Brevet FR2949451A1 — publié le 20110304

L'invention concerne un vérin à câble et un dispositif d'assistance aux personnes intégrant un tel vérin. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît des vérins à câble comportant un châssis sur lequel sont montées pour pivoter deux poulies, dont l'une est reliée à une charge, poulies autour desquelles s'enroule un câble associé à des moyens de son déplacement. Ces moyens comprennent un écrou monté à rotation par l'intermédiaire de paliers. L'écrou est entraîné en rotation par un moteur électrique monté sur le châssis, par exemple par l'intermédiaire d'une courroie. L'écrou coopère avec une vis, qui est empêchée de tourner par rapport au châssis par un dispositif anti-rotation, de sorte que lorsque le moteur électrique est alimenté, ce dernier entraîne l'écrou en rotation, ce qui provoque une translation de la vis. Cette dernière est creuse et est traversée par le câble fixé dans la vis de sorte qu'une translation de la vis provoque une translation correspondante du câble. Pour que le vérin fonctionne de manière optimale, il est nécessaire de diminuer au maximum les frottements dans le système vis-écrou du vérin, et, par voie de conséquence, de minimiser au mieux les efforts perturbateurs apparaissant entre la vis et l'écrou. Ces efforts perturbateurs résultent, notamment, du propre poids de la vis et de son équipage mobile, des tractions des brins du câble traversant la vis, ou encore d'hyperstatismes, et créent un torseur perturbateur entre vis et écrou, qui engendre les frottements mentionnés plus haut. Le poids de la vis ne peut pas être compensé, tandis que les tractions des brins du câble peuvent être diminuées, notamment par la présence d'un jeu ménagé entre le câble et la vis. Enfin, les hyperstatismes résultent d'éventuels défauts de coaxialité entre le dispositif anti-rotation et l'axe de l'écrou provenant des tolérances de fabrication, ou encore de défauts de battement angulaire cyclique de la vis par rapport à l'écrou entraînant un écartement cyclique de l'extrémité de la vis par rapport à l'axe de l'écrou. On peut compenser ces hyperstatismes, au moins en partie, par interposition, entre l'extrémité de la vis et le dispositif anti-rotation, d'une liaison adaptée. Une solution connue consiste à solidariser, par l'intermédiaire d'un moyen d'accouplement flexible du type soufflet, l'extrémité de la vis à un chariot à galets coulissant dans des rainures ménagées dans le bâti. Cette solution est intéressante, dans la mesure où l'utilisation d'un chariot autorise une translation selon l'axe de coulissement du chariot en question, et où le moyen d'accouplement flexible autorise une liberté d'oscillation de la vis sans risque de blocage, selon deux axes. On obtient ainsi une flexibilité satisfaisante de l'extrémité de la vis. Cependant, cette solution n'est pas dénuée d'inconvénients : la présence de ce moyen d'accouplement flexible réduit d'autant la longueur de la course de la vis, pour un encombrement longitudinal de vérin donné, ce qui peut limiter les applications d'un tel vérin, tout particulièrement les applications embarquées. BUT DE L'INVENTION L'invention a pour but la conception d'un vérin à câble amélioré. Elle vise notamment un vérin à câble remédiant aux inconvénients précités, qui soit au moins aussi performant que les vérins des solutions existantes tout en étant plus compact. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention a pour objet un vérin à câble comprenant un châssis sur lequel un écrou est monté à rotation, l'écrou étant entraîné par un moteur et coopérant avec une vis creuse associée à des moyens d'anti-rotation de sorte que la rotation de l'écrou provoque une translation de la vis, un câble s'étendant dans la vis creuse en étant solidarisé à cette dernière de sorte qu'une translation de la vis provoque un déplacement du câble. Conformément à l'invention, le vérin à câble est tel que : - une des extrémités de la vis creuse est solidaire d'une portion centrale d'un chariot ayant des portions latérales s'étendant de part et d'autre de la vis et coulissant substantiellement coaxialement à l'axe de rotation de l'écrou le long d'une structure, - ladite structure est montée de façon articulée sur un bâti fixe, de façon à autoriser un débattement angulaire du chariot et de la vis par rapport audit bâti fixe. Avec une telle structure, c'est donc conjointement que la vis et son chariot ont une liberté d'oscillation. On peut ainsi supprimer le moyen d'accouplement flexible du type soufflet des solutions antérieures. Avec l'invention, on peut choisir d'augmenter la course de la vis sans augmenter l'encombrement du vérin, ou de maintenir une course identique de vis en réduisant l'entraxe des poulies d'actionnement, dont en diminuant l'encombrement du vérin, selon les besoins et les applications visées. On obtient ainsi un vérin dont le rapport course de la vis/longueur hors-tout du vérin est excellent. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description d'un exemple de réalisation non limitatif qui va suivre, à l'aide des figures annexées, où : - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un vérin à câble selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du vérin à câble selon la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES L'ensemble des figures est schématique et ne respecte pas nécessairement l'échelle pour en faciliter la lecture, chaque élément représenté conservant la même référence dans l'ensemble des figures. Le vérin est représenté aux figures (et sera décrit) dans la position où il est le plus communément utilisé. Bien sûr, il peut aussi être positionné différemment. Les figures 1 et 2 représentent un exemple de vérin à câble lLe vérin comprend un châssis 2 portant un moteur électrique 3 dont l'arbre de sortie porte une première poulie 4. Un écrou 6 est monté à rotation sur le châssis 2 par l'intermédiaire d'un palier, en l'occurrence d'un roulement à billes 7, selon un axe de rotation X parallèle à un axe de rotation de l'arbre du moteur 2. L'écrou 6 porte une deuxième poulie 8 qui est fixée à l'écrou. Une courroie 5 s'étend autour de la première poulie 4 et de la deuxième poulie 8 pour transmettre un mouvement de rotation de l'arbre du moteur 3 à l'écrou 6. Une vis creuse 9 coopère avec l'écrou 6 selon une liaison hélicoïdale. A l'intérieur de la vis creuse 9 s'étend un câble 10, qui est ici monté à défilement sans fin sur deux poulies 11,12. Il est fixé par sertissage (zone 11') sur la poulie 11. Le câble 10 est arrêté à l'intérieur de la vis creuse 9 par un manchon 13 solidaire de la vis creuse 9. Le moteur 3 entraîne donc en rotation la première poulie, qui, par l'intermédiaire de la courroie 5, entraîne la seconde poulie 8, qui entraîne elle-même l'écrou 6 en rotation autour de l'axe de rotation X. L'écrou 6 entraîne alors en translation la vis 9, qui entraîne elle-même en translation le câble 10 autour des poulies 11,12. Selon l'invention, une des extrémités de la vis 9 est solidaire d'une portion centrale 141 d'un chariot 14 ayant des portions latérales 142,143 s'étendant de part et d'autre de la vis 9. Ce chariot constitue le système anti-rotation de la vis 9. Il coulisse dans une structure 15 à l'aide d'au moins une paire de galets 144,145 (ici une seule paire) montés chacun sur une des portions latérales 142,143 respectivement reçues dans des rainures 151,152 ménagées dans des bras 153,154 de la structure 15. Les galets 144,145 sont ici reçus dans les rainures avec un degré de liberté le long d'une direction perpendiculaire à la vis 9 et parallèle aux portions latérales 142,143 du chariot 14. Ce degré de liberté est utile pour prendre en compte d'éventuels débattements angulaires de la vis 9 dans le plan P, entraînant un déplacement du chariot 14 avec une composante perpendiculaire à l'axe X. Il convient alors de choisir un dimensionnement respectif des galets et des rainures appropriés de façon à ce que, quel que soit le débattement angulaire de la vis 9, les galets 144,145 restent en appui contre les bras respectifs 153,154 de la structure 15. Cette structure 15 est montée de façon articulée sur un bâti fixe, de façon à autoriser un débattement angulaire a du chariot 14 et de la vis 9 par rapport audit bâti fixe. Dans cet exemple, le bâti fixe est le châssis 2 supportant l'écrou 6 qui se prolonge en partie haute pour supporter également le moteur 3. Alternativement, il peut s'agir d'éléments tout à fait distincts. Et le moteur 3 peut être supporté par un autre élément encore, en étant déporté. L'axe d'articulation Y de la structure 15 par rapport au bâti fixe 2 traverse les extrémités des bras 153,154 de la structure 15 au-delà des rainures 151,152, cet axe étant ici inclus dans le plan longitudinal médian P desdites rainures. Dans cet exemple, les bras 153,154 de la structure 15 sont disposés dans deux plans substantiellement verticaux. Selon une réalisation alternative, ils peuvent être disposés dans deux plans substantiellement horizontaux. Dans ce cas, le chariot est alors tourné de 90° par rapport à la configuration représentée à la figure 1, ses portions latérales se retrouvant non pas de part et d'autre de la vis mais au-dessus et au-dessous de celle- ci. Dans cet exemple encore, les bras 153,154 sont solidarisés l'un à l'autre par une traverse 155. Ici, la traverse est disposée sous la vis 9 en reliant les paries inférieures des bras. Alternativement, la traverse peut être disposée au-dessus de la vis, en reliant les parties supérieures des bras de la structure. Alternativement encore, on peut prévoir plus d'une traverse. On peut aussi prévoir que la traverse relie les deux bras sur toute leur longueur, la structure présentant alors une section approximativement en U sur toute sa longueur (mesurée selon l'axe X). La traverse peut être disposée en extrémité des bras (U décrit dans le plan P) à partir du moment elle laisse totale liberté au câble par exemple au moyen d'un évidement ménagé dans la traverse pour le passage du câble. Le débattement angulaire a de l'ensemble de la structure 15, du chariot 14 et de la vis 9 par rapport au bâti fixe 2 est obtenu de part et d'autre de l'axe de coulissement du chariot 14 , qui est substantiellement confondu avec l'axe X de rotation de l'écrou 6, et il se situe de préférence au voisinage du plan médian P' de l'écrou 6. L'articulation est conçue pour que ce débattement a soit d'au plus 5°, et soit notamment compris entre 1° et 3°. Cette amplitude angulaire dans le mouvement des extrémités libres des bras 152,153 de la structure est en effet suffisante pour supporter les oscillations de la vis sans risquer de blocage. Ici, l'axe d'articulation Y de la structure 15 par rapport au bâti fixe 2 est parallèle à un axe médian diamétral Y' de l'écrou 6, et se situe de préférence au voisinage de celui-ci. Ici, la structure 15 est articulée sur le bâti fixe 2 à l'aide de roulements à billes 16. Avantageusement, ces roulements à billes peuvent permettre un certain rotulage, ou peuvent être remplacés par tout autre moyen mécanique équivalent. Selon l'invention, le montage du chariot dans une structure oscillante évite le recours à des moyens d'accouplement flexible type soufflet, qui diminue de fait la course de la vis. Avec l'invention, on gagne donc en longueur L de course de la vis, puisque la vis peut se déplacer selon toute la longueur de coulissement du chariot dans la structure. Le vérin selon l'invention trouve de multiples applications, notamment par intégration dans des dispositifs d'assistance aux personnes, du type dispositifs pour personne handicapée ou destinés à la rééducation, embarqués ou non. REVENDICATIONS1. Vérin à câble (1) comprenant un châssis (2) sur lequel un écrou (6) est monté à rotation, l'écrou (6) étant entraîné par un moteur (3) et coopérant avec une vis creuse (9) associée à des moyens d'anti-rotation de sorte que la rotation de l'écrou (6) provoque une translation de la vis (9), un câble (10) s'étendant dans la vis creuse (9) en étant solidarisé à cette dernière de sorte qu'une translation de la vis provoque un déplacement du câble, caractérisé en ce que : - une des extrémités de la vis creuse (9) est solidaire d'une portion centrale (141) d'un chariot (14) ayant des portions latérales (142,143) s'étendant de part et d'autre de la vis et coulissant substantiellement coaxialement à l'axe de rotation (X) de l'écrou le long d'une structure (15), - ladite structure (15) est montée de façon articulée sur un bâti fixe (2), de façon à autoriser un débattement angulaire (a) du chariot (14) et de la vis (9) par rapport audit bâti fixe (2). 2. Vérin (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le chariot (14) coulisse dans la structure (15) à l'aide d'au moins une paire de galets (144,145) coopérant avec des rainures (151,152) ménagées dans des bras (153,154) de la structure (15). 3. Vérin (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (Y) de la structure (15) par rapport au bâti fixe (2) traverse les bras (153,154) de la structure (15) au-delà des rainures(151,152), en étant inclus dans un plan longitudinal médian (P) desdites rainures. 4. Vérin (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras (153,154) de la structure (15) sont disposés dans deux plans substantiellement horizontaux ou deux plans substantiellement verticaux. 5. Vérin (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras (153,154) de la structure (15) sont solidarisés l'un à l'autre par au moins une traverse (155). 6. Vérin (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débattement angulaire (a) de l'ensemble de la structure (15), du chariot (14) et de la vis (9) par rapport au bâti fixe (2) est obtenu de part et d'autre de l'axe de coulissement du chariot, de préférence au voisinage du plan médian (P') de l'écrou (6). 7. Vérin (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le débattement angulaire (a) de l'ensemble de la structure (15), du chariot (14) et de la vis (9) par rapport au bâti fixe (2) est d'au plus 5°, notamment compris entre 1° et 3°. 8. Vérin (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (Y) de la structure (15) par rapport au bâti fixe (2) est parallèle à un axe médian diamétral (Y') de l'écrou (6), et se situe de préférence au voisinage de celui-ci. 9. Vérin (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti fixe est le châssis (2) supportant l'écrou (6). 10. Vérin (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure (15) est articulée sur le bâti fixe (2) par des roulements à billes (16). 11. Dispositif d'assistance aux personnes, du type dispositif pour personne handicapée ou destiné à la rééducation, caractérisé en ce qu'il intègre au moins un vérin (1) selon l'une des revendications précédentes.