Brevet FR2890883A1 — publié le 20070323

SYSTEME DE SERRAGE A IRREVERSIBILITE INTRINSEQUE L'invention consiste en une utilisation particulière du système de serrage défini dans le document PCT/FR02/00444 du 5 février 2002, et du système de rattrapage d'usure du document PCT/FR05/00306 du février 2005. Il s'agit plus précisément de la phase d'utilisation pendant laquelle la vitesse linéaire de l'écrou diminue jusqu'à devenir éventuellement nulle (ligne 22-23, page 10 du document PCT/FR02/00444). On connaît des systèmes de serrage irréversibles qui assurent déjà ce type de fonction, toutefois ces systèmes utilisent le plus souvent des techniques d'arc-boutement ou de frottement dont la mise en place, ou la libération, nécessitent des niveaux d'efforts importants. Par ailleurs, cette fonction nécessite souvent la mise en place d'une cinématique supplémentaire à celle de l'actionneur principal. C'est un des buts de l'invention de fournir un système qui permet une irréversibilité intrinsèque totale n'entraînant aucun point dur et pour laquelle la mise en oeuvre et la sortie de la dite phase d'irréversibilité se font sans discontinuité brutale de la valeur de l'effort fourni par l'actionneur. C'est aussi un but de l'inversion de permettre la mise en place de 20 l'irréversibilité sans ajout de mécanisme supplémentaire. C'est encore un but de l'invention de permettre une position d'irréversibilité parfaitement répétitive et verrouillée. Enfin, c'est un autre but de l'invention de permettre, pendant la phase d'irréversibilité, un déplacement de l'actionneur qui n'a aucune incidence sur la stabilité et la position de la pièce dont on contrôle le déplacement. A - 2 - Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexes sur lesquels: -- la figure 1 représente un actionneur électrique de frein à disque -- et la figure 2 un système de serrage pour préhenseur de robot Dans la figure 1, on reconnaît le système cinématique défini dans le document PCT/FR02/00444 à savoir la douille 2 dans laquelle sont usinées deux gorges 16 coopérant chacune avec un galet 12. Ces galets, libres en rotation sur leur axe, tournent avec leur support librement autour de l'axe de la vis 20. La pièce 22, bloquée en rotation, est solidaire en translation avec les galets 12 et leur support. Le moteur 14 entraîne directement la vis 20 dont l'écrou est constitué par le support des galets 12. En 4, se trouve le système de rattrapage d'usure défini dans le document PCT/FR05/00306. Chacune des deux gorges 16 comporte 3 phases définies comme suit: -en phase 6 se trouve la partie rectiligne destinée à compenser le jeu qui, sur les freins à disque, se trouve, lorsque le système est desserré, entre le disque et les plaquettes - en phase 8 on a la gorge hélicoïdale qui assure le serrage des plaquettes sur le disque nécessaire au freinage, il s'agit là d'un système à pas variable sur les gorges - en phase 10, les phases d'appui de chacune de ces gorges avec leur galet correspondant se trouvent dans un plan perpendiculaire à l'axe de la vis 20. Ainsi, cette valeur de pas nul crée un système intrinsèquement irréversible qui fait que l'opération de freinage ne peut être déclenchée que par la rotation du moteur 14 et la sortie des galets 12 de cette phase 10, Ce dispositif évite donc tout risque de freinage intempestif. Par ailleurs, - 3 à chaque freinage la mesure combinée du courant moteur et de l'angle de rotation des galets 12 dans la phase 8 permet de déterminer l'état d'usure des plaquettes. La réinitialisation de la position des plaquettes se fera par le système 4 en temps masqué frein ouvert alors que les galets 12 se déplacent dans la phase 10, donc sans risque de mouvements intempestifs de la pièce 22 qui porte une plaquette. Cette opération étant motorisée par le même moteur 14. On notera que dans ce genre d'application dans laquelle la phase 6, correspondant à la partie rectiligne des gorges 16, est très courte, plus généralement chaque fois que le tracé des gorges est soit impossible (par exemple si elles se superposent) soit ne permet pas de garder suffisamment de matière entre elles, il est possible d'opérer le glissement d'une gorge (ou de plusieurs s'il y en a plus de deux) suivant la génératrice de la douille 2 afin de permettre cette implantation. Les différents galets 12 se trouvent alors dans des plans différents. Bien évidemment, ce glissement se fera en respectant la disposition des galets afin de ne ramener aucun effort parasite (notamment aucune flexion) sur la vis 20. Dans la figure 2, on reconnaît, sous les mêmes repères, les mêmes composants cinématiques que ceux de la figure 1; on notera l'absence du système de rattrapage d'usure 4 puisque dans ce système de serrage les pièces en contact à l'inverse des plaquettes de frein ne subissent pas d'usure particulière. Par contre la pièce 22 est un bras articulé autour d'un axe 26 et entraîné par le support des galets 12 par l'intermédiaire de la butée articulée 28. Enfin le moteur 14 entraîne la vis 20 par le système poulie courroie crantée 24. Le bras 22 se déplaçant de la position représentée sur la figure dans - 4 - laquelle il serre les pièces sur le préhenseur à une position où il est ouvert c'est-à-dire parallèle à l'axe de la vis 20. A l'instar de la figure 1, on retrouve 3 phases dans chacune des gorges 16. - La phase 6 correspond à la partie rectiligne donc à la réalisation de 5 l'amplitude du mouvement du bras 22. - la phase 8 pendant laquelle les gorges ont un tracé hélicoïdal à pas variable assure la force de serrage des pièces à maintenir. - la phase 10 est une phase à pas nul donc là aussi avec les faces d'appui disposées dans un plan perpendiculaire à l'axe de la vis 20. Ici aussi les 10 avantages de cette phase sont multiples. D'abord elle assure l'irréversibilité du système qui fait que le bras 22 ne peut se fermer que par la rotation du moteur 14 et donc des galets 12 en dehors de la phase 10. Par ailleurs, elle assure une parfaite répétitivité de la position ouverte du bras 22, ces deux éléments étant deux facteurs de sécurité fondamentaux. Par ailleurs, elle permet d'envisager une accélération et une décélération du moteur sans entraînement du bras 22, donc, notamment avec un bon rapport de réduction entre le moteur et la vis, l'utilisation de moteurs asynchrones avec ou sans variation de fréquence qui ont des couples faibles à basse vitesse, elle évite l'emploi systématique des moteurs d'asservissement (en particulier sans balai) pour ce genre d'application. Les gains en coût, en maintenance et les facilités d'implantation étant alors considérables. En marge des exemples cités dans cette description, on notera des applications possibles comme actionneurs de voilures dans l'aéronautique. Ces appareils pouvant comporter une ou plusieurs phases à pas nul. Dans tous les cas d'application, l'entrée et la sortie de ces phases à pas nul se feront naturellement pas des sections à pas variable. - 5 - REVENDICATIONS: 1 - Système de serrage caractérisé en ce que les gorges 16 comportent au moins une phase de fonctionnement 10 dans laquelle les faces de contact de ces gorges avec les galets 12 se situent dans un plan perpendiculaire à l'axe de la vis 20. 2 - Système de serrage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, dans cette phase 10, le système est intrinsèquement irréversible en ce sens que, quel que soit l'effort qui s'applique sur la pièce 22, celle-ci ne peut être déplacée que par la rotation des galets 12 hors de la phase 10. 3 - Système de serrage selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la position de la pièce 22 est répétitive et parfaitement verrouillée quelle que soit la position des galets 12 à l'intérieur de la phase 10. 4 - Système de serrage suivant les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que tout déplacement des galets 12 dans la phase 10 est sans effet sur la position de la pièce 22 et son verrouillage.