Brevet FR2940854A1 — publié le 20100709

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif d'entraînement oscillant, notamment pour des applications aux véhicules automobiles comprenant un élément entraîné excité en oscillation par au moins un actionneur et pressé par un ressort dans la direction de poussée contre un élément entraîné. L'invention concerne également l'application d'une tôle élastique. Etat de la technique Le document EP 0 155 694 A2, décrit un dispositif d'entraînement oscillant en forme de dispositif d'entraînement linéaire. Le dispositif d'entraînement oscillant réalisé sous la forme d'un entraînement à poussoir, comporte deux actionneurs piézo-électriques disposés en faisant entre eux un angle et qui excitent en oscillation un élément d'entraînement (poussoir) pour entraîner en translation un rail (élément entraîné). L'élément d'entraînement est poussé par un ressort hélicoïdal dans la direction de poussée contre l'élément entraîné pour garantir une transmission suffisante de la force par une liaison par friction. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif d'entraînement oscillant, aussi économique et aussi simple à monter que possible, et qui soit optimisé du point de vue de l'encombrement et du poids. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'entraînement oscillant du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que, le ressort est un ressort en tôle élastique. L'invention concerne également l'utilisation d'une tôle élastique, pour presser un élément d'entraînement excité en oscillation par au moins un actionneur d'un dispositif d'entraînement oscillant dans une direction de poussée contre un élément entraîné. L'invention repose sur l'idée que la poussée par laquelle un élément d'entraînement, réalisé de préférence sous la forme d'un 2 poussoir, est pressé contre l'élément entraîné est générée par au moins une, et de préférence exclusivement une tôle élastique, c'est-à-dire un ressort métallique plat, formé de préférence par segments sous la forme d'une bande ou un ruban, notamment cintré. De façon préférentielle, les dimensions de la tôle élastique dans la direction longitudinale et dans la direction transversale, sont (beaucoup plus) grandes que son extension dans le sens de son épaisseur. En plus d'une possibilité économique de montage pour développer un ressort ainsi réalisé, on a en même temps une réduction d'encombrement et de poids du dispositif d'entraînement oscillant équipé d'au moins une tôle élastique et réalisé de préférence sous forme d'un entraînement à poussoir. En principe, il est possible de réaliser l'entraînement oscillant comme entraînement de translation ou de rotation. D'une manière tout à fait préférentielle, une forme de réalisation de l'entraînement oscillant est un entraînement en translation (entraînement linéaire), et notamment pour commander une vitre de véhicule automobile (lève-vitre). Pour éviter le basculement de l'élément d'entraînement réalisé de préférence sous la forme d'un poussoir, il est particulièrement avantageux que le ressort comprenant la tôle élastique ou réalisé comme tôle élastique, soit tel que sa raideur transversalement à la direction de poussée, c'est-à-dire transversalement à la direction normale, soit plus grande que dans la direction de poussée. D'une manière particulièrement préférentielle selon un mode de réalisation du dispositif d'entraînement oscillant, la tôle élastique comporte au moins un passage recevant au moins un actionneur de préférence réalisé comme actionneur piézo-électrique. En d'autres termes, la tôle élastique est munie de préférence d'au moins un passage traversé par au moins un actionneur. En cas de plusieurs et de préférence exclusivement deux actionneurs, il est préférable d'associer à chaque actionneur, un tel passage traversant. D'une manière encore plus préférentielle, dans le cas de plusieurs actionneurs, de préférence exclusivement deux, ceux-ci sont montés en parallèle l'un par rapport à l'autre avec pour conséquence que les axes des orifices de passage, soient également parallèles. 3 Selon une possibilité particulièrement économique de réalisation d'un ressort comprenant une tôle élastique, ce ressort est mis au moins sensiblement en forme de U ou de C. En d'autres termes, on donne au ressort un contour ayant deux segments de branches reliés en une seule pièce par un segment de base ou de fond ; d'une manière particulièrement préférentielle, au moins un passage est prévu pour au moins un actionneur dans la branche transversale. En d'autres termes, d'une manière particulièrement préférentielle, la forme en U ou en C est ouverte dans la direction de poussée. D'une manière particulièrement préférentielle, les deux segments de branches sont de préférence au moins sensiblement parallèles et, d'une façon encore plus préférentielle, elles s'étendent au moins sensiblement dans la direction de poussée et sont au moins ondulées ou en zigzag par segments pour optimiser l'effet de ressort dans la direction de poussée. De manière encore plus préférentielle, les segments de branches comportent, dans leur zone d'extrémité, des moyens de fixation de préférence sous la forme de découpes latérales pour fixer le ressort de préférence par vissage ou serrage. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le ressort comporte deux segments au moins sensiblement parallèles et notamment en forme de ruban. En d'autres termes, selon le développement préférentiel de l'invention, le ressort présente au moins sensiblement une configuration en parallélogramme ; d'une manière encore plus préférentielle, cette configuration, est telle que la raideur transversalement à la direction de poussée, soit supérieure à celle dans la direction de poussée. D'une manière encore plus préférentielle, au moins l'un des deux segments de ressort, parallèles, est traversé par au moins un actionneur. D'une façon particulièrement préférentielle, au moins un actionneur traverse les deux segments de ressort, parallèles. La configuration en forme de parallélogramme, peut être réalisée par une forme en U, notamment allongée de la tôle élastique et, le côté ouvert de cette forme en U est de préférence fixé à un support latéral. 4 Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif d'entraînement oscillant, les deux segments de ressort au moins sensiblement parallèles, s'étendent au moins sensiblement transversalement à la direction de poussée, c'est-à-dire dans une direction tangente pour répondre ainsi à la nécessité de raideur souhaitée. D'une manière particulièrement préférentielle, selon un mode de réalisation, les deux segments de ressort, parallèles constituant en réunion une simple articulation sous la forme d'un corps solide, articulé uniquement d'un côté à un support. D'une manière particulièrement préférentielle, ce support est traversé transversalement à la direction de poussée par l'élément entraîné, notamment en forme de rail, c'est-à-dire que l'élément entraîné peut être déplacé à travers le support. Pour que la résistance ou la robustesse du ressort soit optimisée, il est avantageux que les segments de ressort parallèles l'un à l'autre, soient reliés solidairement à distance de leur extrémité par une entretoise de liaison. De manière préférentielle, cette entretoise de liaison se trouve entre deux paires d'orifices traversant prévus l'un derrière l'autre dans la direction de l'extension longitudinale des segments de ressort, pour recevoir chacun un actionneur, notamment piézo-électrique. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif d'entraînement oscillant, l'élément d'entraînement, notamment un poussoir, est mis en oscillation par deux actionneurs, notamment piézo-électriques pour entraîner l'élément entraîné, et les actionneurs constitués par des piles de cristaux piézo-électriques, sont reliés par un pont, notamment métallique. De manière particulièrement préférentielle, ce pont métallique s'étend au moins sensiblement parallèlement à la tôle élastique ou dans le cas de deux segments de ressort parallèles, il s'étend parallèlement à ces segments de ressort. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation préférentiels représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un dispositif d'entraînement oscillant en forme d'entraînement linéaire pour déplacer une vitre de véhicule et la mettre en position de repos, - la figure 2 montre le dispositif d'entraînement oscillant de la figure 1, dans une position de débattement et, pour des raisons de clarté du dessin, l'élément entraîné, en forme de rail, n'a pas été représenté, - la figure 3 montre une variante de ressort d'une fabrication particulièrement économique pour un dispositif d'entraînement oscillant à deux actionneurs piézo-électriques. Description de modes de réalisation de l'invention Il est à remarquer que, dans les figures, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments ou des éléments ayant la même fonction. La figure 1 montre un dispositif d'entraînement oscillant 1 en forme d'entraînement linéaire pour actionner une vitre de véhicule automobile non représentée. Ce dispositif d'entraînement oscillant, est réalisé sous la forme d'un entraînement à poussoir et comprend un élément d'entraînement 2 en forme de poussoir excité en oscillation par deux actionneurs sous forme d'actionneurs piézo-électriques 3, 4 constitués chacun par une pile de cristaux piézo-électriques ; l'élément d'entraînement est mis en oscillation de façon à déplacer un élément entraîné 5 (curseur), présenté sous la forme d'un rail dans l'exemple de réalisation, pour le déplacer par rapport à l'élément d'entraînement 2. La vitre non représentée du véhicule, est fixée de manière appropriée à un palier couplé à l'élément entraîné 5. Selon la figure 1, l'élément entraîné 5 en forme de poussoir est pressé par un ressort 6 dans la direction de poussée A contre l'élément entraîné 5 pour garantir la nécessaire liaison par friction. Le ressort 6 est réalisé sous la forme d'une tôle élastique 7 disposée ou mise en forme de parallélogramme. La tôle élastique 7 comporte deux segments de ressort 8, 9 parallèles l'un à l'autre et 5 6 s'étendant transversalement à la direction de poussée A dans la direction de déplacement V de l'élément entraîné 5. La tôle élastique 7 est fixée par ses extrémités 10, 11 à un support 12 en forme de L, et peut se débattre par rapport à celui-ci. En d'autres termes, les segments de ressort 8, 9 formés par la tôle élastique 7, sont reliés par chacune de leurs extrémités gauches 10, 11 selon le plan du dessin, solidairement à un support 12 en forme de L composé de plusieurs parties, pour que le ressort 6 forme un ressort en parallélogramme ou une simple articulation de corps solide, qui peut se débattre dans la direction de poussée A, c'est-à-dire transversalement à la direction de déplacement V. La tôle élastique 7, métallique, en forme de ruban, a pratiquement un contour en U et comprend les deux segments de ressort 8, 9, parallèles entre eux, évoqués ci-dessus ; ces segments de ressort sont reliés ou réalisés en une seule pièce avec une branche transversale 13 s'étendant dans la direction de poussée A, réunissant les extrémités 10, 11 les plus éloignées. Les extrémités 10, 11 à l'opposé de la branche transversale 13, sont réunies par le support 12 de sorte que, la tôle élastique 7 forme un parallélogramme. L'essentiel de la configuration du ressort présentée à la figure 1, est que la raideur du ressort 6 dans la direction de déplacement V de l'élément entraîné 5, soit plus grande que dans la direction de poussée A. Comme cela apparaît en outre à la figure 1, chaque segment de ressort 7, 8 comporte deux passages ou orifices traversant 14, 15 et 14', 15' de forme circulaire ; chaque fois deux orifices traversant 14, 14' et 15, 15' des deux segments de ressort 8, 9, sont alignés dans la direction de poussée A et sont traversés chacun par l'un des actionneurs 3, 4 dans la direction de poussée A. Ainsi, les axes des actionneurs 3, 4 sont parallèles. Comme cela apparaît en outre à la figure 1, les orifices traversant 14', 15' du segment de ressort 9 inférieur, selon le plan du dessin, ont un plus grand diamètre que les orifices traversant 14, 15 du segment de ressort 8 situé en haut du plan du dessin. Dans l'exemple de réalisation présenté, les actionneurs 3, 4 sont tenus par un siège pressé dans les orifices traversant 14, 15 supérieurs ; les actionneurs 3, 7 4 traversent les orifices inférieurs 14', 15' en laissant un intervalle radial, ce qui permet un débattement du segment de ressort 9 inférieur, selon le plan du dessin, par rapport aux actionneurs 3, 4. La figure 1 montre que les segments de ressort 8, 9, parallèles, sont reliés l'un à l'autre par une branche 16 dans la zone comprise entre les actionneurs 3, 4 pour assurer la robustesse nécessaire au dispositif d'entraînement oscillant 1. Comme cela apparaît en outre à la figure 1, la branche 16 est pratiquement parallèle à la branche transversale 13 de la tôle élastique 7, plate, à contour en forme de U. Les deux actionneurs 3, 4 réalisés sous la forme d'actionneurs piézo-électriques (une pile de cristaux piézo-électriques), ont leur extrémité inférieure selon le plan du dessin, reliée par un pont métallique 17 ; le pont métallique 17 se compose principalement de trois segments 18, 19, 20. Les deux segments extérieurs 18, 20 servent à fixer solidairement les actionneurs 3, 4, alors que le segment intermédiaire 19 couplé par l'intermédiaire de deux rétrécissements 21, 22, porte l'élément d'entraînement 2 (poussoir) proprement dit. Par une commande appropriée de la tension appliquée aux actionneurs 3, 4, on peut exciter l'élément d'entraînement 2, par une sorte de mouvement auxiliaire ou d'oscillation lorsque l'élément entraîné 5 est déplacé dans l'une des directions de déplacement V, souhaitée. Comme cela apparaît en outre à la figure 1, le support 12 comporte une cavité 23 dirigée dans la direction de déplacement V et à travers laquelle, peut se régler l'élément entraîné 5. La figure 2 montre la position de débattement maximum du ressort 6 ainsi que sa position de repos pour mieux comprendre le mouvement de débattement. Il apparaît que la réalisation du ressort 6 en forme de parallélogramme c'est-à-dire le contour en forme de U du ressort, permet le débattement des actionneurs 3, 4 avec l'élément d'entraînement 2 dans la direction de poussée A ou dans la direction opposée. Pendant le débattement, les segments de ressort 8, 9 restent pratiquement parallèles l'un à l'autre. Cela permet d'éviter avantageusement le basculement des axes médians des actionneurs 3, 4. 8 La figure 2 donne une bonne idée du contour en forme de L du support 12 avec les deux branches 24, 25 ; la branche 24 est pratiquement parallèle à la direction de poussée A, et la branche inférieure 25 selon le plan du dessin, est pratiquement perpendiculaire à cette autre branche, c'est-à-dire qu'elle est orientée dans la direction de déplacement V de l'élément entraîné non représenté à la figure 2. La figure 3 montre une variante de réalisation particulièrement économique du ressort 6. Le ressort de cet exemple de réalisation selon la figure 3, est une tôle élastique 7 en forme de ruban avec un contour pratiquement en U. Le ressort 6 ou la tôle élastique 7, comprend deux segments de branches 26, 27, s'étendant pratiquement parallèlement et qui sont orientés dans la direction de poussée A. Les deux segments de branches 26, 27, sont reliés par une branche transversale 28 dirigée dans la direction de déplacement V. Cette branche transversale comporte deux orifices traversant 14, 15 pour fixer chacun un actionneur 3, 4 non représenté. Ces actionneurs sont, par exemple, comme ceux des figures 1 et 2. Comme cela apparaît en outre la figure 3, les segments de branches 26, 27, ont un contour ondulé pour produire un effet optimum de ressort dans la direction de poussée A. Les deux extrémités 29, 30 à l'opposé de la branche transversale 28 de la tôle élastique 7, sont recourbées vers l'extérieur et cela dans un plan pratiquement par allèle à la branche transversale 28. Les extrémités 29, 30 ont des découpes 31, 32 ouvertes vers l'extérieur pour fixer le ressort 6 ou la tôle de ressort 7 à un corps de fixation.30 NOMENCLATURE 1 Dispositif d'entraînement oscillant 2 Elément d'entraînement 3,4 Actionneur 5 Elément entraîné 6 Ressort 7 Tôle élastique 8, 9 Segment de ressort 14, 14'; 15, 15' Passage 26, 27 Branche REVENDICATIONS1 °) Dispositif d'entraînement oscillant, notamment pour des applications aux véhicules automobiles comprenant un élément entraîné (2) excité en oscillation par au moins un actionneur (3, 4), et pressé par un ressort (6) dans la direction de poussée (A) contre un élément entraîné (5), caractérisé en ce que le ressort (6) est un ressort en tôle élastique (7). 2°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la raideur du ressort (6) transversalement à la direction de poussée (A), est plus grande que dans la direction de poussée (A). 3°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle élastique (7) comporte au moins un passage (14, 14', 15, 15') pour recevoir l'actionneur (3, 4). 4°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (6) a au moins, approximativement, un contour en forme de U ou de C. 5°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (6) comporte deux branches (26, 27) ondulées ou en zigzag, de préférence au moins sensiblement parallèles et s'étendant notamment dans la direction de poussée (A). 6°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (6) comporte au moins deux segments de ressort (8, 9) au moins sensiblement parallèles. 511 7°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les segments de ressort (8, 9) s'étendent au moins sensiblement transversalement à la direction de poussée (A). 8°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments de ressort (8, 9) sont articulés chacun seulement d'un côté. 10 9°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé par deux passages (14, 14', 15, 15') prévus dans chacun des segments de ressort (8, 9), et 15 les segments de ressort (8, 9) sont reliés solidairement l'un à l'autre dans la zone comprise entre les passages (14, 14', 15, 15'). 10°) Dispositif d'entraînement oscillant selon la revendication 1, caractérisé par 20 deux actionneurs (3, 4) en forme d'actionneurs piézo-électriques reliés par un pont (17) portant l'élément entraîné (5). 25 30