, selon III-III de la figure 2 - la figure 4 représente une vue en coupe axiale, selon IV IV de la figure 5, d'une roue dentée, selon une première variante de réalisation de l'invention - la figure 5 représente une vue en élévation de la roue dentée de la figure 4, selon V-V de ladite figure 4 ;; - la figure 6 représente une vue en coupe axiale, selon VI VI de la figure 7, d'une roue dentée selon une deuxième variante de réalisation de l'invention - la figure 7 représente une vue en coupe selon VII-VII de la figure 6; - la figure 8 représente une vue en coupe axiale d'un ensemble roue dentée - vis - écrou selon une troisième variante de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, le mécanisme à engrenage selon l'invention est limité, pour la clarté du dessin, à ses éléments constitutifs essentiels. Il comprend un moteur électrique 1 à deux sens de rotation, un pignon menant 2, une roue dentée 3 menée, dont l'axe est conformé en vis 4 et un écrou 5 susceptible de se déplacer sur la vis 4 dans un sens et dans l'autre, pour décrire une course de longueur définie entre deux butées. Sur son côté non visible, L'écrou 5 porte un doigt susceptible de coopérer avec un profil de came, d'une part, pour définir l'orientation angulaire de l'écrou 5 par rapport à un plan axial de symétrie de la vis 4, et, d'autre part, pour définir l'amplitude de la course de l'écrou 5 le long de la vis 4. Lorsque le moteur 1 tourne, dans un sens ou dans l'autre, il entraîne le pignon 2 qui engrène sur la roue dentée 3. Lorsque la roue dentée 3 tourne, la vis 4 qui en constitue l'axe tourne aussi et l'écrou 5 se déplace sur la vis 4. Un tel dispositif est décrit en détail dans la demande de brevet français 2656029. Lorsque l'écrou arrive en butée, il se bloque, et il bloque instantanément la vis 4 et la roue dentée 3 alors que le moteur 1 entraîne encore le pignon 2. Pour éviter un choc au niveau des dents du pignon 2 et de la roue dentée 3, la roue dentée 3 est munie d'un dispositif d'amortissement symbolisé par la référence 6 et décrit en relation avec les figures 2 et 3. La roue dentée 3 comporte une zone centrale de moyeu 7 et une zone périphérique de denture 8. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, la zone centrale de moyeu 7 est réunie à la zone périphérique de denture 8 par un certain nombre de rayons 9 régulièrement répartis et séparés par des évidements 10. Dans le plan médian de la roue 3, les rayons 9 ont une largeur faible. Par rapport à l'épaisseur de la roue dentée 3, visible sur la figure 2, I'épaisseur des rayons 9 est réduite, ce qui leur donne une certaine souplesse. Autour des rayons 9 et dans les évidements 10 est surmoulée, ou injectée, une matière plastique plus souple que la résine acétal utilisée pour la roue dentée 3 elle-même, par exemple un polyuréthanne. Cette matière plastique joue le rôle d'un amortisseur de chocs entre d'une part, I'ensemble de la vis 4 et de la zone de moyeu 7 qui en est solidaire, et, d'autre part, la zone périphérique de denture 8 de la roue dentée 3 ; elle constitue, en combinaison avec les rayons 9, le dispositif d'amortissement 6. Dans la variante de réalisation des figures 4 et 5, la zone centrale de moyeu 7a et la zone périphérique de denture 8a de la roue dentée 3a sont séparées par une zone intermédiaire 6a remplie de polyuréthanne. Pour assurer la tenue mécanique de l'ensemble, la zone intermédiaire est ondulée, c'est-à-dire que les profils en regard de la zone de moyeu 7a et de la zone périphérique de denture 8a sont euxmêmes ondulés et sont constitués par une succession de creux, tels que 15 et 16, respectivement, et de bossages tels que 17 et 18, respectivement. Pour améliorer l'accrochage du polyuréthanne sur les deux zones, de moyeu 7a et de denture 8a respectivement, des nervures telles que 12 et 13 sont disposées dans les creux 15 de la zone de moyeu 7a, et des nervures telles que 11 et 14 sont disposées dans les creux 16 de la zone de denture.Ces nervures sont de préférence situées dans le plan médian de la roue dentée 3a, et leur épaisseur est sensiblement plus petite que l'épaisseur de la roue dentée 3a. Dans la variante de réalisation des figures 6 et 7, outre le dispositif d'amortissement 6b identique à celui 6a des figures 4 et 5, la roue dentée 3b est munie, sur sa face en regard de l'écrou 5b, d'une couche 19 de polyuréthanne jouant le rôle d'amortisseur de chocs complémentaire, lorsque l'écrou 5b arrive en butée sur la roue dentée 3b. Dans la variante de réalisation de la figure 8, la couche de polyuréthanne 20 est placée non pas sur la roue dentée comme dans la figure 6, mais sur le côté de l'écrou 5c faisant face à la roue dentée 3c, qui est identique à la roue dentée 3a. Il est loisible de prévoir sur l'écrou 5c une couche de polyuréthanne 20 sur la face gauche venant en butée contre la roue dentée 3c, et une autre couche de polyuréthanne 21 sur la face droite, de façon à réaliser un amortissement aux deux extrémités de la course de l'écrou. Ainsi les chocs, qui se produisent en bout de course de l'écrou, sont amortis à la fois au niveau de la butée de fin de course par les couches de polyuréthanne 19 ou 20, et 21, et au niveau des dents de l'engrenage par le polyuréthanne moulé ou injecté dans la zone intermédiaire de la roue dentée 3b ou 3c. REVENDICATIONS 1 - Mécanisme à engrenage dans lequel un pignon menant (2) est entraîné en rotation par un organe moteur (1), et une roue dentée (3, 3a, 3b, 3ç) menée est associée à un système de transmission (4, 5) qui comporte au moins une butée de fin de course, caractérisé par le fait que la roue dentée (3, 3a, 3b, 3) comporte un dispositif d'amortissement disposé entre une zone centrale de moyeu (7, 7a) et une zone périphérique de denture (8, 8g), de façon à amortir, au niveau des dents de l'engrenage, les chocs dus au blocage de fin de course du sytème de transmission. 2 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (6, 6a, 60 comporte au moins un élément en matière plastique souple. 3 - Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (6) comporte une pluralité d'éléments en matière plastique souple disposés de part et d'autre de rayons (9) de la roue dentée (3) reliant la zone centrale de moyeu (7) à la zone périphérique de denture (8). 4 - Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (6a, 6b) comporte un élément en matière plastique souple interposé, dans une zone intermédiaire ondulée, entre la zone centrale de moyeu (7a) et la zone périphérique de denture (8a). 5 - Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, dans la zone intermédiaire ondulée, des nervures (11, 12, 13, 14) sont disposées, dans le plan médian de la roue dentée (3a, 3b, 3) sur l'une au moins des zones centrale de moyeu (7a) et périphérique de denture (8a) pour améliorer l'accrochage de la matière plastique souple sur la roue dentée (3a, 3b, 3c). 6 - Mécanisme selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le système de transmission associé à la roue dentée (3, 3a, 3b, 3) est un système vis-écrou, dont la vis (4) est liée à ladite roue dentée, selon son axe, et dont l'écrou (5) coopère avec au moins une butée de fin de course constituée par la mise en contact de l'écrou (5) avec la roue dentée (3, 3a, 3b, 3c). 7 - Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (6h) comporte une couche (19) de matière plastique souple disposée sur la face de la roue dentée (3h) en regard dudit écrou (50 pour jouer le rôle d'amortisseur complémentaire lorsque ledit écrou (5b) arrive en butée contre la roue dentée (3h). 8 - Mécanisme selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement comporte une couche (20) de matière plastique souple disposée sur le côté dudit écrou (5) faisant face à la roue dentée (3), pour jouer le rôle d'amortisseur complémentaire lorsque ledit écrou (5) arrive en butée contre la roue dentée (3). 9 - Mécanisme selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif amortisseur comporte une couche (20, 21) de matière plastique souple sur chaque côté dudit écrou (5) pour réaliser un amortissement aux deux extrémités de la course dudit écrou. 10 - Mécanisme selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la matière plastique souple est du polyuréthanne. il - Utilisation du mécanisme selon l'une des revendications 6 à 9 pour la condamnation et la décondamnation électrique d'une serrure, notamment pour portière de véhicule automobile. 12 - Roue dentée (3, 3a, 3b, 3) destinée à un mécanisme d'engrenage selon l'une des revendications 1 à 10.