Brevet FR2817282A1 — publié le 20020531

La présente invention concerne un engrenage à pignons coniques pour volets roulants, dont le dispositif qui freine tout mouvement rétrograde de son pignon de sortie vers son pignon d'entrée ne génère pas d'encombrement. Les engrenages à pignons coniques sont associés généralement à une tringle, pourvue d'une manivelle pour actionner la rotation du tube d'enroulement des volets roulants. L'enroulement s'effectue dans un caisson placé au-dessus de la baie et la tringle est reliée par un cardan à une tige, de section habituellement polygonale, qui traverse le fond du caisson selon une direction fixe perpendiculaire à l'axe du tube d'enroulement, cette tige s'enfilant dans une cavité préhensile placée à la base du pignon entraîneur. Le cardan, tenu par une platine fixée sous le caisson, autorise les oscillations de la tringle dues à l'action manuelle, l'opérateur tenant, en effet, d'une main cette tringle et de l'autre la manivelle. La manoeuvre est facilitée par une démultiplication adéquate des pignons faisant que le pignon entraîneur, lié à la tige de commande, est toujours plus petit que celui lié au tube d'enroulement. L'angle au sommet du tronc de cône primitif du petit pignon est donc faible, celui du grand pignon, complément à 1800 de l'angle du petit pignon, donne à ce grand pignon l'aspect d'un disque couronné par une denture circulaire proche de la platitude. D'autre part, il importe que l'on puisse maintenir le volet ouvert en toute position, sans que son poids n'entraîne sa retombée avec une rotation inopinée de la manivelle, il est donc nécessaire d'interposer, entre le tube d'enroulement et sa commande, un dispositif de freinage qui rend irréversible la rotation du tube lorsque celle-ci n'est pas due à une sollicitation venant de la commande. Pour cela, on adjoint le plus souvent à la base du petit pignon un manchon qui capte le mouvement de la tige de commande qui traverse le caisson, lequel entraîne ensuite, par poussée, la rotation du petit pignon. Ce manchon est placé au centre d'un petit ressort hélicoïdal lui-même contenu dans un cylindre fixe. Le ressort soumis à un léger serrage dans le cylindre, comporte des extrémités en forme de crochets rentrants qui s'opposent diamétralement. Lorsque le manchon tourne, celui-ci tire sur l'intérieur de l'un ou l'autre des crochets et une pale arrondie issue de la base du petit pignon occupe, dans le ressort, l'espace situé entre les dos des crochets du ressort. Ainsi, lorsque la tige de commande est activée, le manchon commence par desserrer le ressort en tirant sur l'un de ses crochets avant d'entraîner la rotation du petit pignon en poussant sur sa pale, le ressort glissant alors dans le cylindre. Par contre, toute sollicitation contraire allant du petit pignon vers le manchon est entravée car une poussée sur les extrémités du ressort a tendance à le gonfler, ce qui génère un accroissement de la friction dans le cylindre et donc un blocage. Enfin, le cylindre du dispositif de freinage et le petit pignon sont maintenus dans un support qui guide ou positionne ces pièces de façon adéquate, un carter pouvant aussi envelopper l'ensemble de l'engrenage et intégrer ce support. Afin de produire ces engrenages de façon économique. les pignons sont souvent en matière plastique nécessitant un module de denture assez gros pour répondre aux besoins courants de transmission de couple, ce module, combiné au fait que le petit pignon a besoin d'un nombre minimum de dents et qu'une manoeuvre confortable du volet nécessite une réduction importante des vitesses, entraîne un diamètre élevé pour le grand pignon. Le diamètre du grand pignon est encore accru si on adjoint à sa périphérie un grain servant de butée de fin de course, lequel rencontre après coïncidence cyclique, en fin de fermeture, un autre grain accolé la base du petit pignon. L'ajout de cette fonction de fin de course à l'engrenage accentue la gêne due à son encombrement. Plus aggravant encore, le dispositif de freinage qui est généralement accolé à la base du petit pignon forme un débordement radial qui, si l'on veut maintenir le centrage du tube d'enroulement dans le caisson, équivaut à un agrandissement diamétral du double de ce débordement, cette augmentation s'ajoutant à celle de la fonction de fin de course. Il existe bien des engrenages dont le dispositif de freinage est placé entre le grand pignon et le tube d'enroulement pour éviter son débordement hors de la périphérie du grand pignon, mais ce dispositif doit alors être beaucoup plus puissant, puisqu'il doit maîtriser un couple non diminué par le rapport de démultiplication des pignons. Ce type d'engrenage est donc plus onéreux, et en outre, moins polyvalent pour des raisons qui sont évoquées plus loin. L'invention remédie à l'inconvénient généré par l'encombrement du dispositif de freinage, lorsque celui-ci coopère avec le petit pignon, mais elle apporte aussi d'autres avantages. Un engrenage selon celle-ci possède donc deux pignons coniques de diamètres inégaux, le petit pignon, contrôlé par un dispositif de freinage, entraînant la rotation du plus grand pignon, ce dernier étant lié au tube d'enroulement. Le dispositif de freinage comporte les appareils classiques que sont un cylindre fixe contenant un ressort hélicoïdal dont les extrémités forment des crochets rentrants diamétralement opposés, ce ressort agissant de telle sorte que, en tirant ou en poussant sur l'un ou l'autre de ses crochets d'extrémité, respectivement, il glisse ou se bloque dans le cylindre. Selon une première caractéristique de l'engrenage, le dispositif de freinage est placé dans un espace adjacent au flanc du grand pignon. Selon des modes particuliers de réalisation, - le dispositif de freinage peut comporter deux manchons, le premier, directement lié à la tige de commande, entraînant la rotation du second manchon, lequel est relié à la partie la plus étroite du tronc de cône du petit pignon par emmanchement dans une cavité dont il est pourvu, d'un bout de cylindre cannelé extérieurement qui prolonge la denture du petit pignon, le ressort de freinage contenu dans le cylindre fixe empêchant un effet rétrograde d'entraînement du premier manchon par le second, - le grand pignon peut posséder un bout d'arbre, en partie noyé dans une excavation centrale du flanc de ce pignon et enchâssé dans un palier traversant un plateau incorporé au support du petit pignon, le flanc du grand pignon glissant contre ce plateau, ce contact assurant le parallélisme des deux pièces, et leur agencement, un espace ouvert adjacent au grand pignon, - le petit pignon peut être commandé par une tige en deux parties, reliées entre elles par un cardan ou un joint flexible, dont l'extrémité se fiche dans la cavité préhensile du manchon entraîneur, lequel possède un orifice de cette cavité orienté vers le point d'intersection des axes des pignons, la cavité débouchant dans un espace propice à l'accueil du cardan ou du joint flexible, la partie antérieure de la tige de commande pouvant cheminer à partir de cet espace, adjacent au flanc du grand pignon, vers une sortie du caisson décalée par rapport à l'axe du petit pignon, - l'engrenage peut former un ensemble monobloc apte à porter le tube d'enroulement et posséder, à cet effet, une plaque destinée à sa fixation sur un support latéral, cette plaque présentant une perforation centrée sur l'axe du tube d'enroulement et ajustée au diamètre d'une vis de fixation principale, des perforations avoisinantes oblongues groupées par paires de part et d'autre de cette perforation centrale permettant une reprise de fixation bloquant l'engrenage selon un choix d'orientation pendulaire progressif, - le plateau peut être relié à la plaque de fixation de l'engrenage, d'une part, par deux colonnes formant entretoises, d'autre part, par le corps du support du petit pignon avec lequel il fait corps, - la face du grand pignon orientée vers le tube d'enroulement étant intégralement tournante, des moulages de formes diverses peuvent y être réalisés, tel un embout incorporé emboîtable directement dans le tube pour lui servir de support et générer son entraînement ou une cavité d'encastrement destinée à recevoir un axe polygonal de transmission, ainsi qu'une partie massive avoisinante incorporant une vis de serrage. Les dessins annexés illustrent l'invention. - La figure 1 est une vue, avec des coupes partielles, d'un engrenage vu de profil, le grand pignon étant représenté avec une version de moulage offrant une cavité d'encastrement pour un axe de transmission. - La figure 2 représente le manchon du dispositif de freinage captant le mouvement de la tige de commande, appelé manchon entraîneur)), dans la description qui suit, - La figure 3 représente le manchon lié au petit pignon lequel ne peut que suivre le mouvement du manchon entraîneur, du fait de l'action du ressort de freinage, - La figure 4 est une vue de face de la plaque de fixation. - La figure 5 est une vue de celle des faces du support du petit pignon appelée à coopérer avec la plaque de fixation. - La figure 6 représente un montage complet de l'engrenage placé dans un caisson avec une sortie de sa tige de commande décalée, son grand pignon étant moulé avec un manchon d'accouplement le liant directement au tube d'enroulement. En référence à ces dessins, le grand pignon (1) possède en son centre un bout d'arbre (2) partiellement noyé dans un évidemment (3) qui forme un fond de cloche dont le débouché est situé du coté qui porte sa denture (4). Le support (5) guidant le petit pignon (6) comporte un palier (7) qui reçoit le bout d'arbre (2). Un plateau (8) fait corps avec ce palier (7) et avec la partie du support (5) du pignon (6) qui guide le coté étroit de son tronc de cône, cette partie contenant un cylindre fixe (9) dans lequel est placé le dispositif de freinage. Le plateau (8) qui entoure le palier (7) a une largeur telle qu'il déborde de part et d'autre l'évidement central du grand pignon. L'accolement de ce plateau (8) à la face centrale du grand pignon (1) qui glisse sur lui en tournant, sans pouvoir s'en écarter, assure le parallélisme des deux pièces. Deux colonnes (10) issues du plateau (8) et formant entretoises, lient le palier (7) à une plaque de fixation (11), en collaboration avec le corps du support (5) du petit pignon (6) qui est également repris sur cette plaque (11). Afin que l'engrenage forme un ensemble monobloc, et que le grand pignon (1) en reste solidaire, son bout d'arbre (2) est enchâssé dans le palier (7), une rondelle (12) fixée sur sa tranche extrême créant une butée de retenue. En outre, pour obliger les dentures à s'engrener, la périphérie du grand pignon (1) est guidée par une équerre de retenue (13) issue du support (5) du petit pignon (6), le dos de la couronne dentée (4) s'appuyant sur elle. tout en glissant. Accessoirement, un anneau pourra entourer la couronne dentée (4), son flanc opposé à la denture s'appuyant sur l'équerre (13), celui bordant la denture comportant un grain saillant (14). Ce grain (14) qui coïncide au remplissage d'un creux de denture du grand pignon, en rencontrant de façon cyclique un autre grain (15) qui coïncide avec une dent du petit pignon et prolonge celleci à profil constant sous sa base, créera un blocage signalant la fin du cycle de fermeture du volet. On constate aussi que le cylindre du dispositif de freinage est placé dans l'espace adjacent au flanc du grand pignon (1). Pour agir en coopération avec lui, le dispositif comporte deux manchons coaxiaux (20. 21), l'un (20) étant le manchon entraîneur, l'autre (21) étant le manchon suiveur, le premier (20) ayant une excroissance corporelle (22) formant un secteur cylindrique, le second (21) une pale circulaire saillante (23) qui vient entourer la partie du corps du manchon entraîneur (20) non pourvue d'excroissance. La pale (23) et le corps du manchon entraîneur (20) sont placés au centre d'un ressort hélicoïdal (24) tenu serré par le cylindre fixe (9), les extrémités du ressort qui forment des crochets (25) rentrants ceinturant les bords de l'excroissance (22) du manchon entraîneur (20). La liaison entre le petit pignon (6) et le manchon suiveur (21) s'effectue par un emmanchement préhensile. Pour cela, la partie la plus étroite du tronc de cône du petit pignon (6) se prolonge par un bout de cylindre cannelé dont le profil s'inscrit dans la section de denture du pignon (6) parvenue à son plus petit module, le manchon suiveur (21) étant pourvu, de son coté, d'une cavité (26) emboîtant qui encapuchonne ce bout cannelé du pignon (6). Ces manchons entraîneur et suiveur (20,21) sont guidés dans le support du petit pignon (5) par des portées circulaires tournant dans des étages différents du support séparés par le cylindre fixe (9), le petit pignon (6) étant, pour sa part, tenu d'un coté par le manchon suiveur et guidé à sa base par un troisième étage du support. Il est à noter encore que le petit pignon, lorsqu'il est traversé en totalité par la tige de commande, doit posséder un conduit de section ronde pour ne pas offrir de préhension à la tige de commande, étant donné qu'il sera entraîné par le manchon du dispositif de freinage qui, lui seul, présente une cavité préhensile. Ces percements alignés forment un tunnel permettant un enfilage de la tige de commande par l'une ou l'autre de ses entrées. Par ailleurs, l'engrenage apporte une solution au problème de limitation d'ouverture des fenêtres dû à la position de la tringle oscillante souvent trop proche de l'axe de pivotement des ouvrants. En effet, son architecture permet que le petit pignon (6) soit placé de telle sorte qu'il engrène avec la partie supérieure du grand pignon (1), la tige de commande (18) se divisant en deux parties reliées entre elles par un cardan (17) ou un joint flexible. La partie extrême de la tige (18) est alors engagée dans la cavité préhensile du manchon entraîneur (20) par celui de ses orifices (16) qui est orienté vers le point d'intersection des axes des pignons, sa partie antérieure traversant l'espace adjacent au flanc du grand pignon (1) porteur de sa couronne dentée (14). L'orifice (16) considéré de la cavité du manchon entraîneur (20) débouche sur un espace, adjacent au flanc du grand pignon (1), apte à loger le cardan (17), du fait de l'agencement central de l'engrenage décrit plus haut. La partie antérieure de la tige de commande (18) liant ce cardan (17) à celui (19) fixé sous le caisson peut traverser obliquement par rapport au flanc du grand pignon le reste de l'espace qui lui est adjacent. La distance séparant ces cardans (17,19), étant ainsi rendue importante, il suffit d'une faible obliquité de la partie de la tige (18) qui les relie pour obtenir un déport équivalant à environ l'épaisseur de l'engrenage. Cela répond au besoin général et permet au cardan (19) fixé sous le caisson, de travailler dans des conditions très proches de la normale. Cette faculté d'orientation de la tige de commande offre l'avantage de ne pas nécessiter que le fond du caisson soit percé avec précision sur un alignement donné et permet de faire sortir la tige de commande à l'extrême limite du caisson, voire, à travers son embout. D'autres points caractéristiques de l'engrenage nécessitent encore des explications. La plaque de fixation (lt) possède une perforation centrale (27), coaxiale au tube d'enroulement, et d'autres perforations oblongues (28) jumelées qui entourent celle-ci. La perforation centrale (27) est calibrée au diamètre d'une vis de fixation principale, non représentée, qui permet d'attacher l'engrenage à un support. Les supports classiques possèdent une lumière horizontale permettant de varier la distance qui sépare le tube d'enroulement du plan formé par les glissières du volet. Les perforations oblongues (28) de la plaque de fixation (11) sont groupées par paires, de part et d'autre de la perforation centrale (27) de façon telle que l'on puisse bloquer la plaque (. i) sur le support à l'aide d'une deuxième vis reprise dans sa lumière horizontale. Le jumelage des perforations oblongues (28), de chaque coté de la perforation centrale (27) est destiné à réduire les dimensions de la plaque et à éviter sa fragilisation. Il est réalisé de telle sorte que le réglage pendulaire ne présente pas de discontinuité. Naturellement, d'autres perforations, possédant de préférence des fraisures, sont nécessaires pour l'assemblage de la plaque avec le support du petit pignon, et d'autres encore peuvent être ajoutées, destinées par exemple à la fixation d'une bride anticouple dont l'usage est décrit plus bas. Enfin, on constate que la face du grand pignon orientée vers le tube d'enroulement est entièrement tournante, y compris son centre, à la différence des engrenages dont le dispositif de freinage agit sur le grand pignon. On pourra donc lui donner toutes formes désirées au moulage, par changement d'une partie locale du moule. Ainsi, dans le cas où l'engrenage est tenu par la plaque de fixation, on aura intérêt à ce que l'accouplement du grand pignon avec le tube d'enroulement se fasse directement par un manchon (29), faisant corps avec ce pignon, qui pénètre le tube sans autre accessoire intermédiaire. Mais un autre montage est possible, celui-ci consiste à prévoir une cavité d'encastrement (30) d'un axe polygonal de transmission au centre du grand pignon (1), cette cavité (30) s'enfonçant dans son bout d'arbre (2). On aura ainsi la possibilité d'accoupler différents modèles d'embouts au même engrenage, mais également, ce dernier pourra être porté par l'axe de transmission qui le lie à l'embout. Ce cas de figure se présente lorsque l'axe de liaison traverse un palier, non représenté, qui sépare le tube d'enroulement et l'engrenage. L'engrenage n'est alors plus porteur du tube d'enroulement et ne sert qu'à commander sa rotation. Il suffit alors de bloquer sa position angulaire à l'aide d'une bride anticouple le reliant à un point dormant proche de lui. Le maintien de l'axe de liaison dans la cavité d'encastrement (30) peut, de plus, être obtenu à l'aide d'une partie massive (31) avoisinante, incorporant par la suite une vis de serrage. REVENDICATIONS 1) Engrenage destiné à la manoeuvre des volets roulants, dont les pignons sont coniques, un petit pignon entraînant la rotation d'un plus grand, lequel est lié au tube d'enroulement, le mouvement de commande étant transmis par une tige au petit pignon par l'intermédiaire d'un dispositif de freinage accolé à ce pignon qui comporte les appareils classiques que sont un cylindre fixe contenant un ressort hélicoïdal dont les extrémités forment des crochets rentrants diamétralement opposés, ce ressort agissant de telle sorte que, en tirant ou en poussant sur l'un ou l'autre de ses crochets d'extrémité, respectivement, il glisse ou se bloque dans le cylindre, caractérisé en ce que le dispositif de freinage est placé dans un espace adjacent au flanc du grand pignon (1). 2) Engrenage selon revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de freinage comporte deux manchons (20, 21), le premier (20), directement lié à la tige de commande, entraînant la rotation du second manchon (21), lequel est relié à la partie la plus étroite du tronc de cône du petit pignon (6) par un emmanchement préhensile dans une cavité (26) dont il est pourvu, d'un bout de cylindre cannelé extérieurement prolongeant la denture de ce pignon (6), le ressort (24) de freinage contenu dans le cylindre fixe (9) empêchant un effet rétrograde d'entraînement du premier manchon (20) par le second (21). 3) Engrenage selon revendication 1 caractérisé en ce que le grand pignon (1) est porté par un bout d'arbre (2), en partie noyé dans une excavation centrale (3) de ce pignon (1), ce bout d'arbre (2) étant enchâssé dans un palier (7) qui fait corps avec un plateau fixe (8), le flanc du pignon (1) glissant contre ce plateau (8) sans pouvoir s'en écarter, ce contact assurant le parallélisme des deux pièces et leur agencement, un espace vide ouvert, adjacent au flanc du grand pignon (1). 4) Engrenage selon revendication 1, dont la tige de commande est constituée de deux parties reliées entre elles par un cardan ou un joint flexible, caractérisé en ce que le manchon entraîneur (20) possède un orifice (16) de sa cavité préhensile qui débouche dans l'espace vide adjacent au flanc du grand pignon (1), le cardan ou le joint flexible (17) se logeant dans cet espace après que l'extrémité de la tige de commande (18) a été introduite dans la cavité préhensile du manchon (20), la partie antérieure de la tige (18) pouvant cheminer vers une sortie du caisson décalée par rapport à l'axe du petit pignon (1). 5) Engrenage selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il forme un ensemble monobloc apte à porter le tube d'enroulement et possède, à cet effet, une plaque (11) destinée à sa fixation sur un support latéral, cette plaque présentant une perforation (27) qui est centrée sur l'axe du tube d'enroulement et ajustée au diamètre d'une vis de fixation principale, des perforations avoisinantes oblongues (28) groupées par paires de part et d'autre de cette perforation (27) centrale permettant une reprise de fixation bloquant l'engrenage selon une orientation pendulaire à choix progressif. 6) Engrenage selon revendications 3 et 5 caractérisé en ce que le plateau fixe (8) est relié à la plaque de fixation (11) de l'engrenage, d'une part par deux colonnes (10) formant entretoises, d'autre part par le corps du support du petit pignon (5) auquel ce plateau (8) est également lié. 7) Engrenage selon revendication 5 caractérisé en ce que la totalité de la surface du grand pignon (1) orientée vers le tube d'enroulement est tournante, y compris son centre, des moulages de formes diverses pouvant y être réalisés, tel un embout incorporé (29) emboîtable directement dans le tube pour lui servir de support et générer son entraînement ou une cavité d'encastrement (30) destinée à recevoir un axe polygonal de transmission, ainsi qu'une partie massive (31) pouvant border cette cavité (30), cette partie massive (30) incorporant ensuite une vis de serrage.