Brevet FR2833991A1 — publié le 20030627

L'invention concerne un dispositif de fermeture, d'occultation ou de protection solaire motorisé comprenant au moins un élément enroulable dont une extrémité est liée cinématiquement à un rouleau d'entraînement d'élément enroulable et dont l'autre extrémité est attachée à des brins de traction liés cinématiquement à un rouleau d'entraînement de brins, au moins un rouleau de renvoi de brins et un moyen élastique maintenant une tension sur l'élément enroulable et les brins. Dans les dispositifs de ce type, la variation de diamètre de l'élément enroulable, en l'occurrence la toile enroulée entraîne une variation du couple exercé par le moyen élastique sur le rouleau d'entraînement de toile. Si on admet que le système est équilibré en position enroulée, la diminution du couple résistant lors du déroulement a pour effet de donner naissance à un couple résultant, lequel a tendance à provoquer le réenroulement de la toile. Dans le cas où les brins de traction sont constitués de sangles s'enroulant sur elles-mêmes alors que la toile se déroule, l'augmentation du couple sur le rouleau d'entraînement des sangles s'ajoute à la diminution du couple résistant sur le rouleau d'enroulement de la toile, ce qui augmente encore le couple résultant ayant tendance à provoquer le réenroulement de la toile. Un effort croissant est donc nécessaire pour dérouler la toile. On atteint des niveaux élevés de consommation de courant qui réduisent la durée de fonctionnement de batteries ou de piles. Un frein est en outre nécessaire pour maintenir la toile déroulée. Ce frein est généralement constitué d'un frein électromagnétique ou d'une friction permanente et il consomme également de l'énergie pendant le déplacement de la toile. Par conséquent, l'alimentation de tels dispositifs au moyen d'une source autonome, telles que des piles ou une batterie, n'est pratiquement pas envisageable dans un encombrement raisonnable. Du brevet US 262,398 délivré le 8 août 1882, on connaît un store à entraînement manuel, dont la toile se déroule d'un tambour sur lequel la toile est fixée par une extrémité, l'autre extrémité étant reliée à un brin de traction passant sur une poulie de renvoi pour venir s'enrouler sur un tambour tronconique à gorge hélicoïdale, un ressort maintenant une tension sur la poulie de renvoi. L'enroulement en hélice des brins de traction sur le tambour tronconique a pour effet d'assurer un équilibre du système en toutes positions de la toile. Cet agencement a pour but d'assurer que la toile, totalement ou partiellement déroulée, reste dans la position dans laquelle elle a été amenée. Bien que ce document soit connu depuis 120 ans, personne ne semble avoir été jusqu'ici conscient de l'intérêt que pouvait présenter un tel dispositif pour réaliser une économie d'énergie. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de fermeture, d'occultation ou de protection solaire, tel que défini plus haut, dont le moteur électrique est alimenté par une source de courant autonome. Pour qu'un tel dispositif présente un intérêt pratique, sa consommation de courant doit être faible. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il constitue un système équilibré. Le système étant équilibré, le couple résultant de l'effet de l'élément enroulable, d'une part, et des brins de tractions, d'autre part, et, le cas échéant, de moyens auxiliaires, est toujours nul. Par conséquent l'effort de tension ne varie pas et on assure une meilleure répartition de l'énergie utile qui reste constante tout le temps que l'élément enroulable se déplace. En évitant les niveaux élevés de consommation, la consommation globale est diminuée et si on utilise des batteries comme source d'énergie, la durée de fonctionnement de ces batteries est allongée. En outre, il n'est pas nécessaire d'utiliser un frein pour maintenir l'élément enroulable en position. Il est par conséquent possible de remplacer les moteurs-freins généralement utilisés par des moteurs plus simples, de moindre coût et de moindre encombrement. La consommation de courant s'en trouve également diminuée. Il en est de même dans le cas d'un frein constitué d'une friction permanente. Selon des modes d'exécution, le poids linéaire de l'élément enroulable, en particulier de la toile, et le poids linéaire des brins de traction, pris ensemble, sont égaux. Par la suite, pour simplifier, il sera seulement question de toile , mais il est clair que ce terme pourra toujours être remplacé par élément enroulable . Dans les modes d'exécution à une toile, le rouleau d'entraînement de toile et le rouleau d'entraînement de brins sont avantageusement coaxiaux et solidaire en rotation. Ils peuvent être constitués d'un rouleau unique. Si la toile est munie d'une barre d'extrémité, les brins de traction sont munis d'au moins un contrepoids compensant le poids de la barre. Selon un mode d'exécution, les rouleaux d'entraînement de toile et les rouleaux d'entraînement de brins ont le même diamètre, l'une des extrémités de la toile et des brins est libre, le dispositif comprend un rouleau presseur en appui contre les rouleaux d'entraînement et la toile et les brins passent en sens opposés entre les rouleaux d'entraînement et le rouleau presseur pour leur entraînement en sens opposés et le dispositif comprend au moins un magasin dans lequel s'accumule la toile lors de l'ouverture du dispositif et les brins lors de la fermeture du dispositif. Selon un autre mode d'exécution dans lequel l'une des extrémités de la toile et des brins est attachée aux rouleaux d'entraînement de manière à ce que les brins de traction, constitués de bandes s'enroulent en spirale lorsque la toile se déroule, le dispositif comprend des poulies coniques à gorge hélicoïdale solidaires en rotation du rouleau d'entraînement de toile, poulies sur lesquelles s'enroulent et se déroulent en sens opposés des cordes munies de contrepoids, les couples engendrés par ces contrepoids compensant les variations de couples générés par les variations des diamètres d'enroulement de la toile et des brins de traction. Selon un autre mode d'exécution, dans lequel l'extrémité de la toile liée cinématiquement au rouleau d'entraînement est attachée au rouleau d'entraînement de telle sorte que la toile s'enroule autour du rouleau, le rouleau d'entraînement de brins de traction présente deux parties tronconiques munies de gorges hélicoïdales dans lesquelles s'enroulent les brins de traction. Selon une variante du mode d'exécution ci-dessus, l'extrémité de la toile à laquelle sont reliés les brins de traction est munie d'une barre creuse dans laquelle est logé un ressort travaillant en traction et aux extrémités duquel sont attachés les brins de traction. Selon des modes d'exécution le dispositif comprend deux toiles et deux rouleaux d'entraînement de toile associés chacun à un rouleau d'entraînement de brins de traction et constituant deux paires de rouleaux, chacune de ces paires de rouleaux servant de rouleaux de renvoi pour les rouleaux de l'autre paire. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques modes d'exécution de l'invention. La figure 1 est une vue de côté d'un premier mode d'exécution. La figure 2 est une vue de face de ce premier mode d'exécution. La figure 3 est une vue de côté d'un deuxième mode d'exécution. La figure 4 est une vue de face de ce deuxième mode d'exécution. La figure 5 est une vue de côté d'un troisième mode d'exécution, toile à moitié déroulée. La figure 6 est une vue de face de ce troisième mode d'exécution. La figure 7 représente le troisième mode d'exécution, toile complètement déroulée. La figure 8 est une vue de côté d'un quatrième mode d'exécution. La figure 9 est une vue de face de ce quatrième mode d'exécution. La figure 10 est une vue de côté d'un cinquième mode d'exécution. La figure 11 est une vue de face de ce cinquième mode d'exécution. La figure 12 représente une variante du cinquième mode d'exécution. La figure 13 est une vue de côté d'un sixième mode d'exécution. La figure 14 représente une variante de ce sixième mode d'exécution. La figure 15 est une vue de face de cette variante. Le dispositif représenté aux figures 1 et 2 comprend un rouleau 1 qui est à la fois rouleau d'entraînement pour une toile 2 et pour deux brins de traction 3 et 4 en forme de bandes. Les rouleaux de traction de toile et de brins sont donc ici confondus et la toile et les brins de traction, ensemble, ont le même poids linéaire. L'une des extrémités de la toile est munie d'une barre 5 dont les parties d'extrémités sont fixées aux brins de traction 3 et 4, sur lesquels sont fixés des contrepoids 31 et 32 dont le poids total est égal au poids de la barre 5. Les brins de traction 3 et 4 passent sur un rouleau de renvoi 6 parallèle au rouleau 1. Les rouleaux 1 et 6 sont bien entendu montés sur des arbres eux-mêmes montés dans des paliers non représentés. Alors que l'axe de l'arbre du rouleau 1 est fixe, l'arbre du rouleau 6 peut se déplacer transversalement et cet arbre est sollicité par un moyen élastique de tension 7, par exemple une paire de ressorts attachée aux extrémités de l'arbre de manière à maintenir une certaine tension sur les brins de traction et la toile. La particularité de ce mode d'exécution est que l'une des extrémités de la toile 2 et des brins 3 et 4 est libre et que la toile et les brins de traction sont entraînés par adhérence par le rouleau d'entraînement 1. A cet effet, le dispositif est équipé d'un rouleau presseur 8 maintenu contre le rouleau 1 par un moyen élastique de traction, par exemple une paire de ressorts 9. La toile 2 et les brins 3 et 4 passent entre le rouleau d'entraînement 1 et le rouleau presseur 8. Au-delà des rouleaux 1 et 8, la toile 2 et les brins 3 et 4 se déversent dans un magasin respectif, l'accumulation de la toile et des brins dans les magasins étant schématiquement représentée par les parties plissées 10 et 11 à la figure 1. La toile 2 et les brins 3 et 4 se déplacent en sens opposés entre les rouleaux 1 et 8 de telle sorte que les brins 3 et 4 s'accumulent dans les magasins lorsque la toile 2 se déploie hors de son magasin. L'entraînement du dispositif est assuré par un moteur agissant soit sur le rouleau 1, soit sur le rouleau presseur 8. Dans ce mode d'exécution, les rayons d'enroulement de la toile et des brins sur le rouleau 1 sont identiques et restent constants quel que soit la position de la toile 2 car il n'y a pas superposition de plusieurs spires de toile et de brins de traction. Par conséquent, le couple résultant du fait de la traction de la toile et des brins de traction sur le rouleau principal 1 est nul quel que soit la position de la toile, de telle sorte que l'effort exercé par le moyen élastique de tension ne varie pas. De plus, la vitesse linéaire de la toile et des brins est identique à tout instant. En utilisation verticale ou oblique de la toile 2, le système est équilibré en toute position de la toile car le poids de la toile déroulée est constamment égal au poids des brins de traction et le poids de la barre 5 est équilibré par les contrepoids 31 et 32. Les brins de traction pourraient être constitués de câbles ou cordes. Dans ce cas au moins le rouleau 1 présentera des gorges destinées à recevoir ces câbles ou cordes. La profondeur de ces gorges sera telle que la pression du rouleau presseur 8 exerce une pression suffisante sur les câbles ou cordes pour leur entraînement. La toile et les brins pourraient être entraînés par des picots. Le mode d'exécution représenté aux figures 3 et 4 est dérivé du premier mode d'exécution. Le simple rouleau de renvoi 6 est remplacé par un ensemble identique à celui constitué par le rouleau d'entraînement l, le rouleau presseur 8, la toile 2 et les brins de traction 3 et 4. Les éléments de ce second ensemble ont par conséquent simplement été désignés par les mêmes références avec le signe'. Ce second mode d'exécution diffère en outre du premier mode d'exécution en ce que la barre d'extrémité 5 de la première toile 2 est attachée à l'une des extrémités des brins de traction 3'et 4'du second système et réciproquement et en ce que l'écartement des brins de traction 3 et 4 est supérieur à l'écartement des brins de traction 3', 4' de manière à permettre le croisement des brins de traction dans un plan. Chacun des rouleaux 1 et l'joue le rôle de rouleau de renvoi pour l'autre rouleau, le renvoi des brins de traction 3 et 4 se faisant par l'intermédiaire de la toile 2'et réciproquement. Le moyen élastique de tension 7 agit sur l'un des rouleaux 1 ou 1'. Les deux rouleaux 1 et l'pourraient toutefois être munis d'un moyen élastique de tension. Le poids linéaire des brins de traction peut être égal ou différent de celui de la toile. Les brins 3 et 4 du premier système sont donc entraînés par le rouleau l'du second système et inversement. On pourrait donc également dire qu'il n'y a pas de rouleau de renvoi mais seulement des rouleaux de traction. Comme dans le premier mode d'exécution, les brins libres de chaque système sont entraînés par les rouleaux 1 et 8, respectivement l'et 8'de l'autre système. En utilisation verticale le système est toujours équilibré car les poids des parties de toiles déroulées, les poids des brins de traction et les poids des barres 5 et 5'se compensent. Ce dispositif peut également être entraîné par un seul moteur agissant sur l'un des rouleaux 1, 8, l'ou 8'. L'intérêt de ce mode d'exécution est que le temps nécessaire à la fermeture et à l'ouverture du dispositif est divisé par deux, puisque chaque toile parcourt seulement la moitié de l'espace à occulter, alors que les masses mises en mouvement sont à peine supérieures que dans le premier mode d'exécution. Ce mode d'exécution permet donc une économie supplémentaire d'énergie. Ceci est également valable pour les modes d'exécution selon les figures 8,9 et 13 à 15. Le mode d'exécution représenté aux figures 5 et 6 diffère essentiellement des modes d'exécution précédents en ce que la toile 20 s'enroule sur son rouleau d'entraînement 1 tandis que les brins de traction 15 et 16 se déroulent de leurs rouleaux d'entraînement 17 et 18. Comme dans le premier mode d'exécution, le poids linéaire de la toile est égal au poids linéaire des brins de traction pris ensemble et la barre 5 est équilibrée par des contrepoids 31 et 32. Une extrémité de la toile 20 est attachée au rouleau d'entraînement 1 tandis que son autre extrémité, munie à nouveau d'une barre 5, est attachée par cette barre à l'une des extrémités des brins de traction 15 et 16, dont les autres extrémités sont attachées sur des rouleaux d'entraînement 17 et 18 coaxiaux et solidaires en rotation du rouleau d'entraînement de toile 1 et de diamètre égal au diamètre du rouleau 1. Les sangles 15 et 16 constituant les brins de traction s'enroulent dans des gorges. Les sangles 15 et 16 passent sur des renvois 19 et 21 également à gorge. Le diamètre d'enroulement de la toile et des brins de tractions variant en sens opposés les couples exercés varient également en sens opposés et tendent donc à créer un couple résultant différent de zéro. Afin de rétablir l'équilibre des couples en toutes positions, il est prévu deux contrepoids 10 et 11 suspendus respectivement à deux cordes 12 et 13 s'enroulant respectivement sur deux poulies tronconiques 14 et 14' à gorge hélicoïdale. La corde 13 s'enroule lorsque la toile 20 se déroule, et le diamètre enroulé de la corde 13 diminue comme celui de la toile. Par conséquent, le couple engendré par le poids 11 diminue ainsi que celui engendré par la toile. Le poids 11 et la conicité de la poulie 14'sont choisis de telle sorte que la diminution de couple engendré par le poids 11 compense la diminution du couple engendré par la toile et inversement. Il en est de même du contrepoids 10 et des sangles 15,16. Le système est donc équilibré en toute position de la toile. Comme dans les cas précédents, il est possible de monter deux ensembles en tête-bêche, comme ceci est représenté aux figures 8 et 9. Dans ce cas, la première toile 20 est attachée aux sangles 15'et 16' s'enroulant sur les rouleaux 17', 18'du second système, tandis que la toile 20'est attachée aux sangles 15,16, s'enroulant sur les rouleaux du premier système. En raison de la symétrie du système, les poids linéaires de la toile et des brins de traction peuvent être différents et les barres de traction se compensent. Ceci est également valable pour les modes d'exécution selon les figures 3,4 et 13 à 15. Le mode d'exécution représenté aux figures 10 et 11 est apparenté au mode d'exécution représenté aux figures 5 et 6. Il en reprend le rouleau d'entraînement de toile 1 sur lequel est attachée et s'enroule la toile 20, les renvois à gorge 19 et 21 et les ressorts 7 retenant l'axe des renvois 19 et 21, et la barre 5 fixée à une extrémité de la toile 20. Les brins de traction sont constitués de cordes ou câbles 22 et 23 dont une extrémité est attachée à la barre 5 comme précédemment et dont l'autre extrémité est attachée à un tambour d'enroulement 24, respectivement 25, ces tambours étant de forme tronconique et présentant une gorge hélicoïdale dans laquelle s'enroulent et se déroulent les brins de traction 22 et 23. Les brins de traction, 22 et 23 s'enroulent sur les tambours 24 et 25 lorsque la toile 20 se déroule et inversement. La conicité des tambours 24 et 25 a pour effet de compenser la diminution du diamètre de l'enroulement de la toile 20 lors de son déroulement, de telle sorte que les couples exercés par la traction sur la toile 20 et par la traction sur les brins 22 et 23 sont égaux dans toutes les positions de la toile. De plus, comme dans le premier mode d'exécution, les poids linéaires de la toile et des brins de traction sont égaux et le poids de la barre 5 est équilibré par des contrepoids 31,32. En utilisation verticale ou oblique le système est donc équilibré dans toutes les positions. Dans la variante représentée à la figure 12, l'axe 25 des renvois 19 et 21 est fixe. La barre 5 est remplacée par une barre creuse 26 portant à ses extrémités des poulies de renvoi 27 et 28 et contenant un ressort 29 travaillant en traction et aux extrémités desquels sont attachées les extrémités des brins de traction 22 et 23. Le ressort 29 remplace les ressorts 7 pour maintenir une tension sur les brins de traction et la toile. Comme dans les modes d'exécution précédents, la variante représentée à la figure 12 peut être réalisée en tête bêche, comme représentée aux figures 13 et 15. Dans l'exécution représentée à la figure 13, les brins de traction 22,23 de la première toile 20 croisent les brins de traction 22', 23'de la seconde toile 20'. Les tambours tronconiques 24', 25'servent de renvoi aux brins 22,23 de la toile 20, tandis que les tambours tronconiques 24,25 servent de renvoi aux brins 22', 23'de la toile 20'. Un ressort, tel que le ressort 29, est monté dans l'une des barres 26 et 26'. Dans cette exécution, le store est fermé lorsque les barres 26 et 26'se rencontrent sur l'axe 30 passant par le point de croisement des brins de traction. Dans la variante représentée aux figures 14 et 15, les brins de traction ne se croisent pas et les toiles 20 et 20'peuvent se superposer, comme dans le mode d'exécution représenté aux figures 8 et 9. Il serait bien entendu possible de prévoir un second ressort analogue au ressort 29 dans la barre 26'. La tension sur le ressort 29 étant pratiquement constante, les poulies 27 et 28 ne tournent pratiquement pas. Il en est évidemment de même des poulies de renvoi 27'et 28'. Toutes ces poulies peuvent donc être remplacées par une simple gorge recourbée. Revendications 1. Dispositif de fermeture, d'occultation ou de protection solaire motorisé comprenant au moins un élément enroulable (7 ; 20) dont une extrémité est liée cinématiquement à un rouleau d'entraînement (1) d'élément enroulable et dont l'autre extrémité est attachée à des brins de traction (3,4 ; 15,16 ; 22,23) liés cinématiquement à un rouleau d'entraînement de brins (1 ; 17,18 ; 24,25), au moins un rouleau de renvoi (6 ; 19) de brins et un moyen élastique (7 ; 29) maintenant une tension sur l'élément enroulable et les brins, caractérisé en ce qu'il constitue un système équilibré. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau d'entraînement d'élément enroulable et le rouleau d'entraînement de brins sont coaxiaux et solidaires en rotation. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments enroulables (2, 2' ; 20, 20') et deux rouleaux (1, l') d'entraînement d'élément enroulable associés chacun à un rouleau (1, 1', 17,18, 17', 18' ; 24,25, 24', 25') d'entraînement de brins de traction et constituant deux paires de rouleaux, chacune de ces paires de rouleaux servant de rouleaux de renvoi pour les rouleaux de l'autre paire. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poids linéaire de l'élément enroulable (2 ; 20) et le poids linéaire des brins de traction (3,4 ; 15,16), pris ensemble, sont égaux. 5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'élément enroulable est munie d'une barre d'extrémité (5), caractérisé en ce que les brins de traction sont munis d'au moins un contrepoids (31,32) compensant le poids de la barre. 6. Dispositif selon les revendications 2,4 et 5, ou les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les rouleaux (1) d'entraînement d'élément enroulable et les rouleaux (1) d'entraînement de brins ont le même diamètre, en ce que l'une des extrémités de l'élément enroulable et des brins est libre, en ce que le dispositif comprend un rouleau presseur (8) en appui contre les rouleaux d'entraînement et en ce que l'élément enroulable (2) et les brins (3,4) passent en sens opposés entre les rouleaux d'entraînement (1) et le rouleau presseur (8) pour leur entraînement en sens opposés. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins un magasin dans lequel s'accumule l'élément enroulable lors de l'ouverture du dispositif et les brins lors de la fermeture du dispositif. 8. Dispositif selon les revendications 2,4 et 5 ou la revendication 3, dans lequel l'une des extrémités de l'élément enroulable (20) et des brins (15,16) est attachée aux rouleaux d'entraînement de manière à ce que les brins de traction, constitués de bandes, s'enroulent en spirale lorsque l'élément enroulable se déroule, caractérisé en ce qu'il comprend des poulies coniques (14,14') à gorge hélicoïdale solidaires en rotation du rouleau d'entraînement de l'élément enroulable (1), poulies sur lesquelles s'enroulent et se déroulent en sens opposés des cordes munies de contrepoids (10, 11), les couples engendrés par ces contrepoids compensant la variation de couples générés par les variations des diamètres d'enroulement de l'élément enroulable et des brins de traction. 9. Dispositif selon les revendications 2,4 et 5 ou les revendications 3 et 4, dans lequel l'extrémité de l'élément enroulable (20) liée cinématiquement au rouleau d'entraînement (1) est attachée au rouleau d'entraînement (1) de telle sorte que l'élément . enroulable s'enroule autour du rouleau, caractérisé en ce que le rouleau d'entraînement de brins de traction présente deux parties tronconiques (24,25) munies de gorges hélicoïdales dans lesquelles s'enroulent les brins de traction (22,23). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité de l'élément enroulable à laquelle sont reliés les brins de traction est munie d'une barre creuse (26) dans laquelle est logé un ressort (29) travaillant en traction et aux extrémités duquel sont attachés les brins de traction (22,23). 11. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rouleaux coaxiaux d'entraînement de l'élément enroulable et de brins forment un rouleau unique (1). 12. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités des deux éléments enroulables (20, 20') sont munies de barres creuses (26,26') aux extrémités desquelles sont prévus ou formés des renvois (27,28, 27', 28') pour les brins de traction (22,23, 22', 23') reliés entre eux dans les barres, les brins de traction (22,23) d'au moins l'une des paires de brins étant reliés par un ressort (29) à l'intérieur de la barre creuse (26).