Brevet FR2941259A1 — publié le 20100723

-1- La présente invention concerne un engrenage à roue et vis sans fin tangente plus particulièrement destiné à la manoeuvre d'un volet roulant. On connaît la nécessité, pour les volets roulants actionnés par un engrenage, de disposer d'un moyen pour empêcher que, lorsque leur tablier est laissé en suspension sur le tube d'enroulement, le poids de celui-ci n'entraîne spontanément sa descente. Un frein anti-retour est donc nécessaire, y compris pour les engrenages à roue et vis sans fin dont l'angle d'inclinaison des dentures est défavorable. La plupart de ceux-ci comportent donc un frein à friction agissant sur la vis. Ce frein doit, si possible, agir sur le sens de rotation de la vis qui génère la descente mais io ne pas agir sur le sens opposé qui génère l'ouverture, ce qui le rend onéreux et compliqué. L'invention s'attache à remplacer ce mode de retenue du volet par un moyen plus simple, obtenu grâce à une conception particulière de l'engrenage. Un engrenage selon l'invention est donc du type à roue et vis sans fin, ces deux 15 pièces étant logées dans un carter qui les positionne l'une par rapport à l'autre. La caractéristique de celui-ci est qu'au moins, une extrémité de la vis présente une surface circulaire non plane prenant appui contre une collerette du carter formant butée, laquelle présente une surface complémentaire telle que les reliefs d'une surface s'enfoncent dans le ou les creux de l'autre, chaque fois qu'il y a la correspondance angulaire nécessaire. 20 Les dessins annexés illustrent l'invention. - La figure 1 représente un engrenage selon l'invention. - La figure 2 représente un détail de constitution du carter au niveau de la portée d'une extrémité de la vis. 25 - La figure 3 représente la vue en perspective d'une rondelle rapportée dans le carter pour servir de butée à la vis, ainsi que l'extrémité de la vis schématisée. - La figure 4 représente le développé de la tranche d'une coupe semi circulaire de cette rondelle. Considérant la figure 1, celle-ci représente un engrenage dont le carter (1) est 30 formé de deux parties symétriques dont l'une est enlevée pour laisser apparaître la roue (2) et la vis sans fin (3). Cette vis (3) possède une âme creuse de section polygonale traversée librement par une tige (4) de section similaire qui commande sa rotation. Les extrémités de la vis présentent chacune un épaulement (5) prolongé par un manchon (6) de plus petit diamètre que le corps de la vis (3). On suppose que, l'engrenage étant mis en situation de fonctionner, le couple généré sur la roue (2) par le poids du volet s'applique selon le sens de la flèche marquée sur la roue. Dès lors que ce couple apparaît, la vis (3) est repoussée vers un coté de son 5 logement contre lequel un de ses épaulements (5) prend appui. Compte tenu du sens de la flèche, la vis est ici repoussée vers la gauche. On voit sur le dessin que les épaulements (5) de la vis (3) présentent des ondulations et, si l'on faisait rouler celle-ci sur un plan, les bords de ces épaulements développeraient chacun une sinusoïde. io On complète la description en regardant simultanément la figure 2. Celle-ci représente une vue partielle d'un demi carter, au niveau de l'orifice qui reçoit un des manchons d'extrémité de la vis. Chaque partie du carter présente une demi collerette (7) contre laquelle l'épaulement (5) de la vis (3) prend appui lorsque le couple agit. Cette demi collerette 15 (7) présente un bossage (8) contre lequel l'épaulement (5) de la vis (3) vient frotter. L'épaulement (5) de la vis (3) comporte deux creux (9) susceptibles d'accueillir chacun un bossage (8) d'une demi collerette (7), de sorte que, après réunification des deux parties du carter (1), la surface de la collerette entière, présente des ondulations identiques à celles de l'épaulement (5) de la vis (3). 20 Ainsi, la vis sera amenée, en cours de rotation, à avoir un mouvement de va-et-vient répétitif, selon que les bosses se superposent ou s'encastrent dans les creux. Le logement de la vis dans le carter doit évidemment être tel qu'il permette ce mouvement. On explique l'intérêt d'un tel mode de fonctionnement. 25 Les contraintes pour les engrenages qui commandent la manoeuvre des volets roulants sont les suivantes : avoir un diamètre de vis réduit pour limiter l'épaisseur de l'engrenage, une roue la plus grande possible pour limiter les pressions sur sa denture et un rapport de réduction de vitesses faible pour limiter le nombre de tours de manivelles nécessaires à la manoeuvre. Ces contraintes contradictoires nécessitent 30 l'emploi de vis à filets multiples dont l'inclinaison de la denture est généralement défavorable à l'irréversibilité du mouvement de la roue. On a représenté sur la figure 1 l'angle "A" formé par une tangente à une hélice d'un filet de la vis, au niveau de son diamètre primitif et un plan orthogonal à l'axe de la vis. 35 Du fait de la rusticité des engrenages dévolus à la commande des volets roulants, les frottements combinés entre la roue, la vis et le carter sont importants. -3- A ceux-ci s'ajoutent encore ceux de l'appareillage de commande lié à la tige qui traverse la vis. Aussi, dans la plupart des cas, lorsque l'angle "A" est inférieur à environ 15 degrés, le mouvement de la vis devient irréversible. Cet angle pourra toutefois varier selon les matériaux constituant l'engrenage et il y aura lieu de le déterminer en préalable à la construction du moule de fabrication du carter, de manière empirique. Sur la figure 2, il a été représenté l'angle "B" maximum formé entre une droite tangente à la surface de la demi collerette et un plan perpendiculaire à l'axe de la vis, cette droite étant aussi tangente au cylindre virtuel formé par les hélices primitives des filets de la vis. On rappelle que ce cylindre est tangent au diamètre primitif de la roue. On note qu'ici l'angle "B" est déformé car, à l'endroit où la collerette présente sa plus grande pente, c'est-à-dire à l'infléchissement de sa courbure entre convexité et concavité, la droite tangente au cylindre primitif virtuel n'est pas dans le plan du dessin. L'angle "B" vient en déduction de l'angle "A" puisqu'il crée une opposition à la 15 rotation de la vis, lorsque les bosses s'encastrent dans les creux. Il suffit donc de s'arranger, avec la marge de sécurité voulue, pour que la différence des deux angles "A" et "B" ne dépasse pas l'angle limite au-delà duquel apparaît la réversibilité de mouvement mettant spontanément la vis en rotation sous l'effet du poids du volet. Ainsi, à chaque demi-tour de manivelle il existera une position 20 de celle-ci où la mise en suspension du volet devient stable, l'angle B étant fixé pour obtenir le résultat recherché. On aura avantage, néanmoins, à conforter la stabilité de la vis à l'arrêt par une friction douce, par exemple, un joint torique (14) en caoutchouc logé dans une rainure formée dans une collerette (7) du carter, la profondeur de la rainure étant telle que le 25 joint comprime le manchon (6) de la vis (3) qui traverse cette collerette. On note que, dans le cas de la figure, l'une ou l'autre extrémité de la vis peut collaborer avec l'une ou l'autre collerette du carter, en produisant les mêmes effets de chaque coté. Or, en pratique, on aura intérêt à créer deux pentes différentes, de part et d'autre des bossages qui appartiennent soit à l'épaulement de la vis, soit à la 30 collerette du carter, soit encore mieux aux deux, comme indiqué par la figure 3, ceci dans le but de faciliter la rotation de la vis travaillant à l'ouverture en faisant monter ses reliefs sur ceux de la collerette par leur pente douce. L'angle "B" sera donc relatif à la pente la plus inclinée des bossages, qui sera celle par laquelle ceux-ci vont se repousser lorsque la vis tournera à la descente. 35 Les ondulations ne sont donc plus sinusoïdales et le sens approprié à la manoeuvre sera indiqué sur le carter de l'engrenage, pour son montage correct, la vis devant alors toujours prendre appui du même coté du carter, dès que le couple lié à la charge agit sur la roue de l'engrenage. -4- Enfin, avec des sens de rotation imposés à la vis pour l'ouverture et la fermeture, il sera possible de combiner cette forme de réalisation de l'engrenage avec celle décrite dans le document EP 1 491 713 qui permet un blocage automatique de la vis en fin de course descendante par simple déplacement de cette vis vers l'autre coté de son logement. On considère la figure 3. Celle-ci représente une rondelle (10) destinée à remplacer ou recouvrir la collerette du carter de la précédente description pour servir de butée à l'épaulement (5) de la vis (3). Pour des questions de moulage du carter on aura intérêt à rapporter io en son sein une telle pièce porteuse des bossages qu'il serait difficile d'obtenir autrement. Cette rondelle (10) présente une forme extérieure qui l'empêche de tourner dans le carter et, à l'aplomb de celle-ci, on a schématisé l'extrémité de la vis (3) avec son épaulement (5) qui lui fait face. On a aussi figuré le cylindre primitif virtuel (11) de la denture de la vis (3) auquel sont tangentes les hélices primitives de ses filets. 15 La rondelle (10) comporte donc ici deux reliefs dont les sommets sont des petits secteurs angulaires (12) diamétralement opposés. Les évidements qui séparent les reliefs forment également, là où ils sont les plus creusés, des petits secteurs angulaires (13) qui sont eux aussi diamétralement opposés, mais leur axe commun n'est pas perpendiculaire à celui des sommets des reliefs. Les secteurs angulaires surélevés (12) 20 descendent vers les secteurs les plus bas (13) selon des surfaces hélicoïdales qui présentent donc des pentes différentes selon les versants. L'épaulement (5) de la vis (3) qui est appelé à s'accoler à la rondelle (10) sous l'effet du poids du volet présente une surface circulaire similaire mais inversée, à savoir que ses reliefs s'encastrent dans les creux de la rondelle et vice-versa. 25 La figure 4 représente le développé à plat de l'intersection du prolongement virtuel du cylindre primitif (11) de la denture de la vis (3) avec la rondelle (10). La figure ne représente en fait que l'intersection avec une moitié de cylindre (11), la deuxième moitié étant la même puisque les secteurs angulaires hauts (12) et bas (13) sont diamétralement opposés deux à deux. Le but de cette forme est donc, d'un coté de 30 chaque relief (12), d'adoucir le plus possible la pente (tg a) par laquelle les bossages vont se superposer lorsque la vis tourne dans le sens qui correspond à l'ouverture, et de donner à l'autre une pente telle que l'angle "B" soit suffisant pour faire obstacle à la rotation de la vis lorsqu'elle tend à être entraînée en sens inverse par la roue. Pour faciliter la représentation, on a, depuis le début, choisi de ne prévoir que 35 deux bossages sur l'épaulement de la vis ainsi que sur la collerette, ou la butée, mais il est clair qu'il peut y en avoir davantage, répartis régulièrement sur leur circonférence. REVENDICATIONS1) Engrenage à roue et vis sans fin tangente destiné plus particulièrement à commander la manoeuvre d'un volet roulant et dont la roue et la vis sont incorporés dans un carter, caractérisé en ce que la vis (3) présente, au moins à une de ses extrémités, une surface circulaire (5) non plane qui prend appui contre une collerette (7) du carter (1), ou une butée rapportée (10) dans celui-ci, pour s'opposer au couple de levage du volet, cette collerette (7), ou cette butée (10), présentant une surface complémentaire telle que le ou les reliefs (8) d'une surface s'enfoncent dans le ou les creux (9) de l'autre, chaque fois qu'il y a correspondance angulaire. 2) Engrenage à roue et vis sans fin tangente selon revendication 1 caractérisé en ce que au moins une des surfaces circulaires appartenant, soit à la collerette (7) du carter (1), soit à une butée rapportée (10), soit à la partie (5) de la vis (3) qui s'accole à l'une ou l'une ou l'autre des précédentes surfaces, lorsqu'elle y est poussée sous l'effet du couple de levage, présente des reliefs (12) dont les versants ont des pentes inégales selon que l'on descend vers l'un ou l'autre creux (13) qui avoisine ces reliefs (12). 3) Engrenage à roue et vis sans fin tangente selon revendication 1 caractérisé en ce que la vis (3) est assujettie à un freinage permanent dû à un serrage d'une (6) de ses surfaces cylindriques tournant dans le carter (1).