Brevet FR2878009A1 — publié le 20060519

EMBRAYAGE POUR MOTEUR DE SERRURE ELECTRIQUE La présente invention concerne un embrayage pour moteur électrique, en particulier pour un moteur de serrure. Une serrure permet le maintien en position fermée d'un ouvrant pour véhicule automobile; elle permet aussi de décrocher l'ouvrant par action sur une commande d'ouverture intérieure ou extérieure reliée à la serrure et actionnable par un utilisateur. Une telle serrure est typiquement montée sur l'ouvrant du véhicule. Il existe de nombreux modèles de serrures électriques dont le mécanisme d'ouverture/fermeture ou de condamnation/décondamnation est actionné par un engrenage sous l'action d'un moteur électrique. Les serrures électriques sont susceptibles d'assurer partiellement ou complètement diverses fonctions comme la condamnation, décondamnation, supercondamnation, dé-supercondamnation, l'activation / désactivation de la sécurité enfant, l'override. On peut se référer par exemple à la demande de brevet EP-A-1 335 087 qui décrit plusieurs modèles de serrures de l'art antérieur ainsi qu'une serrure électrique permettant d'assurer les divers fonctions précitées dans des conditions électriques dégradées. Un moteur de serrure électrique est destiné à entraîner un engrenage actionnant le mécanisme d'une des fonctions précitées. A cet effet, le moteur comporte généralement un pignon rendu solidaire de la rotation du rotor pour entraîner l'engrenage. Un embrayage permet de solidariser le pignon avec la rotation du rotor du moteur. Par ailleurs, l'arrêt du moteur peut être mécanique., c'est-à-dire par butée du mécanisme entraîné, par exemple par une arrivée en fin de course. Un tel arrêt mécanique, plutôt qu'électrique par interruption de l'alimentation en courant du moteur, est souvent choisi pour des moteurs de faible puissance, comme les moteurs de serrure par exemple. Lorsque le moteur est arrêté par butée mécanique, l'accumulation d'énergie cinétique dans le rotor provoque un surcouple important qui doit être absorbé. Pendant cette période transitoire d'arrêt de la rotation du rotor, :30 les dents du pignon reçoivent de grosses contraintes mécaniques, ce qui abîme le pignon et engendre du bruit. Pour limiter le bruit et les contraintes mécaniques sur le pignon lors de l'arrêt du moteur, on a envisagé de placer des amortisseurs élastiques dans la butée mécanique d'arrêt. Cette solution ne permet pas d'évacuer suffisamment le :35 surcouple. Par ailleurs, la demande de brevet FR-A-2 642 127 décrit un embrayage centrifuge pour entraîner un pignon via un ressort en prise avec des masselottes. Le ressort est conformé pour enserrer avec ses extrémités le pignon et plié pour créer un R:\Brevets\22900\22918-04ARM0312.doc 04/11/04 - 12:11 - 1/8 doigt d'entraînement parallèle à l'axe du rotor coopérant avec les masselottes. Lors de l'arrêt du moteur, lorsque le surcouple dépasse une valeur prédéterminée fixée par la conception du ressort, les extrémités du ressort glissent sur le pignon. Le surcouple n'est donc plus transmis au pignon mais évacué par le glissement du ressort. Une telle solution permet une bonne évacuation du surcouple généré par le rotor lors de l'arrêt du moteur mais présente un encombrement important. En effet, l'entraînement du pignon se fait par l'intermédiaire des masselottes qui sortent du moyeu lorsque l'énergie centrifuge est suffisante. Le diamètre de l'embrayage est d'environ 20 mm. De plus, l'entraînement du pignon se fait avec un temps de retard correspondant au temps nécessaire pour que le rotor atteigne une vitesse de rotation suffisante pour faire sortir les masselottes du moyeu. Un tel retard de transmission de l'entraînement au pignon peut nuire à la précision du mécanisme. En outre, le moyeu avec les masselottes constitue une pièce complexe tant pour 15 la fabrication que pour l'assemblage de l'embrayage. Il existe donc un besoin pour un embrayage pour moteur électrique qui puisse absorber le surcouple généré par l'arrêt mécanique du moteur et qui présente une conception simplifiée et un encombrement limité. A cet effet, l'invention propose un embrayage comprenant: - un pignon présentant une gorge et destiné à être monté libre sur un arbre d'entraînement; - un moyeu présentant un taquet et destiné à être monté solidaire sur l'arbre d'entraînement; un ressort présentant des branches d'extrémité logées dans la gorge du 25 pignon et comprenant des tiges définissant un espacement adapté à recevoir le taquet du moyeu. Selon les modes de réalisation, l'embrayage selon l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les extrémités du ressort sont adaptées à serrer la gorge de manière à :30 transmettre au pignon un couple d'entraînement et sont adaptées à glisser dans la gorge lorsqu'un surcouple est appliqué au pignon; le ressort comprend une boucle ménagée dans un plan sensiblement parallèle au plan des branches d'extrémité et reliée auxdites branches par les tiges; :35 - la boucle du ressort présente un diamètre supérieur à celui du moyeu; - la boucle du ressort est située au dessus du moyeu; - le ressort a une longueur comprise entre 40 et 70 mm; R:\Brevets\22900\22918-04ARM0312.doc - 04/11/04 - 12:11 - 2/8 :3 le moyeu est logé dans un alésage central clu pignon, le taquet venant en butée sur la gorge du pignon; l'embrayage présente un diamètre compris entre 12 et 15 mm. L'invention concerne aussi un moteur électrique comprenant: un rotor constituant un arbre d'entraînement; - un embrayage selon l'invention monté sur le rotor L'invention peut s'appliquer à une serrure électrique comprenant un moteur selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent: - figure 1, une vue schématique éclatée du moteur avec un embrayage selon l'invention; - figure 2, une vue schématique du moteur de la figure 1 assemblé ; - figure 3, une vue détaillée du pignon et du ressort de l'embrayage selon l'invention. L'embrayage selon l'invention comprend un pignon présentant une gorge, un moyeu présentant un taquet et un ressort. L'embrayage est destiné à être placé entre un moteur électrique et un engrenage d'un mécanisme à entraîner. Le pignon est destiné à être monté libre sur un arbre d' entraînement, tel que le rotor du moteur, et le moyeu est destiné à être monté solidaire sur l'arbre d'entraînement. Le ressort présente des branches d'extrémité logées dans la gorge du pignon et comprend des tiges définissant un espacement adapté à recevoir le taquet du moyeu. Le pignon est ainsi entraîné par le rnoyeu via le ressort qui peut adsorber le surcouple généré lors de l'arrêt du moteur en glissant dans la gorge. L'ensemble moyeu avec taquet et ressort présente une conception simple et un encombrement limité. Un tel embrayage est particulièrement adapté à un moteur de faible puissance, de l'ordre de 5 à 6 Watt, par exemple un moteur d'actionnement d'un mécanisme de serrure d'ouvrant de véhicule. Dans la description qui suit, l'expression au-dessus est utilisée en référence aux figures annexées et n'est pas limitative de l'agencement final du moteur dans la 35 serrure. La figure 1 est une vue éclatée d'un moteur comprenant un embrayage selon l'invention. La figure 1 montre un moteur 60 comprenant une carcasse statorique et un rotor 10 constituant un arbre d'entraînement. La figure 1 montre aussi R:\Brevets\22900\22918-04ARM0312.doc - 04/11/04 - 12:11 - 3/8 l'embrayage destiné à être monté sur le rotor 10 pour entraîner un engrenage d'un mécanisme d'actionnement (non illustré). L'embrayage comprend un moyeu 30 constitué d'une masse cylindrique destinée à être solidarisée sur le rotor, par exemple par emmanchement serré sur l'arbre de rotor. Le moyeu 30 présente un taquet 31, monobloc ou rapporté sur le cylindre du moyeu. Le taquet 31 constitue un doigt d'entraînement solidaire du rotor. Le cylindre du moyeu 30 peut présenter un diamètre extérieur de 8 à 10 mm et le taquet 31 peut constituer une saillie radiale sur le cylindre de 3 à 5 mm. L'embrayage comprend aussi un pignon 20 présentant une roue dentée destinée 1 C- à être montée en rotation libre sur le rotor. Le pignon 20 présente aussi une gorge 21 circulaire formée au dessus de la roue dentée. Le pignon 20 peut être en plastique moulé par exemple. Le pignon 20 peut présenter un alésage de manière à ce que le diamètre intérieur de la roue dentée soit suffisant pour recevoir la masse cylindrique du moyeu 30 et servir ainsi de pallier au moyeu. Le moyeu 30 peut alors être introduit dans l'alésage du pignon avec le taquet 31 en butée sur le dessus de la gorge 21. L'embrayage comprend aussi un ressort 40 constitué d'une tige en acier conformée pour présenter des branches d'extrémité 41 coplanaires et arquées qui s'adaptent à la forme de la gorge 21 du pignon 20. La figure 3 montre en détail le ressort 40 logé dans la gorge 21 du pignon 20. Le ressort 40 présente aussi des tiges 42 définissant entre elles un espacement 43 adapté à recevoir le taquet 31 du moyeu 30. Les tiges 42 sont sensiblement parallèles entre elles et peuvent être perpendiculaires aux branches d'extrémité 41. Les angles précités peuvent varier légèrement selon la forme exacte du taquet 31 et de la gorge 21. Les branches 41 du ressort peuvent être complétées par une boucle 44 conformée dans un plan parallèle à celui des branches d'extrémité afin de rallonger le ressort et lui apporter l'élasticité nécessaire pour qu'il puisse bien absorber l'énergie cinétique de freinage du moteur. Le ressort 40 avec la boucle 44 peut présenter une longueur comprise entre 40 et 70 mm, ce qui permet d'absorber un surcouple de 50 à 70 mN/m avant glissement dans la gorge 21. La figure 2 montre le moteur de la figure 1 assemblé. Le moyeu 30 est monté sur le rotor 10 et logé dans l'alésage du pignon 20 avec le taquet 31 saillant en butée sur le pignon. Le ressort en boucle 40 est clippé autour du moyeu et du pignon en enserrant d'une part la gorge 21 du pignon avec ses branches d'extrémité 41 et d'autre part le taquet 31 entre ses tiges 42 perpendiculaires aux branches. Lorsque le ressort 40 est assemblé dans l'embrayage, la boucle 44 formée au dessus des branches 41 est située au dessus du moyeu 30 et présente un diamètre supérieur à celui du moyeu. Avec une telle conformation du ressort par rapport aux R:'Brevets\22900\22918-04ARM0312.doc - 04/11/04 12:11 - 4/8 dimensions du moyeu 30, le taquet 31 peut être bien en prise entre les tiges 42 du ressort pour assurer un bon entraînement du pignon 20. L'ensemble formant l'embrayage selon l'invention est bien compact, avec un encombrement contenu dans un diamètre de 12 à 15 mm. L'embrayage selon l'invention fonctionne de la manière suivante. Lorsque le moteur est mis en marche, sur commande d'une alimentation électrique transmettant un courant aux balais de collecteur (non illustré) , le rotor 10 se met à tourner. La rotation du rotor entraîne le moyeu 30 monté solidaire sur le rotor. Le taquet 10 31, logé dans l'espacement 43 défini par les tiges 42 du ressort, entraîne le ressort 40 en rotation avec le moyeu, c'est-à-dire en rotation solidaire du rotor. La force de serrage du ressort 40 est choisie pour que les branches d'extrémité 41 serrent la gorge 21 du pignon suffisamment fort pour entraîner le pignon 20 en rotation solidaire avec le rotor 10. Un couple d'entraînement est ainsi transmis par le moteur au pignon qui peut entraîner un engrenage d'actionnement d'un mécanisme donné. Lors de l'arrêt du moteur, par arrivée en fin de course du mécanisme entraîné contre une butée mécanique, le rotor 10 tourne toujours sous l'effet de la charge inductive emmagasinée par les enroulements statoriques du moteur alors que la rotation du pignon 20 est bloquée par l'arrêt de l'engrenage qu'il entraîne. Par ailleurs, le moyeu 30 solidaire du rotor tourne toujours et le taquet 31 entraîne donc encore le ressort 40 qui serre le pignon 20. La force de serrage du ressort 40 est choisie pour que, au-delà d'un surcouple prédéterminé, les branches d'extrémité 41 glissent dans la gorge 21 du pignon bloqué en rotation afin d'absorber l'énergie cinétique du rotor. La force de serrage est donc choisie en fonction du surcouple limite à appliquer au pignon, c'est-à-dire dépend entre autre de la puissance du moteur et de la taille du pignon. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, bien que la description fasse référence à un moteur de serrure, l'embrayage selon l'invention peut être adapté sur tout type de moteur de faible puissance pour une fonction autre que les serrures. R:\Brevets \22900\22918-04ARM0312.doc - 04/11/04 - 12:11 - 5/8 REVENDICATIONS 1. Embrayage comprenant: un pignon (20) présentant une gorge (21) et destiné à être monté libre sur un arbre d'entraînement; - un moyeu (30) présentant un taquet (31) et destiné à être monté solidaire sur l'arbre d'entraînement; un ressort (40) présentant des branches d'extrémité (41) logées dans la gorge (21) du pignon et comprenant des liges (42) définissant un espacement (43) adapté à recevoir le taquet (31) du moyeu. 2. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (41) du ressort (40) sont adaptées à serrer la gorge (21) de manière à transmettre au pignon (20) un couple d'entraînement et sont adaptées à glisser dans la gorge lorsqu'un surcouple est appliqué au pignon. 3. Embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ressort (40) comprend une boucle (44) ménagée dans un plan sensiblement parallèle au plan des branches d'extrémité (41) et reliée auxdites branches par les tiges (42). 4. Embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la boucle (44) du ressort (40) présente un diamètre supérieur à celui du moyeu (30). 5. Embrayage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la boucle (44) du ressort (40) est située au dessus du moyeu (30). 6. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort (40) a une longueur comprise entre 40 et 70 mm. 7. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyeu 25 (30) est logé dans un alésage central du pignon (20), le taquet (31) venant en butée sur la gorge (21) du pignon. 8. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente un diamètre compris entre 12 et 15 mm. 9. Moteur électrique comprenant: un rotor (10) constituant un arbre d'entraînement; - un embrayage selon l'une des revendications 1 à 8 monté sur le rotor. R:\Brevets\22900\22918-04ARM0312.doc - 04/11/04 - 12:I I - 6/8 10. Serrure électrique comprenant un moteur (60) selon la revendication 9. R:\Brevets\22900\22918-04ARM0312.doc - 04/11/04 - 12:11 - 7/8