Brevet FR2756896A1 — publié le 19980612

L'invention concerne un actionneur, notamment pour un antivol électrique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un actionneur dans lequel un mouvement d'entrée, qui peut être fourni par exemple par un moteur électrique ou par un câble, est transformé en deux mouvements successifs d'un arbre de sortie: une translation de l'arbre suivant une direction perpendiculaire à son axe et une rotation de l'arbre autour de son axe. Lorsqu'un mécanisme nécessite, pour son fonctionnement, deux mouvements différents, il est généralement nécessaire d'utiliser deux sources de mouvement, c'est-à-dire deux actionneurs qui sont commandés chacun pour fournir l'un des deux mouvements. Outre qu'il est alors nécessaire de disposer de deux actionneurs, ce qui est pénalisant en termes de coût, de poids et d'encombrement, il faut par ailleurs assurer une commande séparée de chacun de ces actionneurs, la commande des deux actionneurs n'étant par ailleurs pas forcément indépendante. En effet, il est souvent nécessaire que l'un des deux mouvements fournis au mécanisme précède l'autre, le second mouvement ne pouvant intervenir qu'après que le premier a cessé. Cela est notamment le cas dans certains types d'antivol pour une colonne de direction d'un véhicule automobile. L'invention a donc pour objet de proposer un actionneur permettant de transformer un unique mouvement d'entrée en deux mouvements successifs et de natures différentes d'un arbre de sortie de l'actionneur pour commander un mécanisme. Dans ce but, I'invention propose un actionneur du type à roue et vis sans fin, caractérisé en ce que la roue comporte un patin de commande qui est fixe par rapport à la roue et qui se déplace dans une lumière de commande prévue à cet effet dans un corps fixe de l'actionneur, en ce que la lumière comporte un premier tronçon rectiligne, dans lequel le patin de commande de la roue coulisse en autorisant une translation de la roue selon une direction parallèle à l'axe de la vis et dans lequel le patin bloque toute rotation de la roue autour de son axe, et qui est prolongé par un second tronçon dans lequel le patin pivote pour autoriser la rotation de la roue autour de son axe tout en l'immobilisant en translation, et en ce que l'arbre de sortie est agencé selon l'axe de la roue et est solidaire en rotation de la roue. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le second tronçon de la lumière de commande comporte un bord en arc de cercle d'axe parallèle à celui de la roue et dont le diamètre est sensiblement égal à la plus grande dimension du patin de commande dans un plan perpendiculaire à l'axe de la roue; - le second tronçon de la lumière de commande comporte une butée d'arrêt en rotation du patin qui limite la course angulaire du patin et de la roue quand celle-ci est sollicitée par la vis dans le sens dans lequel le patin parcourt la lumière de commande du premier vers le second tronçon, de manière à former un butée de fin de course lo angulaire de l'arbre de sortie; - le second tronçon de la lumière de commande comporte une butée d'arrêt en rotation du patin qui limite la course angulaire du patin et de la roue lorsque celle-ci est sollicitée par la vis dans le sens dans lequel le patin parcourt la lumière de commande du second tronçon vers le premier, de manière à déterminer une position angulaire du patin, à l'intérieur du second tronçon, à partir de laquelle il est ensuite susceptible de pénétrer dans le premier tronçon; - la course angulaire de l'arbre de sortie qui est délimitée par les butées d'arrêt est sensiblement égale à un quart de tour; - la vis sans fin est entraînée en rotation autour de son axe par un moteur électrique; - la vis sans fin est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un câble; - la roue est montée à rotation dans un palier de guidage qui coulisse dans une lumière de guidage du corps fixe de l'actionneur, et la lumière de guidage s'étend selon une direction parallèle à celle du premier tronçon de la lumière de commande; - la roue et la vis sans fin sont agencées à l'intérieur d'un boîtier qui comporte deux parois latérales parallèles à la direction de I'axe de la vis, I'arbre de sortie, qui est solidaire de la roue en rotation autour de leur axe commun, porte, d'un côté de la roue, le patin de commande qui est solidaire en rotation de l'arbre et qui est reçu dans la lumière de commande formée dans une des parois latérales, et, de l'autre côté de la roue, le palier de guidage qui est libre en rotation sur lI'arbre de sortie et qui est reçu dans la lumière de guidage agencée dans l'autre paroi, et l'arbre comporte une extrémité axiale qui est saillante par rapport au boîtier de l'actionneur et qui est reliée à un organe dont les déplacements sont commandés par l'actionneur. La présente invention concerne également un antivol pour une colonne de direction de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est commandé par l'arbre de sortie d'un actionneur conforme à l'une quelconque des caractéristiques précédentes. - la colonne de direction comporte une couronne qui est solidaire d'un arbre de la colonne en rotation autour de leur axe commun, I'antivol comporte un pignon, d'axe parallèle à l'axe de la colonne et de la couronne, qui est monté à rotation sur un support coulissant, le support coulissant est susceptible d'être déplacé en 1o translation par l'arbre de sortie de l'actionneur entre une position dégagée du pignon et une position engagée du pignon dans laquelle ce dernier engrène avec la couronne de la colonne, il est prévu des moyens d'immobilisation du pignon en rotation autour de son axe par rapport au support pour bloquer l'arbre de la colonne en rotation lorsque le pignon est en position engrenée, et les moyens d'immobilisation sont commandés par une came pivotante qui est montée à rotation sur le support et qui est solidaire de l'arbre de sortie de 'actionneur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée de l'actionneur selon l'invention; - les figures 2, 3, 4 sont des schémas illustrant différentes phases de fonctionnement de l'actionneur de la figure I; et la figure 5 est une vue schématique en perspective illustrant le principe d'un antivol de colonne de direction pour véhicule automobile destiné à être commandé par un actionneur selon l'invention. L'actionneur 10 qui est représenté sur la figure 1 comporte essentiellement une vis sans fin 12 qui est montée à rotation autour de son axe longitudinal A1 dans un boîtier 14 de l'actionneur 10 et qui engrène avec une roue 16 d'axe transversal A2 perpendiculaire à l'axe A1 de la vis 12. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, la vis sans fin 12 est entraînée par un moteur électrique 13 mais l'invention peut aussi être mise en oeuvre avec tout type de moyen d'entraînement de la vis 12. Celle-ci peut ainsi être entraînée par une simple manivelle ou par un câble flexible de transmission de mouvement en rotation. La roue 16 est guidée selon la direction de son axe A2 entre deux parois latérales opposées 18, 20 du boîtier 14 et elle est solidaire d'un arbre de sortie 22 qui est agencé selon son axe A2 et qui est solidaire en rotation de la roue 16. L'actionneur 10 comporte également un patin de commande 24 et un palier de guidage 26 qui sont montés chacun d'un côté de la roue 16 sur l'arbre de sortie 22. Le patin de commande 24 est solidaire en rotation de la roue 16 et il est reçu dans une lumière de commande 28 aménagée dans l'une des parois latérales 18 du boîtier 14. Au contraire, 1o le palier de guidage 26 est monté libre à rotation sur l'arbre 22 et il est reçu dans une lumière de guidage 30 agencée dans l'autre 20 des parois latérales du boîtier. Comme on peut le voir sur la figure 1, la lumière de guidage est une lumière rectiligne qui s'étend parallèlement à la direction longitudinale de la vis 12. Elle comporte deux bords longitudinaux opposés 32 entre lesquels le palier de guidage 26 est reçu. Le palier 26 comporte deux faces rectilignes longitudinales 34 qui coopèrent avec les bords longitudinaux 32 de la lumière 30 pour empêcher le palier de guidage 26 de tourner dans la lumière correspondante 30. Le palier 26 est ainsi susceptible de coulisser longitudinalement dans la lumière 30. Conformément à un aspect de l'invention, la lumière de commande 28, dans laquelle est reçu le patin de commande 24, comporte deux tronçons rectiligne 36 et circulaire 38 qui se succèdent longitudinalement d'arrière en avant selon la direction de l'axe A1 de la vis sans fin 12. Le premier tronçon 36 de la lumière de commande 28 est un tronçon rectiligne qui s'étend parallèlement à la lumière de guidage 30 et qui comporte lui aussi deux bords longitudinaux opposés 40 avec lesquels coopèrent deux faces longitudinales rectilignes et parallèles 42 du patin de commande 24. Dans ce premier tronçon, le patin 24 est susceptible de coulisser longitudinalement, dans les deux sens, sans pouvoir tourner autour de l'axe A2 de l'arbre de sortie 22. Le second tronçon 38 de la lumière de commande 28 comporte essentiellement un bord latéral en arc de cercle 44 qui s'étend sur plus des trois quart d'un cercle et dans lequel débouche le premier tronçon 36 de la lumière de commande 28. Le diamètre du second tronçon circulaire 38 de la lumière 28 est sensiblement égal à la plus grande dimension du patin 24 selon une direction perpendiculaire à l'axe A2 de la roue 16 afin que ce dernier puisse pivoter autour de l'axe A2 à l'intérieur du second tronçon 38. Le fonctionnement de l'actionneur 10 selon l'invention sera maintenant décrit plus en détails en référence aux figures 2 à 4. Dans une position initiale représentée à la figure 2, la roue 16 est agencée sur la vis 12 de telle sorte que le patin de commande 24 est reçu dans le premier tronçon 36 de la lumière de commande 28, et plus particulièrement dans l'extrémité longitudinale arrière 35 du premier tronçon 36 qui est opposée à son extrémité avant 37 par laquelle il débouche dans le second tronçon 38. Le patin de commande 24 est alors immobilisé en rotation autour de l'axe A2 par ses faces longitudinales 42 qui coopèrent avec les bords longitudinaux 40 du premier tronçon 36. De la sorte, lorsque le moteur électrique 13 entraîne la vis sans fin 12 en rotation autour de son axe A1, la roue 16, qui engrène avec la vis 12, ne peut tourner autour de son axe et elle est donc commandée en translation selon la direction longitudinale de la vis 12. La roue 16 est alors guidée de chaque côté d'une part par le patin de commande 24 et d'autre part par le palier de guidage 26, qui coulissent respectivement dans leur lumière correspondante de commande 28 et de guidage 30. Ainsi, quand le patin de commande 24 est reçu au moins en partie dans le premier tronçon 36, la roue se déplace longitudinalement d'arrière en avant, c'est-à-dire de la gauche vers la droite en considérant les figures, emmenant avec elle l'arbre de sortie 22. Selon un aspect de l'invention, lorsque le patin de commande 24 quitte le premier tronçon 36, il est entièrement reçu à l'intérieur du second tronçon 38 et il est en appui par une extrémité longitudinale avant contre le bord circulaire 44 de ce dernier de manière à empêcher toute translation supplémentaire vers l'avant du patin 24, et donc de la roue 16 et de l'arbre de sortie 22. Si la vis sans fin 12 continue à être entraînée dans le même sens par le moteur 13, le patin de commande 24 ne s'oppose alors plus à la rotation de la roue 16 et celle-ci se met à pivoter autour de son axe A2 ainsi que cela est représenté sur la figure 4. Selon un autre aspect de l'invention, la rotation du patin 24 dans le second tronçon 38 de la lumière de commande 28 est limitée par deux butées d'arrêt 46, 48 qui sont agencées de manière à limiter à un quart de tour la course angulaire du patin, et donc de l'arbre de sortie 22, dans le second tronçon 28. En effet, lorsque la vis sans fin 12 tourne dans le sens dans lequel elle commande le déplacement d'arrière en avant du premier vers le second tronçon, le patin 24 tend à tourner dans le second tronçon 28, dans le sens des aiguilles d'une montre en considérant la figure 4, jusqu'à ce que l'une de ses faces longitudinales 42 arrive en appui contre une première 46 des butées d'arrêt qui délimitent le bord 44 en arc de cercle du second tronçon 28. Cette face de butée 46 est agencée de manière que le palier 41 effectue un quart de tour entre ses positions représentées respectivement aux figures 3 et 4. Le patin 24 n'est plus alors susceptible de pivoter autour de l'axe 32 ni de se translater à l'intérieur du second tronçon 28 de sorte que la roue 16 se trouve totalement immobilisée. Il est alors nécessaire d'arrêter le moteur électrique 13 soit en ayant détecté l'arrivée du patin 24 dans cette position, soit en détectant une variation brutale du couple fourni par le moteur électrique 13. On peut ensuite ramener l'arbre de sortie 22 vers sa position initiale représentée à la figure 2 en inversant le sens de rotation de la vis sans fin 12. En partant de la position représentée à la figure 4, le patin 24 pivote alors dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en considérant cette figure, jusqu'à sa position représentée à la figure 3 dans laquelle l'une de ses faces longitudinales 42 arrive en appui contre la deuxième 48 des butées d'arrêt du second tronçon 38. Dans cette position, le patin 24 est orienté de manière que ses faces longitudinales 42 sont orientées parallèlement aux bords longitudinaux 40 du premier tronçon 36 de la lumière de commande 28, en regard de l'extrémité longitudinale avant 37 du premier tronçon 36 qui débouche dans le second tronçon 38. Par l'action de la seconde butée d'arrêt 48, le patin 24 est empêché de pivoter autour de son axe A2 si bien que le mouvement de rotation de la vis 12 est transformé en un mouvement de translation, d'arrière en avant, de la roue 16. Le patin 24 tend alors à s'engager de nouveau dans le premier tronçon 38 de la lumière de commande 28 et continue ainsi jusqu'à l'arrivée dans sa position initiale représentée à la figure 2. L'actionneur selon l'invention permet donc d'utiliser le seul mouvement de rotation de la vis sans fin, sans changement de sens, pour provoquer deux mouvements consécutifs de l'arbre de sortie 22. En inversant le mouvement de rotation de la vis, on inverse les deux mouvements consécutifs de l'arbre de sortie 22 pour le ramener à sa position initiale. On a représenté de manière schématique sur la figure 5 un exemple d'application dans lequel l'actionneur 10 selon l'invention est particulièrement utile. On a représenté sur la figure 5 un antivol pour une colonne de direction 50 de véhicule automobile. La colonne 50 comporte un arbre de colonne sur lequel est montée une roue dentée 52 qui lui est coaxiale et qui en est solidaire en rotation. L'antivol comporte essentiellement un pignon 54, d'axe A4 parallèle à l'axe A3 de la colonne 50, qui est monté à rotation autour de son axe A4 sur un support coulissant 56. Le support coulissant 56 se déplace parallèlement à une direction tangente de la couronne dentée 52 entre une position dégagée (non représentée) et une position engagée représentée à la figure 5, dans laquelle le pignon 54 engrène avec la couronne 52. Lorsque le pignon 54 est en position dégagée, il est libre en rotation autour de son axe A4 et l'antivol est alors dans son état déverrouillé. Pour mettre en oeuvre l'antivol, on commande le déplacement en translation du coulisseau 56 vers la position d'engagement du pignon 54. Lorsque les dents du pignon 54 arrivent au contact de celles de la couronne 52, le pignon 54 peut tourner sur lui-même pour permettre la poursuite du mouvement de translation du coulisseau 56. Lorsque le coulisseau 56 a atteint la position dans laquelle l'entraxe entre les axes A3, A4, respectivement de la colonne 50 et du pignon 54, est minimal, un dispositif 58 d'immobilisation en rotation du pignon 54 autour de son axe A4 est mis en oeuvre. Le dispositif d'immobilisation 58, qui peut être par exemple un limiteur de couple à embrayage multidisques agencé selon l'axe A4 du pignon 54 est commandé par l'intermédiaire de deux cames 60 qui sont montées à rotation par rapport au coulisseau 56 autour d'un axe A5 perpendiculaire et concourant avec les axes A3 et A4 de la colonne 10 et du pignon 54. Pour la mise en oeuvre du limiteur de couple, il suffit de faire pivoter les cames 60 un quart de tour autour de leur axe de rotation A5. Dans cet exemple, I'entraîneur 10 selon l'invention permet de commander à l'aide d'un seul moteur l'ensemble des déplacements nécessaires à la mise à l'état de condamnation de l'antivol. En effet, en disposant l'actionneur 10 décrit précédemment de telle sorte que l'axe A2 de la roue 16 coïncide avec l'axe de rotation A5 des cames 60, I'arbre de sortie 22 peut à la fois commander la translation du support coulissant 56 et la rotation des cames 60, à l'aide5 du seul moteur électrique 13. Eventuellement, on peut relier le palier de guidage 26 de l'actionneur 10 au coulisseau 56 pour faire en sorte que les efforts induits sur l'arbre de sortie 22 et sur la roue 16 lors de la translation soient symétriques par rapport à la vis d'entraTnement 12. Avantageusement, on réalise à coup sûr et à faible coût la o nécessaire séquence des deux mouvements de translation et de rotation qui évite que l'on ne bloque le pignon 54 en rotation avant qu'il n'ait atteint sa position correcte d'engrènement et, inversement, qui évite que l'on tente de dégager le pignon 54 avant de l'avoir libéré en rotation. REVENDICATIONS 1. Actionneur à roue et vis sans fin, du type dans lequel un mouvement d'entrée est transformé en deux mouvements successifs de translation et de rotation d'un arbre de sortie (22), caractérisé en ce que la roue (16) comporte un patin de commande (24) qui est fixe par rapport à la roue (16) et qui se déplace dans une lumière de commande (28) prévue à cet effet dans un corps fixe (14) de l'actionneur (10), en ce que la lumière (28) comporte un premier tronçon rectiligne (36), dans lequel le patin de commande (24) de la roue (16) coulisse en autorisant une translation de la roue (16) selon une direction parallèle à l'axe (A1) de la vis (12) et dans lequel le patin (24) bloque toute rotation de la roue (16) autour de son axe (A2), et qui se prolonge par un second tronçon (38) dans lequel le patin (24) pivote pour autoriser la rotation de la roue (16) autour de son axe (A2) tout en l'immobilisant en translation, et en ce que l'arbre de sortie (22) est agencé selon l'axe (A2) de la roue (16) et est solidaire en rotation de la roue (16). 2. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second tronçon (38) de la lumière de commande (28) comporte un bord (44) en arc de cercle d'axe parallèle à celui de la roue (16) et dont le diamètre est sensiblement égal à la plus grande dimension du patin de commande (24) dans un plan perpendiculaire à l'axe (A2) de la roue (16). 3. Actionneur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second tronçon (38) de la lumière de commande (28) comporte une butée d'arrêt (46) en rotation du patin (24) qui limite la course angulaire du patin (24) et de la roue (16) quand celle-ci est sollicitée par la vis (12) dans le sens dans lequel le patin (24) parcourt la lumière de commande (28) du premier (36) vers le second tronçon (38), de manière à former un butée de fin de course angulaire de l'arbre de sortie (22). 4. Actionneur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second tronçon (38) de la lumière de commande comporte une butée d'arrêt (48) en rotation du patin (24) qui limite la course angulaire du patin (24) et de la roue (12) lorsque celle-ci est sollicitée par la vis (12) dans le sens dans lequel le patin (24) parcourt la lumière de commande (28) du second tronçon (38) vers le premier (36), de manière à déterminer une position angulaire du patin (24), à l'intérieur du second tronçon (38), à partir de laquelle il est ensuite susceptible de pénétrer dans le premier tronçon (36). 5. Actionneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la course angulaire de l'arbre de sortie (22) qui est délimitée par les butées d'arrêt (46, 48) est sensiblement égale à un quart de tour. 6. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis sans fin (12) est entraînée en rotation autour de son axe (A2) par un moteur électrique (13). 7. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que la vis sans fin est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un câble. 8. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue (16) est montée à rotation dans un palier de guidage (26) qui coulisse dans une lumière de guidage (30) du corps fixe (14) de l'actionneur (10), et en ce que la lumière de guidage (30) s'étend selon une direction parallèle à celle du premier tronçon (36) de la lumière de commande (28). 9. Actionneur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la roue (16) et la vis sans fin (12) sont agencées à l'intérieur d'un boîtier (14) qui comporte deux parois latérales (18, 20) parallèles à la direction de l'axe (A1) de la vis (12), en ce que l'arbre de sortie (22), qui est solidaire de la roue (16) en rotation autour de leur axe commun (A2), porte, d'un côté de la roue (16), le patin de commande (24) qui est solidaire en rotation de l'arbre (22) et qui est reçu dans la lumière de commande (28) formée dans une (18) des parois latérales, et, de l'autre côté de la roue (16), le palier de guidage (26) qui est libre en rotation sur l'arbre de sortie (22) et qui est reçu dans la lumière de guidage (30) agencée dans l'autre paroi, et en ce que l'arbre (22) comporte une extrémité axiale qui est saillante par rapport au boîtier (14) de actionneur (10) et qui est reliée à un organe (56, 60) dont les déplacements sont commandés par l'actionneur (10). 10. Antivol pour une colonne de direction (50) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est commandé par l'arbre de sortie (22) d'un actionneur (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Antivol selon la revendication 10, caractérisé en ce que la colonne de direction (10) comporte une couronne (52) qui est solidaire d'un arbre de la colonne (10) en rotation autour de leur axe commun (A3), en ce que l'antivol comporte un pignon (54), d'axe (A4) parallèle à l'axe (A3) de la colonne (50) et de la couronne (10), qui est monté à rotation sur un support coulissant (56), en ce que le support coulissant (56) est susceptible d'être déplacé en translation par l'arbre de sortie (22) de l'actionneur (10) entre une position dégagée du pignon (54) et une position engagée du pignon (54) dans laquelle ce dernier engrène avec la couronne (52) de la colonne (50), en ce qu'il est prévu des moyens (58) d'immobilisation du pignon (54) en rotation autour de son axe (A4) par rapport au support (56) pour bloquer l'arbre de la colonne (10) en rotation lorsque le pignon (18) est en position engrenée, et en ce que les moyens d'immobilisation (58) sont commandés par une came pivotante (60) qui est montée à rotation sur le support (56) et qui est solidaire de l'arbre de sortie (22) de l'actionneur (10).