Brevet FR2887313A1 — publié le 20061222

L'invention a trait à un frein destiné à être intercalé entre un arbre menant et un arbre mené et, plus particulièrement, utilisable au sein d'un mécanisme de manoeuvre d'un écran de fermeture, de protection solaire, de projection ou analogue. L'invention a également trait à un mécanisme de manoeuvre de ce type équipé d'un tel frein ainsi qu'à une installation de fermeture, de protection solaire ou de projection d'images comprenant, entre autres, un tel mécanisme. Par installation de fermeture, on entend, les portes, portails, volets, grilles et matériels équivalents. Par écran de projection, on entend des écrans sur lesquels peuvent être projetées des images animées ou fixes, notamment des images de films cinématographiques. Dans les mécanismes de manoeuvre de volet roulant, il est connu, par exemple de IT-BO-920000009, d'utiliser un frein dans lequel un plateau est déplacé axialement lorsqu'un moteur électrique est activé pour l'enroulement d'un volet, ce qui permet de supprimer l'action de freinage du frein. Une structure commandée manuellement, telle que celle divulguée dans FR-A-2 194 265, peut également être utilisée comme frein dans ce genre de mécanisme. Un frein de ce type permet de simplifier la conception des dispositifs de manoeuvre puisqu'il cesse automatiquement son action de freinage lorsqu'un couple est appliqué sur son arbre menant. Il présente cependant l'inconvénient d'être gros consommateur d'énergie car, pour pouvoir être ouvert , ce frein exige que le dispositif de manoeuvre, qu'il soit électrique ou manuel, développe une énergie en rapport avec la capacité du frein. Or, un tel frein doit être dimensionné pour avoir la capacité de freiner efficacement la charge susceptible d'être manoeuvrée. Le rendement mécanique de ce genre de frein étant par ailleurs médiocre, on constate que le dispositif de manoeuvre doit fournir en permanence, lorsque le frein doit être ouvert, une énergie sensiblement égale à l'énergie de pleine charge, que la charge soit effectivement pleine ou seulement partielle. Ceci est pénalisant dans le cas où la charge à commander a un poids variable en fonction de sa position, ce qui est le cas des écrans enroulables dont la charge correspondante est maximale uniquement lorsque l'écran est complètement déroulé. En outre, dans les mécanismes de manoeuvre d'écran, lors du mouvement de descente d'un écran, le poids de celui-ci contribue normalement à fournir une partie de l'énergie de manoeuvre de sorte que, en l'absence d'un frein tel que mentionné ci-dessus, le déplacement de l'écran pourrait être obtenu pratiquement sans énergie supplémentaire. Ceci est également le cas dans les installations où le poids de l'écran est compensé par un dispositif à ressorts. Or, lorsqu'un frein tel que mentionné ci-dessus est utilisé, il doit freiner efficacement l'écran dans toutes les configurations pour éviter des déplacements non autorisés qui seraient tentés par une action directe sur l'écran. Les freins connus des documents ci-dessus induisent donc une surconsommation d'énergie électrique lorsque le dispositif de manoeuvre est électrique, principalement lorsqu'il s'agit d'un moteur à courant continu dans lequel le courant consommé est directement lié à la charge. Lorsque le dispositif de manoeuvre est manuel, l'utilisation d'un tel frein induit un désagrément pour l'utilisateur. Dans tous les cas, le dispositif de manoeuvre travaillant toujours sous charge maximum, il doit être dimensionné en conséquence, ce qui a une incidence sur sa taille et son prix de revient. Si le dispositif de manoeuvre est électrique, son alimentation doit être sur-dimensionnée. Une solution à une partie des inconvénients ci-dessus est décrite dans USA-3,068,975 où des billes ou galets sont disposés entre les éléments frottants d'un frein. Ainsi, la valeur de la force de décollage ou d'ouverture du frein est diminuée. Cependant, un tel frein est difficile à réaliser car les rampes recevant en appui les billes ou galets doivent être usinées avec une grande précision et la mise en place des billes ou galets est très délicate sans un outillage spécifique, complexe et coûteux. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau frein qui peut être manoeuvré de façon plus aisée que les matériels connus, sans nécessiter une consommation d'énergie disproportionnée par rapport à la charge à mettre en mouvement lorsqu'il est ouvert. Dans cet esprit, l'invention concerne un frein destiné à être intercalé entre un arbre menant et un arbre mené solidaire en rotation d'une charge à freiner, ce frein comprenant un corps destiné à être solidarisé en rotation avec l'arbre mené, caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un organe de freinage monté sur le corps précité et mobile par rapport à celui-ci entre une première position, dite de freinage, dans laquelle cet organe est en appui contre une structure fixe, et une seconde position dans laquelle cet organe est dégagé de cette structure fixe; - au moins un moyen de rappel de cet organe vers sa première position et - un moyen de commande du déplacement de cet organe, de sa première position vers sa seconde position, ce moyen de commande comprenant au moins une liaison à deux leviers articulés entre eux par une liaison de type rotule, dont un premier levier destiné à être solidarisé en rotation avec l'arbre menant est monté pivotant par rapport au corps et dont le second levier est articulé sur l'organe de freinage. Selon l'invention, la liaison à deux leviers, articulés entre eux par une liaison de type rotule, permet de contrôler efficacement le déplacement de l'organe de freinage à l'encontre de l'action du moyen de rappel et ce, grâce à un effort exercé par l'arbre menant. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel frein peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible: - L'un des leviers est pourvu d'une tête partiellement sphérique, alors que l'autre levier est pourvu d'un logement de réception de cette tête, avec possibilité de mouvements angulaires rotatifs. Ce logement peut être configuré pour recevoir cette tête avec une possibilité de mouvements en translation selon une direction globalement parallèle à la direction de déplacement de l'organe de freinage entre ses positions précitées. - Le second levier est également articulé sur l'organe de freinage par une liaison de type rotule, ce second levier ou cet organe étant avantageusement pourvu d'une tête partiellement sphérique, alors que l'organe de freinage ou le second levier est pourvu d'un logement de réception de cette tête, avec possibilité de mouvements angulaires relatifs. - Le ou les logements de réception de la ou des têtes partiellement sphériques sont délimités, entre autres, par une cloison percée d'une ouverture de passage d'une partie de l'élément qui porte la ou les têtes sphériques, cette ouverture étant bordée, sur son côté opposé au(x) logement(s) en question, d'une zone en creux de réception de cet élément en fonction de son déplacement angulaire par rapport au(x) logement(s). - L'élément équipé de la ou des têtes sphériques est le second levier. L'inventicn concerne également un mécanisme de manoeuvre d'un écran de fermeture, de protection solaire, de projection ou analogue qui comprend un organe d'entraînement, un organe d'enroulement de l'écran et un frein tel que décrit ci-dessus intercalé entre l'organe d'entraînement et l'organe d'enroulement. Un tel mécanisme de manoeuvre est plus aisé à manoeuvrer que les mécanismes de l'état de la technique qui comprennent un frein de type actionné par la manoeuvre , tout en étant. relativement facile et économique à fabriquer. L'invention concerne enfin une installation de 15 fermeture, de protection solaire, de projection d'images ou une installation équivalente qui comprend un mécanisme de manoeuvre tel que mentionné ci- dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un frein conforme à son principe, d'un mécanisme et d'une installation également conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une d'une installation conforme mécanisme également conforme frein conforme à l'invention électrique et un tube d'obturation d'une ouverture, activé ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle à à et faite en référence aux coupe partielle de principe l'invention incorporant un l'invention dans lequel un est intercalé entre un moteur d'enroulement d'un tablier alors que le moteur n'est pas du détail II-II à la activé ; et figure 1 lorsque le moteur est - la figure 3 est une vue en perspective de certains éléments du frein représenté sur les figures 1 et 2. L'invention représentée aux figures 1 à 3 comprend un mécanisme M permettant d'enrouler plus ou moins, autour d'un axe géométrique sensiblement horizontal X-X', un tablier T représenté en traits mixtes. Ceci permet d'obturer plus ou moins une ouverture ménagée dans la maçonnerie d'un bâtiment B. Cette installation est une installation de fermeture. Il pourrait également s'agir d'une installation de protection solaire, d'une installation de déploiement d'un écran de projection d'images fixes ou animées ou d'une installation analogue. Le mécanisme M comprend un tube 1 dont l'axe géométrique central est confondu avec l'axe X-X' et qui est supporté, par rapport à la structure du bâtiment B, au moyen d'une console 2. Un ensemble d'entraînement 3 est prévu pour mettre en rotation le tube 1 autour de l'axe X- X', comme représenté par la double flèche R. Cet ensemble comprend un moteur électrique 4, un frein 5 et un réducteur 6 logés dans un boîtier tubulaire 7 fixé sur la console 2 par tout moyen approprié, par exemple par des vis 71. Le réducteur 6 est un matériel connu en soi. Il est représenté en vue extérieure à la figure 1. Un palier 8 est disposé autour du boîtier 7 et permet de supporter l'extrémité du tube 1 la plus proche de la console 2. L'arbre de sortie 31 de l'ensemble 3 est supporté par un palier 9 et attaque une couronne 10 d'entraînement du tube 1 en rotation autour de l'axe X-X'. Ainsi, en alimentant le moteur 4 en courant électrique au moyen de câbles conducteurs non représentés, il est possible de faire tourner la couronne 10, dans un sens ou dans l'autre, autour de l'axe XX' et, en fonction du sens du courant, d'enrouler plus ou moins le tablier T. On note 41 l'arbre de sortie du moteur 4 et 61 l'arbre d'entrée du réducteur 6 qui est creux et définit un orifice cannelé 62 de réception d'un arbre de sortie du frein 5. L'arbre 61 est représenté partiellement, par arrachement, sur les figures. Pour le frein 5, l'arbre 41 est un arbre menant, alors que l'arbre 61 est un arbre mené. Ces arbres ont leurs axes géométriques principaux confondus avec l'axe X-X'. Le frein 5 comprend un boîtier 100 de forme extérieure circulaire adaptée à la forme intérieure du boîtier 7 et destiné à être immobilisé dans le boîtier 7 par tout moyen approprié, par exemple par vissage, goupillage ou collage. Un couvercle 101 est associé au boîtier 100 et permet d'en isoler le volume intérieur par rapport à l'environnement du frein 5. Un second palier 9' fixé dans le couvercle 101 supporte l'arbre 41. A l'intérieur du boîtier 100 est disposé un corps 102 destiné à être entraîné en rotation autour de l'axe X-X' et qui est pourvu d'un orifice central borgne 103 dans lequel est reçu, avec possibilité de rotation, l'extrémité 41a de l'arbre 41. L'orifice 103 est ménagé dans un arbre creux 102a monobloc avec la partie principale du corps 102. Le corps 102 forme un arbre cannelé 102c adapté pour pénétrer dans l'orifice 62 afin d'entraîner le réducteur 6 lorsque le corps 102 est mis en mouvement autour de l'axe X-X'. L'arbre 102c forme ainsi l'arbre de sortie du frein 5. Un bras 106 est monté fixe en rotation autour de l'arbre 41, entre le palier 9 et l'extrémité 41a. Ce bras 106 s'étend radialement par rapport à l'axe X-X', de part et d'autre de celui-ci. Il pourrait également s'étendre sur un côté seulement de cet axe, voire être en forme de plateau ou de disque. Un plateau de freinage annulaire 110 est monté autour de l'arbre creux 102a avec possibilité de translation parallèlement à l'axe X-X' mais en étant solidaire en rotation avec cet arbre creux et, par voix de conséquence, le corps 102. Pour ce faire, le plateau 110 est pourvu d'une ouverture centrale bordée par une denture 110b adaptée pour coopérer avec une denture périphérique externe 102b de l'arbre 102a. Le plateau 110 est destiné à être en appui contre une garniture 161 qui enveloppe le bord périphérique externe du corps 102, lequel bord est sensiblement circulaire. Cette garniture est en regard d'une surface annulaire interne 112 du boîtier 100 contre laquelle elle peut être plaquée. Pour ce faire, un ressort 113 est intercalé entre le bras 106 et le plateau 110. Le ressort 113 exerce sur le plateau 110 un effort F1 qui tend à plaquer sa surface annulaire opposée au bras 106 contre la surface 161 qui est alors plaquée contre la surface 112. Le matériau constitutif de la garniture 161 est choisi pour que son coefficient de frottement avec la surface 112 soit suffisant pour immobiliser en rotation le corps 102 par rapport au boîtier 100 lorsque la garniture 161 et la surface 112 sont en appui l'une contre l'autre, comme représenté à la figure 1. Le bras 106 est pourvu d'un logement 117 débouchant à la fois radialement par rapport à l'axe X-X' et sur la face 106b du bras 106 opposé aux éléments 102 et 110. Ce logement 117 est délimité, du côté des éléments 102 et 110, par une cloison 171 dans laquelle est définie une ouverture 172 également débouchante radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe X-X'. Dans l'épaisseur de la cloison 171 est ménagé un évidement 173 qui entoure l'ouverture 172 du côté opposé au logement 117 qui est ménagé au voisinage de l'extrémité 106a du bras 106 la plus éloignée de l'axe X-x'. Enfin, un logement 118 est ménagé dans le plateau 110, au voisinage de sa surface périphérique 110a, ce logement débouchant sur cette surface. Le logement 118 est limité, du côté opposé au corps 102, par une cloison 181 dans laquelle est ménagée une ouverture 182 débouchant également au niveau de la surface 110a, alors qu'un évidement 183 jouxte cette ouverture du côté de la cloison 181 opposée au logement 118. Une bielle 119 est utilisée pour relier le bras 106 et le plateau 110. Cette bielle est monobloc et comprend une tige rectiligne 119a ainsi que deux parties ou têtes 119b et 119c sensiblement en forme de sphère. Les têtes 119b et 119c sont destinées à être respectivement engagées dans les logements 117 et 118, par le côté de ceux-ci débouchant radialement sur l'extérieur. Lors de l'introduction des têtes 119b et 119c dans les logements 117 et 118, la tige 119a est engagée dans les ouvertures 172 et 182. La géométrie des logements 118 et 119 est choisie pour réaliser avec les parties 119b et 119c une articulation de type rotule, alors que les évidements 173 et 183 permettent le positionnement de la tige 119 en fonction de la position de la bielle 119 par rapport aux logements 117 et 118. Les éléments 106 et 119 constituent ainsi une liaison articulée L, de type rotule, entre l'arbre 41 et le plateau 110, cette liaison comprenant un premier levier constitué par le bras 106 et un second levier constitué par la bielle 119. De même, une liaison articulée de type rotule est créée entre la biellette 119 et le plateau 110. Le fonctionnement du frein 5 est le suivant: Par défaut, c'est-à-dire lorsque le moteur 4 n'est pas activé, le plateau 110 subit principalement l'action du ressort 113, ce qui a pour effet de générer l'effort F1 qui induit une immobilisation par friction du plateau 110 contre la garniture 161 du corps 102 et du corps 102 contre la surface 112 à l'intérieur du boîtier 100. Un jeu suffisant est prévu au niveau des interfaces entre les éléments 106 et 119, 110 et 119 pour que l'effort F1 induise un appui effectif du plateau 110 contre le corps 102 et le boîtier 100. Dans cette configuration, le frein empêche la mise en rotation de l'arbre mené 61. Lorsque le moteur 4 est activé, le couple de sortie du moteur 4 met en rotation, le levier-bras 106. Compte tenu de l'articulation à rotule L réalisée par les éléments 106 et 119, ceci induit sur le plateau 110 un effort qui tend à faire tourner le plateau 110 dans le même sens. Comme la biellette 119 est rigide, sa longueur est fixe et le couple transmis au bras 106 se transmet au plateau 110 sous la forme d'un effort F119 parallèle à la tige 119a, comme représenté à la figure 2. Cet effort a, notamment, pour effet de rapprocher le plateau 110 du bras 106. Du fait de l'effort F119, le plateau 110 est ainsi éloigné de la garniture 161, à l'encontre de l'effort F1. La garniture 161 du corps 102 n'étant plus soumise à un effort de pression dû au plateau 110, il se crée un jeu J1 entre le plateau 110 et la garniture 161 et un jeu J2 entre cette garniture et la surface 112. Les jeux J1 et J2 sont possibles car l'arbre creux 102a est monté sur l'extrémité 41a avec possibilité de translation parallèlement à l'axe XX'. Le déblocage du frein décrit ci-dessus se produit quel que soit le sens de rotation du moteur 4. L'effort de freinage dû au frottement des surfaces 161 et 112 l'une contre l'autre est ainsi supprimé et le corps 102 peut être entraîné en rotation. En d'autres termes, le frein 5 ne s'oppose plus à la transmission du couple entre l'arbre menant 41 et l'arbre mené 61. Selon une variante non représentée de l'invention, la structure des rotules peut être inversée: une tête globalement sphérique peut être prévu sur le bras 106 ou le plateau 110, alors qu'un ou des logements correspondants sont ménagés sur la bielle 119. Selon une variante non représentée de l'invention, le moteur 4 peut être disposé à l'extérieur du tube d'enroulement, auquel cas le boîtier 7 peut être non tubulaire. Selon une variante non représentée, le tube d'enroulement 1 peut être utilisé pour l'enroulement non pas directement du tablier T mais de sangles ou de câbles reliés à un écran de fermeture. Dans ce cas, ce tube peut également être remplacé par un axe plein. L'invention a été représentée dans le cadre d'un mécanisme de manoeuvre comprenant un moteur électrique d'entraînement. Elle est cependant applicable à un mécanisme entraîné de façon manuelle, par exemple au moyen d'une manivelle et d'un renvoi d'angle. 12 REVENDICATIONS 1. Frein destiné à être intercalé entre un arbre menant (41) et un arbre mené (61) solidaire en rotation d'une charge (1, T) à freiner, ledit frein comprenant un corps (102) destiné à être solidarisé en rotation avec l'arbre mené, caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un organe de freinage (110) monté sur ledit corps et mobile par rapport audit corps entre une première position (figure 1), dite de freinage, dans laquelle ledit organe est en appui (F2) contre une structure fixe (100; 7), et une seconde position (figure 2) dans laquelle ledit organe est dégagé de ladite structure fixe; - au moins un moyen (113) de rappel (F1) dudit organe vers ladite première position; - un moyen (104, L) de commande du déplacement dudit organe de ladite première position vers ladite seconde position, ledit moyen de commande comprenant au moins une liaison (L) à deux leviers (106, 119) articulés entre eux par une liaison de type rotule (117, 119b), dont un premier levier (106) destiné à être solidarisé en rotation avec l'arbre menant (41) est monté pivotant par rapport audit corps (102) et dont le second levier (119) est articulé sur ledit organe (110). 2. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un (119) desdits leviers (106, 119) est pourvu d'une tête (119b) partiellement sphérique, alors que l'autre levier (106) est pourvu d'un logement (117) de réception de ladite tête, avec possibilité de mouvement angulaire relatif. 3. Frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit logement (117) est configuré pour recevoir ladite tête (119b) avec possibilité de mouvement selon une direction globalement parallèle à la direction (X-X') de déplacement dudit organe (110) entre lesdites positions. 4. Frein selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit second levier (119) est articulé sur ledit organe (110) par une liaison de type rotule (118, 119c). 5. Frein selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un (119) des éléments que sont le second levier (119) et l'organe de freinage (110) est pourvu d'une tête (119c) partiellement sphérique, alors que l'autre élément (110) est pourvu d'un logement (118) de réception de ladite tête avec possibilité de mouvement angulaire relatif. 6. Frein selon l'une des revendications 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que lesdits logements (117, 118) sont délimités, entre autres, par une cloison (171, 181) percée d'une ouverture (172, 182) de passage d'une partie (119a) de l'élément (119) pourvu de ladite ou desdites têtes (119b, 119c), ladite ouverture étant bordée, sur son côté opposé au(x)dit(s) logement(s), d'une zone en creux (173, 183) de réception dudit élément en fonction de son déplacement angulaire par rapport au(x)dit(s) logement(s). 7. Frein selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'élément pourvu de ladite ou desdites têtes (119b, 119c) est ledit second levier (119). 8. Mécanisme (M) de manoeuvre d'un écran (T) de fermeture, de protection solaire, de projection ou analogue, ledit mécanisme comprenant un organe d'entraînement (4) et un organe (1) d'enroulement dudit écran, caractérisé en ce qu'il comprend un frein (5) selon l'une des revendications précédentes intercalé entre ledit organe d'entraînement et ledit organe d'enroulement. 9. Installation de fermeture, de protection solaire ou de projection d'images, caractérisé en ce qu'elle comprend un mécanisme de man uvre (M) selon la revendication 8.