Brevet FR2767165A1 — publié le 19990212

PERFECTIONNEMENT POUR DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT ROTATIF DE TYPE JOINT HOMOCINETIOUE ET DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN ORGANE MOBILE MUNI DE CE DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif de transmission de type homocinétique et plus particulièrement un perfectionnement apporté à ce type de dispositif. Elle concerne également un dispositif de commande d'éléments mobiles d'abri ou de protection tels que des stores ou des volets roulants munis d'un tel dispositif de transmission. Il existe de nombreux types de joints homocinétiques destinés à la transmission d'un mouvement rotatif entre deux axes de rotation non coaxiaux ainsi qu'un grand nombre de domaines d'application différents pour ceux-ci. Parmi les plus connus, on peut citer le joint de Cardan ou joint de Hooke utilisé notamment dans le domaine de l'industrie automobile. Il existe également d'autres types de joints homocinétiques tels que ceux constitués par une articulation de type rotule dont la tête de rotule et le logement de rotule sont chacun solidaire d'un des axes de rotation. Selon ce type de joint, la tête et le logement de rotule sont munis chacun d'un ensemble de chemins de billes disposés en regard et permettant grâce à ces chemins et à des billes de liaison de transmettre le mouvement de rotation désiré d'un axe à l'autre. Cependant, de tels dispositifs à rotule présentent malgré leur technicité des inconvénients liés à leur mise en oeuvre, et ce, notamment dans certains domaines d'activité. En effet, ces dispositifs ne permettent pas notamment lorsque l'un des axes de rotation est libre d'obtenir une transmission satisfaisante du mouvement rotatif et de maintenir ledit axe de rotation en position active. Ainsi, la présente invention a pour objectif de palier aux inconvénients précités par des moyens simples, fiables et peu onéreux afin de permettre l'utilisation des dispositifs de joints de types homocinétiques à rotule dans des domaines d'application particuliers tels que les dispositifs de commande manuelle d'éléments mobiles d'abri ou de protection comme, par exemple, des stores, volets roulants ou autres. Ainsi, selon sa caractéristique principale, le dispositif de transmission d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande et un axe secondaire non coaxiaux du type joint homocinétique comporte une chape d'articulation à l'intérieur de laquelle sont disposés une tête de rotule mâle et un logement de rotule femelle portés chacun par l'un des axes du dispositif et coopérant ensemble par l'intermédiaire d'un ensemble de billes de liaison mobiles dans un ensemble de rainures ou gorges disposées sur la tête de rotule et sur son logement respectif, et est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de positionnement et de retenue solidaires de la chape d'articulation et destinés à maintenir la tête de rotule dans son logement de rotule respectif en position active de coopération. Selon une autre caractéristique, le dispositif de transmission d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande et un axe secondaire non coaxiaux du type joint homocinétique est caractérisé en ce que les moyens de positionnement et de retenue sont constitués par un organe de retenue solidaire de la chape d'articulation par l'intermédiaire de moyens de liaison et de fixation. Selon une caractéristique complémentaire, le dispositif de transmission d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande et un axe secondaire non coaxiaux du type joint homocinétique selon l'invention est caractérisé en ce que l'organe de retenue comporte une surface de butée destinée à coopérer avec la tête de rotule par l'intermédiaire des billes de liaison de manière à empêcher tout déplacement intempestif de la tête de rotule de sa position de coopération active. Selon une mode de réalisation préféré du dispositif de transmission d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande et un axe secondaire non coaxiaux du type joint homocinétique selon l'invention, la surface de butée est constituée par une portion de calotte sphérique destinée à être positionnée dans le prolongement du logement en creux hémisphérique constituant la face interne du logement de rotule, ledit logement étant porté par un axe monté libre en rotation et bloqué en translation axiale dans la chape d'articulation. Selon ce mode de réalisation préféré du dispositif de transmission, la portion de calotte sphérique possède un diamètre égal au jeu près de fonctionnement à la demie somme des diamètres de la tête de rotule et de son logement augmentée du diamètre des billes. Selon une caractéristique complémentaire, le dispositif de transmission d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande et un axe secondaire non coaxiaux du type joint homocinétique comporte une bague de retenue d'épaisseur égale à la différence des diamètres de la tête de rotule et de son logement, destinée à maintenir les billes dans les chemins de billes du dispositif et dont les moyens de mise en place sont constitués par des fentes de clipsage reliant un bord latéral de ladite bague à un logement de billes destiné à recevoir au moins une bille de liaison. Par ailleurs, l'invention concerne également un dispositif de commande d'un organe mobile d'abri ou de protection tel qu'un store ou un volet roulant du type comportant un dispositif de transmission selon l'invention, ledit dispositif de transmission étant disposé entre un axe de commande du dispositif de déroulement de l'organe mobile et un organe de commande tel qu'une manivelle. Selon cette variante d'exécution, le dispositif de commande d'un organe mobile d'appui ou de protection est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'accrochage et de retenue de la manivelle constitués par les moyens de positionnement et de retenue du dispositif de transmission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre au regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures I à 8 illustrent le mode de réalisation préféré et des variantes d'exécution du dispositif de transmission selon l'invention ainsi qu'un dispositif de commande d'un organe mobile utilisant ce dispositif de transmission. La figure 1 représente en perspective le dispositif de transmission. La figure 2 représente en coupe longitudinale le dispositif de transmission. La figure 3a représente en vue latérale l'élément de rotule mâle. La figure 3b illustre en coupe transversale un chemin de billes de l'élément de rotule mâle. La figure 3c illustre en coupe longitudinale un chemin de billes de l'élément de rotule mâle. La figure 4a illustre en coupe longitudinale l'élément de rotule femelle. La figure 4b représente en vue de face le logement de rotule. La figure 4c illustre un chemin de billes du logement de rotule en coupe transversale. La figure Sa représente en coupe longitudinale la bague de retenue et des billes de liaison. La figure 5b illustre en vue latérale la bague de retenue et une bille de liaison. La figure 5c illustre en vue latérale l'élément de rotule mâle muni de sa bague de retenue et des billes de liaison. La figure 6a représente en vue de face une variante d'exécution du dispositif de transmission. La figure 6b illustre en coupe longitudinale l'organe de retenue du dispositif de transmission. La figure 7 illustre en coupe longitudinale une variante d'exécution utilisant une combinaison de joints homocinétiques à rotule. La figure 8 représente en perspective un dispositif de commande d'un organe mobile d'abri ou de protection utilisant un dispositif de transmission selon l'invention. Selon l'invention, le dispositif de transmission d'un mouvement de rotation entre deux axes non coaxiaux portant la référence générale (1) est du type joint homocinétique à rotule. Ce dispositif de transmission (1) est destiné à permettre la transmission d'un mouvement de rotation (col, 02) entre deux axes de rotation, à savoir, un axe principal de commande (2) et un axe de rotation secondaire (3) tel qu'illustré figure 1. Il comporte une chape d'articulation (6) à l'intérieur de laquelle sont disposés une tête de rotule (7) ou rotule mâle et un logement de rotule (8) ou rotule femelle, solidaires chacun d'un des axes de rotation (2, 3) du dispositif. La rotule mâle (7) et la rotule femelle (8) sont destinées à coopérer ensemble par l'intermédiaire d'un ensemble de rainures ou gorges (10, 11) appelées également chemins de billes et de billes de liaison (9), comme le montrent les figures 1 et 2. Selon l'invention, le dispositif comporte des moyens de positionnement et de retenue (MPR) solidaires de la chape d'articulation (6) et destinés à maintenir la rotule mâle (7) et la rotule femelle (8) en position de coopération active. Ainsi, l'un des axes de rotation (2, 3) du dispositif (1) peut être libre et n'être retenu à son extrémité que par l'articulation constituant le joint homocinétique (1), ladite articulation étant son seul point d'ancrage, tandis que l'autre axe est monté pivotant dans la chape (6) autour d'une direction (XX'). De ce fait, cet axe de rotation (2) peut prendre une multitude de positions angulaires par rapport à l'autre axe de rotation (3) du dispositif qui est monté pivotant dans la chape d'articulation (6). Selon le mode de réalisation préféré du dispositif, la tête de rotule ou élément de rotule mâle (7) est disposée sur l'une des extrémités de l'axe principal de commande (2) dont on veut transmettre le mouvement de rotation, tandis que le logement de rotule (8) ou élément de rotule femelle est disposé à une extrémité de l'axe secondaire (3) destiné à être entraîné en rotation autour de son axe (XX'), ledit axe secondaire étant monté libre en rotation autour de l'axe (XX') dans la chape d'articulation (6) mais bloqué en translation dans ladite chape. Selon l'invention, les moyens de positionnement et de retenue (MPR) permettent le maintien de l'axe principal (2) dans une position où sa tête de rotule (7) coopère activement avec le logement (8) de l'axe secondaire (3) de manière à ce que ledit axe principal (2) puisse prendre dans un plan comportant les deux axes une multitude de positions angulaires (out) différentes par rapport à la direction (xi') de l'axe secondaire (3) sans cesser ladite coopération. Notons que la position angulaire (a) du dispositif est illustrée dans un plan longitudinal médian (P), cependant il va de soi que l'articulation étant de type rotule, les positions angulaires sont définies dans l'espace et donc dans une multitude d'autres plans. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de positionnement et de retenue (MPR) sont avantageusement constitués par un organe de retenue (12) solidaire de la chape d'articulation (6) par l'intermédiaire de moyens de liaison et de fixation (MF). Selon le mode de réalisation préféré, le dispositif de transmission (1) du type joint homocinétique à rotule présente de manière connue en soi une tête de rotule (7) constituée par une partie sphérique (15) de diamètre (D1) portée par l'axe principal (2) ou solidaire dudit axe par l'intermédiaire d'un tenon de fixation. La partie sphérique (15) peut être tronquée à son extrémité arrière afin de faciliter sa fixation sur son axe (2), comme le montre la figure 3a. Elle comporte sur sa paroi externe un ensemble de gorges (10) appelées également chemins de bille. Lesdites gorges s'étendent chacune sur une portion de fuseau de la partie sphérique (15) de manière symétrique de part et d'autre du plan diamétral médian (T) orthogonal à l'axe (2) tel qu'illustré figure 3a et 3b. La longueur (L1) desdites gorges est calculée en fonction des conditions de fonctionnement du dispositif telle que la valeur maximale pouvant être prise par l'angle a entre les deux axes (2, 3) lors du fonctionnement du dispositif, par exemple, de manière à autoriser le déplacement nécessaire au travail de transmission des billes de liaison (9) le long des gorges (10). Selon le mode de réalisation donné à titre d'exemple, la tête de rotule (7) possède quatre chemins de billes (10) régulièrement répartis sur la périphérie de sa partie sphérique (15). Il va de soi que le nombre, et donc l'espacement des chemins de billes, pourraient fort bien être différents sans pour autant sortir du champ de protection revendiqué de l'invention. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le logement de rotule (8) ou élément de rotule femelle est constitué de manière connue en soi par un logement en creux (18) de forme hémisphérique de diamètre (D2) portant également un ensemble de gorges (11) s'étendant du fond du logement (B) ou pôle de la partie hémisphérique jusqu'au bord périphérique (22) du logement le long de fuseaux, tel qu'illustré figures 4a et 4b. Notons que le nombre et la répartition des gorges (11) du logement en creux correspondent avantageusement à ceux de l'ensemble de gorges (10) de l'élément de rotule mâle (7). Par ailleurs, le dispositif de transmission (1) du type joint homocinétique comporte une bague de retenue (17) illustrée figures 5a, 5b et 5c. La bague est destinée à maintenir les billes de liaison (9) dans les chemins de billes (10, 11) des éléments de rotule mâle et femelle (7, 8) de manière à ce que lesdites billes puissent transmettre le mouvement de rotation des gorges (10) de l'élément de rotule mâle aux gorges (11) de l'élément de rotule femelle, tout en s'adaptant par leur déplacement à l'intérieur de ces ensembles de gorges à l'angle de fonctionnement Oc entre les axes de rotation (2, 3) du dispositif. La bague de retenue (17) a la forme d'un anneau de diamètre interne égal au diamètre (D1) de la tête de rotule (7) et de diamètre externe égal au diamètre (D2) du logement de rotule (8). Elle comporte sur sa périphérie des logements de billes (19) de forme circulaire régulièrement espacés et dont le nombre est avantageusement égal au nombre des chemins de billes (10, 11) des éléments de rotule mâle ou femelle afin de permettre le maintien des billes (9) dans lesdits chemins (10, 11) du dispositif de manière à les maintenir en regard les uns des autres lors de la rotation de l'élément de rotule mâle (7) et de l'élément de rotule femelle (8). Selon le mode de réalisation donné à titre d'exemple, la bague de retenue (17) est d'épaisseur (e) égale à la différence entre les diamètres des éléments de rotule femelle et mâle (7, ö). Elle est exécutée en matière souple et déformable. Elle possède également des moyens de mise en place destinés à permettre son installation autour de la rotule mâle ainsi que le positionnement des billes de liaison (9) dans ses logements (19). Lesdits moyens sont avantageusement constitués par des fentes de clipsage (20) reliant les logements (19) à un bord latéral (21) de la bague (17) comme le montre les figures 5b et 5c. La largeur (L2) de la bague de retenue (17) est choisie en fonction du nombre de billes (9) que l'on veut disposer et de leur diamètre (D4). Notons que les logements de billes (19) pourraient être destinés à retenir plusieurs billes de liaison (9) dans un même logement. Par ailleurs, les bords périphériques (19a) des logements (19) sont avantageusement biseautés, comme le montre la figure Sa, de manière à permettre une retenue des billes dans les gorges (10) de l'élément de rotule mâle (7) lors de l'installation de la bague de retenue (17) sur celui-ci. Le montage du dispositif consiste ensuite à disposer ledit élément de rotule et sa bague de retenue dans le logement de rotule (8) correspondant en faisant coïncider leurs chemins de billes respectifs, puis à mettre en place grâce aux moyens de liaison et de fixation (MF) les moyens de positionnement et de retenue (MPR) sur la chape d'articulation (6) afin de maintenir les éléments de rotule mâle et femelle (7, 8) en position active de coopération. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les chemins de billes 11) des éléments de rotule mâle et femelle (7, 8) possèdent un profil transversal de forme circulaire de diamètre (D5) égal au diamètre (D4) des billes (9) choisies avec un léger jeu de fonctionnement. Lesdits profils de gorges sont identiques et correspondent à un arc de cercle de diamètre D2 dont le centre est situé à une distance de la paroi externe de la tête de rotule (7) ou du logement (8) correspondant à la demie épaisseur de la bague de retenue (e/2), comme le montrent les figures 3b et 4c. A leurs extrémités longitudinales, les gorges (10) possèdent des parties de dégagement (23) inclinées, tel qu'illustré figure 3c. Il va de soi que les dimensions et les formes des différents éléments constitutifs tels que la bague de retenue, les billes de liaison et les chemins de bille pourraient être différents, sans pour autant sortir du champ de protection revendiqué de l'invention. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de positionnement et de retenue (MPR) destinés à maintenir la coopération entre les éléments de rotule (7, 8) et à retenir ainsi l'axe principal de commande (2) solidaire du dispositif de transmission (1), sont constitués par un organe de retenue (12) présentant une surface de butée (14). L'organe de retenue est constitué par une visière (12) fixée par l'intermédiaire de vis de fixation (24) sur la chape d'articulation (6), sa surface de butée (14) est constituée par une portion de calotte sphérique destinée à être disposée dans le prolongement du logement hémisphérique (18) de la rotule femelle (8) grâce aux moyens de liaison et de fixation (MF) de manière à être centré sur le centre (G) des parties sphériques respectives des éléments de rotule (7, 8) tel qu'illustré figure 6a et 6b. Notons par ailleurs que les moyens de liaison et de fixation sont avantageusement de type amovibles afin de permettre l'enlèvement de l'organe de retenue (12) de manière à permettre l'accès au mécanisme de l'articulation proprement dit. La portion de calotte sphérique (14) est de diamètre (D3) égale au jeu de fonctionnement près à la demie somme des diamètres (D1, D2) des éléments de rotule (7, 8) augmentée du diamètre (D4) des billes de liaison (9) (D3 = (D1 + D2) /2 + D4). Ainsi, lors de la transmission du mouvement rotatif, les billes de liaison (9) peuvent parcourir la surface de butée (14) de la visière (12) de manière à empêcher tout mouvement de la tête de rotule (7) hormis ses différentes rotations propres. Notons que la surface de butée (14) permet avantageusement de limiter l'angle de fonctionnement Oc grâce à son bord périphérique inférieur (14a) et peut ainsi empêcher les axes de rotation (2, 3) de se repositionner en position coaxiale comme lors du montage de l'élément de rotule dans son logement. Le bord périphérique (14a) de la visière (12) constituant un limiteur d'angle du dispositif est avantageusement incurvé dans sa partie centrale afin de faciliter la rotation de l'axe principal lorsqu'il se trouve en butée. Les matériaux utilisés pour réaliser la plupart des éléments constitutifs du dispositif de transmission (1) sont des matériaux rigides tels que des matériaux plastiques, des aciers ou des alliages métalliques, par exemple et peuvent être obtenus par divers procédés de fabrication, moulage, usinage, extrusion ou autre. De plus, certaines pièces comme, par exemple, la surface de butée de l'organe de retenue peuvent comporter un traitement de surface, notamment pour réduire les frottements et améliorer ainsi les paramètres mecaniques caractéristiques de la transmission du mouvement de rotation. Notons que selon le mode de réalisation du dispositif de transmission, la chape d'articulation (6) peut être de formes diverses telle que parallèlépipèdique comme le montre la figure 1 ou cylindrique en forme de barillet comme l'illustre la figure 6a. Par ailleurs, il peut être intéressant de combiner deux dispositifs du type décrit précédemment lorsque l'application concerne une transmission dont l'angle Oc formé par les axes d'entrée et de sortie, est supérieur à une valeur limite oW, ladite valeur limite étant fonction des caractéristiques dimensionnelles des différents éléments constitutifs du dispositif et correspondant à l'angle de fonctionnement maximum que peuvent prendre les axes d'entrée et de sortie. Selon cette combinaison, les axes d'entrée et de sortie (30, 31) sont munis chacun d'un des éléments de rotule mâle (7a, 7b), et l'axe de transmission (32) disposé entre les deux axes (30, 31) coopère avec ceux-ci par l'intermédiaire d'éléments de rotule femelle (8a, 8b) disposés à chacune de ses extrémités, ledit axe de transmission (32) étant monté libre en rotation mais bloqué en translation à l'intérieur de la chape (6), comme le montre la figure 7, ladite chape comporte des organes de retenue (12a, 12b) du type précédemment décrits fixés à chacune de ses extrémités. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention illustré figure 8, le dispositif de transmission (1) est destiné à être disposé dans un dispositif mécanique de commande (40) d'un élément mobile d'abri ou de protection (41) tel qu'un store, un volet roulant ou autre. Le dispositif de transmission (1) est avantageusement disposé entre l'axe de commande non représenté du dispositif de déroulement du store (41) et l'organe manuel de commande proprement dit constitué d'une manivelle flottante (42) de type connu en soi et dont l'axe (45) constitue l'axe principal de commande (2) du dispositif de transmission (1). Les moyens de positionnement et de retenue (MPR) permettent ainsi de retenir l'organe manuel de commande (42) solidaire dudit dispositif de transmission et constituent ainsi des moyens d'accrochage et de retenue dudit organe de commande. Selon ce mode de réalisation, on peut noter que le dispositif de transmission (1) peut être constitué avantageusement d'une combinaison de joints homocinétiques à rotule tels que décrits précédemment, dont les éléments constitutifs sont réalisés en acier ou tout autre matériau métallique ou plastique, par exemple. Selon une variante non représentée, le ou les organes de retenue peuvent être composés non plus d'une portion de calotte sphérique, mais d'une bague de butée annulaire. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission (1) d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande (2) et un axe secondaire (3) non coaxiaux du type joint homocinétique, ledit dispositif de transmission (1) comportant une chape d'articulation (6) à l'intérieur de laquelle sont disposés une tête de rotule mâle (7) et un logement de rotule femelle (8) portés chacun par l'un des axes (2, 3) du dispositif et coopérant ensemble par l'intermédiaire d'un ensemble de billes de liaison (9) mobiles dans un ensemble de rainures ou gorges (10, 11) disposées sur la tête de rotule (7) et sur son logement (8) respectif, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de positionnement et de retenue (MPR) solidaires de la chape d'articulation (6) et destinés à maintenir la tête de rotule (7) dans son logement de rotule (8) respectif en position active de coopération. 2. Dispositif de transmission (1) d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande (2) et un axe secondaire (3) non coaxiaux du type joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de positionnement et de retenue (MPR) sont constitués par un organe de retenue (12) solidaire de la chape d'articulation (6) par l'intermédiaire de moyens de liaison et de fixation (MF). 3. Dispositif de transmission (1) d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande (2) et un axe secondaire (3) non coaxiaux du type joint homocinétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de retenue (12) comporte une surface de butée (14) destinée à coopérer avec la tête de rotule (7) par l'intermédiaire des billes de liaison (9) de manière à empêcher tout déplacement intempestif de la tête de rotule (7) de sa position de coopération active. 4. Dispositif de transmission (1) d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande (2) et un axe secondaire (3) non coaxiaux du type joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de butée (14) est constituée par une portion de calotte sphérique destinée à être positionnée dans le prolongement du logement en creux hémisphérique (1O) constituant la face interne du logement de rotule (8), ledit logement (8) étant porté par un axe (2, 3) monté libre en rotation et bloqué en translation axiale dans la chape d'articulation (6). 5. Dispositif de transmission (1) d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande (2) et un axe secondaire (3) non coaxiaux du type joint homocinétique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la portion de calotte sphérique (14) possède un diamètre (D3) égal au jeu près à la demie somme des diamètres (D1) et (D2) de la tête de rotule et de son logement (7, 8) augmentée du diamètre (D4) des billes. 6. Dispositif de transmission (1) d'un mouvement de rotation entre un axe principal de commande (2) et un axe secondaire (3) non coaxiaux du type joint homocinétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une bague de retenue (17) d'épaisseur (e) égale à la différence des diamètres (D1) et (D2) de la tête de rotule (7) et de son logement (8) destinée à maintenir les billes (9) dans les chemins de billes (10, 11) du dispositif et dont les moyens de mise en place sont constitués par des fentes de clipsage (20) reliant un bord latéral (21) de ladite bague (17) à un logement de billes (19) destiné à recevoir au moins une bille de liaison (9). 7. Dispositif de commande (40) d'un organe mobile d'abri ou de protection (41) tel qu'un store ou un volet roulant du type comportant un dispositif de transmission (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit dispositif de transmission étant disposé entre un axe de commande (43) du dispositif de déroulement (44) de l'organe mobile et un organe de commande (42) tel qu'une manivelle. 8. Dispositif de commande (40) d'un organe mobile d'appui ou de protection (41) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'accrochage et de retenue de la manivelle constitués par les moyens de positionnement et de retenue (MPR) du dispositif de transmission (1).