Brevet FR2908448A1 — publié le 20080516

L'invention se rapporte à un dispositif d'entraînement, notamment pour un volet ou une trappe d'un véhicule, comprenant un premier élément de fixation pouvant être relié à une pièce en position fixe ou à une pièce mobile, et comprenant à l'extrémité opposée à celle où se trouve le premier élément de fixation, un tube de carter qui est axialement mobile par rapport à ce premier élément de fixation et qui, à son extrémité opposée à celle dirigée vers le premier élément de fixation, présente un deuxième élément de fixation pouvant être fixé à la pièce mobile ou à la pièce en position fixe, le dispositif comprenant également une transmission d'entraînement à vis, qui présente une vis filetée et un écrou de vis agencé sur la vis filetée, et qui permet d'entraîner en déplacement axial relatif l'un par rapport l'autre le premier élément de fixation et le tube de carter, la transmission d'entraînement à vis pouvant être entraînée en rotation par un moteur électrique dont l'arbre moteur peut entraîner en rotation la vis filetée ou une pièce d'accouplement d'un accouplement. Dans de tels dispositifs d'entraînement, le moteur électrique doit être dimensionné de façon à pouvoir effectuer de manière fiable, dans toutes les conditions de fonctionnement usuelles, un mouvement de la pièce à déplacer. Des pièces à déplacer d'un poids plus important nécessitent également un moteur électrique d'une forte puissance correspondante, représentent un encombrement plus important, notamment dont le diamètre est relativement grand, ce qui conduit à un dispositif d'entraînement nécessitant un espace d'implantation important. 2908448 2 En conséquence, le but de l'invention consiste à fournir un dispositif d'entraînement du type de celui cité en introduction, qui présente un faible encombrement de faible taille, notamment un faible diamètre. 5 Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la transmission d'entraînement à vis, dans le cas d'un mouvement d'écartement axial du premier élément de fixation et du tube de carter, peut être entraînée en 10 rotation avec un couple se réduisant au cours du déplacement. Grâce à cela, il suffit de produire un couple élevé dans la phase de demande de couple plus élevée nécessaire au 15 début du déplacement dans le cas d'un mouvement d'écartement axial du premier élément de fixation et du tube de carter, puis ensuite uniquement un couple sensiblement plus faible. 20 De préférence, la transmission d'entraînement à vis peut ici être entraînée en rotation par un moteur à courant continu, le moteur à courant continu fonctionnant, au début du mouvement axial d'écartement du premier élément de fixation et du tube de carter, dans une plage de 25 charge du moteur à courant continu située au-dessus de sa charge nominale. Comme il ne se produit qu'un fonctionnement de courte durée dans la plage de surcharge du moteur, la chaleur 30 engendrée par le fonctionnement en surcharge est immédiatement évacuée et dissipée, de sorte qu'il ne se produit pas d'endommagement du moteur. Il peut en conséquence être dimensionné pour des puissances plus faibles, ce qui conduit également à des diamètres 35 moindres de ces moteurs électriques. La zone des moteurs électriques du dispositif d'entraînement peut ainsi 2908448 présenter un diamètre extérieur plus faible. Comme les autres parties du dispositif d'entraînement peuvent sans problème présenter un diamètre extérieur plus faible, et que le diamètre extérieur de l'unité d'entraînement est 5 déterminé par le diamètre extérieur de la zone du moteur, l'ensemble du dispositif d'entraînement possède un diamètre extérieur de dimension réduite. Le moteur à courant continu peut ici fonctionner sur 10 environ les premiers 25% à 50% de son déplacement, lors d'un mouvement axial d'écartement du premier élément de fixation et du tube de carter, dans une plage de charge située au-dessus de sa charge nominale. 15 Si un accumulateur d'énergie est placé dans le conducteur d'alimentation d'une source de tension au moteur à courant continu, le courant de démarrage du moteur peut être stocké à l'avance. Cela permet de réduire les conducteurs d'alimentation de l'ensemble du 20 système. Dans un véhicule automobile dans lequel on dispose uniquement d'une tension de 12 V en provenance de la source de tension, il est possible, par exemple par une 25 tension double de 24 V, de disposer pendant une courte durée d'une puissance quatre fois plus grande. Mais cela signifie également qu'un diamètre moitié moindre du moteur suffit. 30 L'accumulateur d'énergie peut ici être un condensateur. Le condensateur peut être un condensateur électrolytique (ELKO) ou également un condensateur électrochimique double couche (EDLC). Un tel condensateur 35 électrochimique double couche présente l'avantage d'une capacité très élevée, ce qui ne nécessite qu'un faible 2908448 encombrement. En aval de l'accumulateur d'énergie est de préférence monté un convertisseur de tension. 5 Si dans ce cas, le convertisseur de tension est un convertisseur en cascade à diodes, deux condensateurs sont chargés de manière cyclique en parallèle et déchargés en série. Cela permet d'obtenir un doublement 10 de la tension d'entrée. Mais il est également possible que le convertisseur de tension soit un convertisseur de tension à transformateur/hacheur, dans lequel la tension continue 15 d'entrée est hachée en impulsions et est ensuite convertie par l'intermédiaire d'un transformateur. Cela permet de réaliser des niveaux de tension quelconques. La tension alternative de sortie est redressée et peut ainsi être utilisée pour l'alimentation de l'unité 20 d'entraînement. De préférence, le moteur électrique peut être alimenté en tension par un étage final de puissance. Les valeurs calculées par une partie de commande peuvent ici être 25 converties par des relais à modulation de largeur d'impulsion, qui sont directement alimentés par le convertisseur de tension. Il est ici possible de régler une tension à modulation de largeur d'impulsion, avec une valeur moyenne de 0 à 24 V. 30 Une autre possibilité pour l'augmentation du couple consiste en ce que le moteur électrique puisse fonctionner avec une courbe caractéristique de couple élevé et une courbe caractéristique de couple plus 35 faible, et fonctionne, dans une première partie du déplacement, avec la courbe caractéristique de couple 4 2908448 5 élevé, et dans la partie suivante du déplacement, avec la courbe caractéristique de couple plus faible. Mais il est également possible dans un autre mode de 5 réalisation, que la transmission d'entraînement à vis puisse être entraînée en rotation par le moteur électrique, par l'intermédiaire d'une boîte de transmission réglable. 10 La boîte de transmission peut ici être une boîte à transmission de force réglable en continu (transmission CVT, transmission réglable en continu), ou bien également une boîte de transmission à plusieurs étages, notamment une boîte de transmission à trois étages. 15 Une adaptation optimale au besoin de couple nécessaire est obtenue ici lorsque la boîte de transmission est une boîte de transmission réglable en fonction de la charge. 20 En principe, il est possible que le moteur électrique soit agencé à l'extérieur du tube de carter. Si par contre le moteur électrique et/ou la boîte de transmission sont agencés dans le tube de carter, l'unité d'entraînement forme un module de construction 25 compact, le tube de carter formant simultanément un logement de positionnement et une gaine de protection pour le moteur électrique. La vis filetée peut être montée rotative, avec une de 30 ses extrémités, dans le tube de carter, et être agencée de manière axialement fixe par rapport au tube de carter, ainsi qu'être entraînée en rotation par le moteur électrique, et l'écrou de vis relié au premier élément de fixation peut être bloqué en rotation par 35 rapport au tube de carter. Grâce à cette configuration, le couple de l'écrou de vis est repris à l'intérieur du 2908448 6 dispositif d'entraînement et n'a pas besoin d'être repris par l'intermédiaire des éléments de fixation, au niveau de la pièce mobile et de la pièce en position fixe. 5 Cela permet de fixer le dispositif d'entraînement selon une orientation quelconque sur la pièce mobile et la pièce en position fixe, ce qui simplifie considérablement la possibilité de montage du dispositif 10 d'entraînement. De manière simple et permettant une fabrication aisée, le tube de carter peut être une pièce de construction en métal fabriquée par formage, comme par exemple 15 l'emboutissage, ou bien une pièce en matière plastique fabriquée par moulage par injection. De manière simple, l'écrou de vis peut être relié à une extrémité d'un tube de vis qui entoure coaxialement la 20 vis filetée et à l'autre extrémité duquel est agencé de manière fixe le premier élément de fixation. Le tube de vis également peut être une pièce de construction en métal fabriquée par formage, comme par 25 exemple l'emboutissage, ou bien une pièce en matière plastique fabriquée par moulage par injection. Lorsque l'un ou les deux éléments de fixation sont une rotule ou une coupelle de rotule d'une articulation à 30 rotule, cela conduit à un mode de réalisation simple, permettant un montage dans une position de rotation quelconque par rapport à l'axe longitudinal du dispositif d'entraînement. 35 Mais il est également possible qu'en plus de la force d'actionnement du moteur électrique, le premier élément 2908448 7 de fixation soit sollicité ou puisse être sollicité par une force de ressort, dans la direction de sortie hors du tube de carter pour contribuer à la force du dispositif d'entraînement et ainsi à une compensation de 5 poids du volet ou de la trappe. Cela peut s'effectuer sur la totalité de la course de déplacement ou bien également uniquement sur une partie de cette course de déplacement. A cet effet, selon une configuration simple, le premier élément de fixation est sollicité par un ressort de compression, notamment un ressort hélicoïdal de compression, prenant appui sur le tube de carter. Selon une alternative ou de manière complémentaire, le premier élément de fixation peut à cet effet également être sollicité par une pression de gaz. 20 La force qui est nécessaire pour déplacer manuellement la vis, est de préférence choisie précisément de façon telle que le volet ou la trappe puisse être arrêté en position intermédiaire lorsque l'entraînement de rotation n'est pas activé. Il est ainsi possible, dans 25 le cas d'un entraînement de rotation par moteur électrique, de réaliser sans problème une position d'arrêt hors tension. Sur le tube de carter peut être agencé un tube de 30 guidage qui entoure à distance le tube de vis. Si dans ce cas le ressort hélicoïdal de compression entoure à distance le tube de guidage et est entouré, également à distance, d'un tube de couverture relié au 35 premier élément de fixation, le ressort hélicoïdal de compression est aussi bien guidé que protégé radialement 10 15 2908448 8 vers l'intérieur et vers l'extérieur. Une protection des pièces constitutives du dispositif d'entraînement à l'encontre d'un encrassement et d'un 5 endommagement est obtenue grâce au fait que le tube de carter et le tube de couverture peuvent coulisser l'un dans l'autre de manière télescopique. En vue d'une manipulation manuelle aisée avec un bon 10 rendement, la vis filetée est une vis à filets multiples. Un exemple de réalisation de l'invention va être décrit plus en détail dans la suite et est représenté sur les 15 dessins annexés, qui montrent : Figure 1 un dispositif d'entraînement en section ; Figure 2 un détail "X" agrandi du dispositif d'entraînement selon la figure 1 ; 20 Figure 3 un schéma de circuit de l'alimentation en tension du moteur du dispositif d'entraînement selon la figure 1. Le dispositif d'entraînement représenté sur la figure 1 25 possède un tube de carter 1 sur lequel est guidé de manière télescopique, un tube de couverture 2. A l'extrémité du tube de couverture 2, qui est opposée à celle où se trouve le tube de carter 1, est agencée une première coupelle de rotule 3, et à l'extrémité du tube 30 de carter 1, qui est opposée à celle où se trouve le tube de couverture 2, est agencée une deuxième coupelle de rotule 4, coupelles de rotule à l'aide desquelles le dispositif d'entraînement peut être relié de manière articulée à une pièce de carrosserie en position fixe 35 d'un véhicule automobile, et à une pièce mobile du véhicule automobile, réalisée sous la forme d'un volet 2908448 9 ou d'une trappe. Dans la zone d'extrémité du tube de carter 1, qui est dirigée vers le tube de couverture 2, est insérée de manière fixe, une première partie de palier 5 dans laquelle est montée rotative une première 5 pièce d'accouplement 6 d'un accouplement à friction 7, qui est placée de manière fixe sur une extrémité d'une vis filetée 8 s'engageant dans le tube de couverture 2. Sur la vis filetée 8 est agencé un écrou de vis 9 de manière fixe en rotation par rapport au tube de carter 10 1. L'écrou de vis 9 est relié à une extrémité d'un tube de vis 11, qui entoure coaxialement la vis filetée 8, et à l'autre extrémité duquel est agencée de manière fixe la 15 première coupelle de rotule 3. L'écrou de vis 9 est par ailleurs guidé de manière axialement coulissante dans un tube de guidage 10 entourant le tube de vis 11 et lié de manière fixe au tube de carter 1. 20 Dans l'interstice annulaire entre le tube de guidage 10 et le tube de couverture 2 qui l'entoure à distance, est agencé un ressort hélicoïdal de compression 12 qui s'appuie avec une de ses extrémités sur le tube de couverture 2, dans la zone de la première coupelle de 25 rotule 3, et avec son autre extrémité, sur le tube de carter 1. La vis filetée 8 porte à son extrémité éloignée de celle où se trouve la pièce d'accouplement 6, une douille de 30 guidage 13 dont la surface périphérique cylindrique extérieure guide la vis filetée 8 de manière axialement coulissante dans le tube de vis 11. 2908448 10 Le tube de guidage 10 possède, de manière uniformément répartie sur la périphérie, trois fentes axiales 14 qui s'étendent sur une large étendue de sa longueur. De manière correspondante aux fentes axiales 14, sur 5 l'écrou de vis 9 sont agencés trois tenons d'appui 15 en saillie radiale, qui s'engagent dans les fentes axiales 14 et assurent un arrêt de rotation de l'écrou de vis 9 par rapport au tube de guidage 10. 10 Dans le tube de carter 1, coaxialement en regard de la première pièce d'accouplement 6, est agencée une deuxième pièce d'accouplement 16, une garniture de friction de forme annulaire pouvant être placée entre les deux pièces d'accouplement 6 et 16. Par 15 l'intermédiaire d'un palier axial 17, la deuxième pièce d'accouplement 16 s'appuie axialement, avec son côté opposé à celui faisant face à la première pièce d'accouplement 6, sur une pièce de butée 18 agencée de manière fixe dans le tube de carter 1. 20 La première pièce d'accouplement 6 et la deuxième pièce d'accouplement 16 présentent entre elles un jeu de mouvement tel, qu'elles soient en mesure de s'écarter axialement l'une de l'autre d'une valeur interrompant 25 une liaison par friction. Un arbre de sortie d'entraînement 19 d'une boîte de transmission 20 est relié coaxialement et de façon fixe en rotation avec la deuxième pièce d'accouplement 16, la 30 boîte de transmission 20 pouvant être entraînée en rotation par l'arbre moteur d'un moteur électrique 21. Le moteur électrique 21 est disposé fixe en rotation dans le tube de carter 1. 35 Pour l'alimentation en tension, le moteur électrique 21 possède des contacts de connexion 26 qui sont reliés à 2908448 11 une unité d'alimentation en tension 22. Comme le laisse notamment entrevoir la figure 2, le dispositif d'entraînement comprend un capteur de relevé 5 de course de déplacement réalisé sous forme de potentiomètre linéaire 23. A cet effet, sur le tube de vis 11, à proximité de l'écrou de vis 9, est agencé un frotteur 24 qui fait 10 saillie à travers l'une des fentes axiales 14 et peut être déplacé avec l'écrou de vis 9 et le tube de vis 11, le long d'une voie de frottement 25 qui s'étend par-dessus cette fente axiale 14 du côté extérieur de celle-ci. Le schéma de circuit de l'alimentation en tension, représenté sur la figure 3, présente une batterie 27 qui fournit une tension de 12 V, qui peut alimenter un condensateur 28. 20 Le condensateur peut alimenter une unité de convertisseur de tension 29, qui est constituée d'une commande 30 et d'un convertisseur à courant continu 31. 25 L'unité de convertisseur de tension 29 peut alimenter un étage final de puissance 32, qui à son tour peut alimenter en tension le moteur électrique 21. L'énergie électrique amenée par la batterie 27 au 30 condensateur 28 est stockée ou accumulée dans le condensateur 28 et fournie au convertisseur à courant continu 31. Le convertisseur à courant continu 31 a pour mission d'augmenter la tension fournie par la batterie 27. Cette tension plus élevée est alors amenée, pendant 35 une courte durée, par l'intermédiaire de la commande 30, au moteur électrique 21 qui fonctionne alors pendant une 15 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement, notamment pour un volet ou une trappe d'un véhicule, comprenant un premier élément de fixation pouvant être relié à une pièce en position fixe ou à une pièce mobile, et comprenant à l'extrémité opposée à celle où se trouve le premier élément de fixation, un tube de carter (1) qui est axialement mobile par rapport à ce premier élément de fixation et qui à son extrémité opposée à celle dirigée vers le premier élément de fixation, présente un deuxième élément de fixation pouvant être fixé à la pièce mobile ou à la pièce en position fixe, le dispositif comprenant également une transmission d'entraînement à vis, qui présente une vis filetée (8) et un écrou de vis (9) agencé sur la vis filetée, et qui permet d'entraîner en déplacement axial relatif l'un par rapport l'autre le premier élément de fixation et le tube de carter (1), la transmission d'entraînement à vis pouvant être entraînée en rotation par un moteur électrique (21) dont l'arbre moteur peut entraîner en rotation la vis filetée ou une pièce d'accouplement d'un accouplement, caractérisé en ce que la transmission d'entraînement à vis, dans le cas d'un mouvement d'écartement axial du premier élément de fixation et du tube de carter (1), peut être entraînée en rotation avec un couple se réduisant au cours du déplacement. 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission d'entraînement à vis peut être entraînée en rotation par un moteur à courant continu (21), le moteur à courant continu (21) fonctionnant, au début du mouvement axial d'écartement du premier élément de fixation et du tube de carter (1), dans une plage de charge du moteur à courant continu 2908448 14 (21), située au-dessus de sa charge nominale. 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur à courant continu (21) 5 fonctionne sur environ les premiers 25% à 50% de son déplacement lors d'un mouvement axial d'écartement du premier élément de fixation et du tube de carter (1), dans une plage de charge située au-dessus de sa charge nominale. 10 4. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que dans le conducteur d'alimentation d'une source de tension au moteur à courant continu (21), est placé un accumulateur 15 d'énergie. 5. Dispositif d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie est un condensateur (28). 6. Dispositif d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le condensateur est un condensateur électrolytique. 25 7. Dispositif d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le condensateur est un condensateur électrochimique double couche (EDLC). 8. Dispositif d'entraînement selon l'une des 30 revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'en aval de l'accumulateur d'énergie est monté un convertisseur de tension (31). 9. Dispositif d'entraînement selon la revendication 8, 35 caractérisé en ce que le convertisseur de tension est un convertisseur en cascade à diodes. 20 2908448 15 10. Dispositif d'entraînement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le convertisseur de tension est un convertisseur de tension à transformateur/hacheur. 5 11. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le moteur électrique (21) peut être alimenté en tension par un étage final de puissance (32). 10 12. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur électrique peut fonctionner avec une courbe caractéristique de couple élevé et une courbe caractéristique de couple plus faible, et fonctionne, 15 dans une première partie du déplacement, avec la courbe caractéristique de couple élevé, et dans la partie suivante du déplacement, avec la courbe caractéristique de couple plus faible. 20 13. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission d'entraînement à vis peut être entraînée en rotation par le moteur électrique (21), par l'intermédiaire d'une boîte de transmission réglable 25 (20). 14. Dispositif d'entraînement selon la revendication 13, caractérisé en ce que la boîte de transmission (20) est une boîte à transmission de force réglable en continu 30 (transmission CVT, transmission réglable en continu). 15. Dispositif d'entraînement selon la revendication 13, caractérisé en ce que la boîte de transmission (20) est une boîte de transmission à plusieurs étages, notamment 35 une boîte de transmission à trois étages. 2908448 16 16. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la boîte de transmission (20) est une boîte de transmission réglable en fonction de la charge. 17. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur électrique (21) et/ou la boîte de transmission {20) sont agencés dans le tube de carter. 10 18. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis filetée (8) est montée rotative, avec une de ses extrémités, dans le tube de carter (1), et est agencée 15 de manière axialement fixe par rapport au tube de carter (1), et peut être entraînée en rotation par le moteur électrique (21), et en ce que l'écrou de vis (9) relié au premier élément de fixation, est bloqué en rotation par rapport au tube de carter (1). 20 19. Dispositif d'entraînement selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'écrou de vis (9) est relié à une extrémité d'un tube de vis (11) qui entoure coaxialement la vis filetée (8) et à l'autre extrémité duquel est 25 agencé de manière fixe le premier élément de fixation. 20. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un ou les deux éléments de fixation sont une rotule ou une 30 coupelle de rotule (3, 4) d'une articulation à rotule. 21. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de fixation est sollicité ou peut être sollicité par une force de ressort, dans la direction de sortie hors du tube de carter (1). 5 2908448 17 22. Dispositif d'entraînement selon la revendication 21, caractérisé en ce que le premier élément de fixation est sollicité par un ressort de compression, notamment un ressort hélicoïdal de compression (12), prenant appui 5 sur le tube de carter (1). 23. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur le tube de carter (1) est agencé un tube de guidage (10) 10 qui entoure à distance le tube de vis (11). 24. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal de compression (12) entoure à 15 distance le tube de guidage {10) et est entouré, également à distance, d'un tube de couverture (2) relié au premier élément de fixation. 25. Dispositif d'entraînement selon la revendication 24, 20 caractérisé en ce que le tube de carter (1) et le tube de couverture (2) peuvent coulisser l'un dans l'autre de manière télescopique. 26. Dispositif d'entraînement selon l'une des 25 revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis filetée (8) est une vis à filets multiples.