Brevet FR2951962A1 — publié le 20110506

Centrifugeuse munie d'un couvercle et de moyens de verrouillage sécurisés du couvercle en position de fermeture. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication des équipements de centrifugation. Plus précisément, l'invention concerne les centrifugeuses utilisées dans les domaines biologiques pour centrifuger les produits contenus dans des récipients disposés dans des logements aménagés dans le rotor ou portés par celui-ci. De façon classique, une centrifugeuse comprend : - un arbre d'entraînement, un rotor destiné à être monté de façon amovible sur l'arbre d'entraînement dans une position de montage pour laquelle l'arbre d'entraînement et le rotor sont accouplés en rotation ; un dispositif de blocage axial du rotor sur l'arbre d'entraînement, comprenant un élément mâle porté par le rotor, sollicité élastiquement et susceptible d'occuper une position de coopération avec un élément présenté par l'arbre d'entraînement. De façon classique, les centrifugeuses comprennent une enceinte incluant une cuve dans laquelle est disposé le rotor constituant l'élément tournant de la centrifugeuse. En outre, un couvercle est monté pivotant sur l'enceinte autour d'un axe s'étendant en partie arrière du couvercle, ce dernier étant susceptible de pivoter entre une position d'ouverture donnant accès à l'intérieur de la cuve et une position de fermeture dans laquelle il recouvre hermétiquement la cuve. En position de fermeture, le couvercle est maintenu par des moyens de verrouillage destinés à assurer le maintien du couvercle en position fermé pendant tout le cycle de centrifugation. Selon une solution décrite par le document de brevet publié sous le numéro US-2008/0305938, les moyens de verrouillage comprennent un ensemble monté dans l'enceinte de la centrifugeuse, comprenant deux pênes pivotants destinés chacun à coopérer, en position de fermeture du couvercle, avec une gâche portée par le couvercle. Selon cette technique, le verrouillage du couvercle s'opère en deux temps : - un premier temps selon lequel l'un des pênes est configuré pour opérer une traction vers le bas du couvercle ; un deuxième temps selon lequel les deux pênes agissent ensemble sur les gâches pour amener celles-ci dans une position de verrouillage. Les deux pênes sont entraînés en pivotement par un moteur unique, et sont reliés par une tringle de liaison. Les deux pênes sont montés pivotants autour d'un premier axe de pivotement. Le pivotement des pênes est engendré par l'action d'une bielle dont une extrémité est reliée à l'un des pênes, ceci de façon articulée autour d'un deuxième axe de pivotement. Cette bielle est reliée au moteur par l'intermédiaire d'un excentrique mobile autour de l'axe moteur et présentée de telle sorte que, en position haute de l'excentrique, les pênes sont en position de verrouillage. Selon l'assemblage mécanique décrit par ce document, la partie active du crochet des pênes exerçant une force sur la gâche correspondante se situe à la verticale de l'axe de pivotement des pênes. En outre, en position de verrouillage, la bielle d'entraînement occupe une position selon laquelle, en cas de force importante s'exerçant sur le crochet dans une direction tendant à l'ouverture du couvercle, il est possible que cette force se transmette au niveau du deuxième axe de pivotement reliant le pêne à la bielle, de telle sorte que la force transmise sur ce deuxième axe de pivotement s'exerce dans une direction susceptible d'engendrer un pivotement de la bielle se traduisant par une rotation de l'excentrique vers son point bas. Il en résulterait alors un relâchement de l'action de verrouillage des pênes sur les gâches du couvercle. Or, la sécurisation du verrouillage doit être assurée en toutes circonstances. En effet, même si tout est mis en oeuvre pour éviter un tel phénomène, il n'est pas exclu dans l'absolu que l'élément tournant au cours d'un cycle de centrifugation soit sujet à une rupture. Dans un tel cas, un ou plusieurs morceaux de l'élément tournant tendent, sous l'effet de la force centrifuge extrême, à être propulsés contre la face intérieure du couvercle, exerçant alors sur celui-ci une poussée d'une grande violence. Bien entendu, dans un tel cas, quoique improbable, il est nécessaire que les moyens de verrouillage exercent une force de retenue suffisante sur le couvercle pour éviter que celui-ci ne s'ouvre et ne laisse jaillir les morceaux de l'élément tournant hors de la centrifugeuse. Il en résulterait évidemment un risque majeur pour les personnes présentes au voisinage de la centrifugeuse en question. Dans une telle situation, la solution décrite par le document US-2008/0305938 ne répond pas à toutes les attentes en termes de sécurisation. En effet, le montage de l'ensemble mécanique n'est pas optimisé notamment en ce que : l'effort de retenue imprimé par les crochets des pênes sur les gâches correspondantes n'est pas optimal ; - une force importante, comme celle exercée par un morceau de l'élément tournant éjecté, imprimée sur la face inférieure du couvercle, peut suffire à entraîner un déplacement de l'ensemble bielle/excentrique de nature à relâcher le verrouillage. L'invention a notamment pour objectif de pallier cet inconvénient de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une centrifugeuse dotée de moyens de verrouillage du couvercle qui exerce une force 30 de verrouillage optimisée. 25 L'invention a également pour objectif de fournir une telle centrifugeuse dans laquelle les moyens de verrouillage assurent une sécurité optimale. L'invention a aussi pour objectif de fournir une telle centrifugeuse qui permette une installation aisée et rapide des moyens de verrouillage. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet une centrifugeuse comprenant une enceinte et un couvercle monté pivotant sur ladite enceinte autour d'un axe s'étendant en partie arrière dudit couvercle, ladite enceinte portant des moyens de verrouillage destinés à coopérer avec au moins une gâche montée en partie avant dudit couvercle, lesdits moyens de verrouillage comprenant : - des moyens moteurs rotatifs reliés à un axe moteur ; - au moins un pêne comprenant un crochet destiné à coopérer avec ladite gâche, ledit pêne étant monté pivotant autour d'un premier axe entre une position de verrouillage et une position de déverrouillage ; - au moins une bielle reliée par l'une de ses extrémités audit pêne par l'intermédiaire d'un deuxième axe de pivotement, ladite bielle étant reliée auxdits moyens moteurs par l'intermédiaire d'un excentrique mobile autour de l'axe moteur de façon à présenter un point haut dans ladite position de verrouillage et un point bas dans ladite position de déverrouillage, caractérisée en ce que ledit crochet et ledit deuxième axe sont positionnés de part et d'autre dudit premier axe de façon qu'un bras de levier susceptible de s'exercer sur ledit crochet soit opposé à un bras de levier susceptible de s'exercer sur ledit deuxième axe, et en ce que, dans ladite position de verrouillage, une droite passant par ledit deuxième axe et par ledit point haut passe également par ledit axe moteur. De cette façon, l'invention propose un assemblage de l'ensemble mécanique provoquant le pivotement des pênes en position de verrouillage selon lequel : - la partie active du crochet coopérant avec la gâche correspondante est disposée d'un côté du pêne opposé à celui relié à la bielle par rapport à l'axe de pivotement du pêne, le bras de levier s'exerçant au niveau de la partie active du crochet sur la gâche étant ainsi optimisé ; le bras de levier s'exerçant sur la bielle au niveau de son articulation avec le pêne s'étend selon une direction passant à la fois par le point haut de l'excentrique et par l'axe moteur autour duquel tourne l'excentrique, la biellette étant de ce fait dans une situation selon laquelle elle ne peut se déplacer. En d'autres termes, l'invention permet de : accroître l'effort de retenue imprimé par les pênes sur les gâches du couvercle ; amener l'ensemble bielle/excentrique, en position de 15 verrouillage, dans une configuration de blocage qui neutralise l'effet d'une force exercée par le couvercle tendant à l'ouverture du couvercle. Préférentiellement, la centrifugeuse comprend deux pênes latéralement opposés à la centrifugeuse. 20 Les efforts de retenue du couvercle sont ainsi répartis sur les pênes, évitant leur surdimensionnement. Avantageusement, lesdits pênes sont entraînés par des moyens moteurs communs, à la tringle reliant lesdits pênes. On obtient de cette façon une simplification des moyens d'entraînement 25 des moyens de verrouillage, et donc une limitation des coûts correspondants. Avantageusement, ladite tringle est montée selon un axe confondu avec ledit deuxième axe. Selon une solution préférée, ledit crochet présente un évidement destiné à recevoir ladite gâche, ledit évidement présentant une forme apte à exercer un 10 effort progressif sur ladite gâche lors d'un pivotement dudit pêne en direction de ladite position de verrouillage. De cette façon, le pivotement du ou des pênes vers la position de verrouillage se traduit par deux actions successives dans la continuité l'une de l'autre, à savoir : - une première phase d'accrochage des gâches, pour amener le couvercle dans une position de fermeture hermétique ; - une deuxième phase de serrage et de verrouillage du couvercle en position fermée. On note que, en présence de deux pênes, ceux-ci agissent ensemble de façon simultanée sur les gâches correspondantes du couvercle. Selon un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de verrouillage sont portés par un socle fixé dans ladite enceinte. Dans ce cas, ledit socle comprend avantageusement une base et au moins un montant sur lequel ledit pêne est monté pivotant. On obtient de cette façon un ensemble pouvant être pré-assemblé et réglé en dehors et indépendamment de l'ensemble de la centrifugeuse, ceci avant intégration et montage dans l'enceinte de la centrifugeuse. Selon un mode de réalisation particulier, ledit socle comprend une base et deux montants, un pêne étant monté pivotant sur chaque montant. Préférentiellement, lesdits moyens moteurs sont portés par un montant dudit socle. On obtient clairement de cette façon un sous-ensemble incluant l'ensemble des moyens de verrouillage. Selon une autre caractéristique avantageuse, la centrifugeuse comprend des moyens de manoeuvre manuels dudit axe moteur. Ainsi, il est possible, en cas de défaillance des moyens moteurs associés aux moyens de verrouillage et alors que le couvercle est verrouillé en position de fermeture, d'agir sur l'axe moteur des moyens de verrouillage de façon à faire tourner l'excentrique et à dégager les crochets des gâches du couvercle en vue de procéder à l'ouverture de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : les figures 1 et 2 sont des vues d'ensemble d'une centrifugeuse selon l'invention, le couvercle étant présenté respectivement en position d'ouverture et en position de fermeture ; la figure 3 est une représentation des moyens de verrouillage d'une centrifugeuse selon l'invention ; les figures 4 et 5 sont des vues en coupe d'une centrifugeuse selon l'invention, avec le couvercle respectivement en position de fermeture et en position d'ouverture ; - la figure 6 est une autre vue du sous-ensemble de verrouillage du couvercle d'une centrifugeuse selon l'invention. Tel qu'indiqué précédemment, le principe de l'invention réside dans le fait de proposer une centrifugeuse dotée de moyens de verrouillage du couvercle en position de fermeture, les moyens de verrouillage présentant un agencement mécanique prévu pour exercer une force de retenue optimisée du couvercle en position de verrouillage et pour être amenés dans une configuration de blocage à l'encontre d'une force tendant à l'ouverture du couvercle. En référence aux figures 1, 2, 4 et 5, une centrifugeuse selon l'invention comprend de façon classique en soi : - une enceinte 1 incluant une cuve 100 ; - un couvercle 2 monté pivotant sur l'enceinte 1 autour d'un axe s'étendant en partie arrière du couvercle, c'est-à-dire au voisinage du bord arrière 21 du couvercle, le couvercle 2 étant mobile entre une position d'ouverture (figure 1) permettant l'accès à la cuve 100 et une position de fermeture (figure 2) ; un bloc moteur 101 relié à un arbre d'entraînement 102 ; un rotor 103 monté de façon amovible sur l'arbre d'entraînement, dans une position de montage dans laquelle l'arbre d'entraînement et le rotor sont couplés en rotation ; un dispositif 104 assurant un blocage axial du rotor sur l'arbre d'entraînement. En outre, l'enceinte de la centrifugeuse porte des moyens de verrouillage 3 destinés à coopérer avec au moins une gâche 20 solidaire du couvercle 2 et montée en partie avant du couvercle, c'est-à-dire au voisinage du bord avant 22 du couvercle opposé au bord arrière 21 au niveau duquel le couvercle est monté pivotant sur l'enceinte. En référence à la figure 3, les moyens de verrouillage 3 comprennent : - des moyens moteurs 30 reliés à un axe moteur 300 destiné à être entraîné en rotation par les moyens moteurs ; au moins un pêne 31 comprenant un crochet 310 destiné à coopérer avec une gâche 20 du couvercle, ce pêne étant monté pivotant autour d'un premier axe 311 entre une position de verrouillage (figure 4) et une position de déverrouillage (figure 5) ; une bielle 32 reliée par l'une de ses extrémités au pêne 31 par l'intermédiaire d'un deuxième axe de pivotement 320, l'autre extrémité de cette bielle 32 étant reliée aux moyens moteurs 30 par l'intermédiaire d'un excentrique 321. L'axe moteur 300 est monté libre en rotation sur une platine 301, l'excentrique 321 étant monté solidaire en rotation de l'axe moteur 300, au voisinage de la platine 301. La bielle 32 est couplée à l'excentrique par deux 25 tourillons 3210, positionnés de façon sensiblement diamétralement opposée à l'axe moteur par rapport au centre de l'excentrique. Le montage de l'excentrique, de la bielle et du pêne est réalisé de telle sorte que l'excentrique est en position haute par rapport à l'axe moteur et présente un point haut 3211 pour la position de verrouillage du pêne (figure 4), tandis que l'excentrique présente une position basse par rapport à l'axe moteur et présente un point bas 3212 lorsque le pêne occupe une position de déverrouillage. Selon le principe de l'invention illustré par la figure 4, le crochet 310 et le deuxième axe 320 constituant l'axe d'articulation entre la bielle 32 et le pêne 31 sont positionnés de part et d'autre du premier axe 311 constituant l'axe de pivotement du pêne. Ainsi, un bras de levier susceptible de s'exercer sur le crochet 31, sous la contrainte d'une force transmise par la gâche 20 du couvercle, est opposé à un bras de levier susceptible de s'exercer sur le deuxième axe 320. En d'autres termes, le crochet est présent à une première extrémité du pêne et l'articulation entre la bielle et le pêne est présente à une deuxième extrémité du pêne présente d'un côté opposé, par rapport au premier axe de pivotement 311 du pêne, au côté du pêne présentant le crochet. Il en résulte que le bras de levier exercé par la bielle 32 sur le pêne 31 est transmis intégralement, ou quasiment, au niveau du crochet du pêne, ce qui tend à augmenter la force de retenue du couvercle par les moyens de verrouillage en position de verrouillage. De plus, les positions respectives du pêne, de la bielle, et de l'excentrique sur l'axe moteur sont prévues de telle sorte que, en position de verrouillage, une droite D passant par le deuxième axe de pivotement 320, constituant l'axe d'articulation entre la bielle et le pêne, et par le point haut 3211 de l'excentrique passe également par l'axe moteur 300 tel qu'illustré par la figure 4. Ainsi, on comprend que, en cas de rupture d'une partie de l'ensemble tournant constitué par le rotor, rupture susceptible d'éjecter un ou plusieurs fragments contre la face interne du couvercle, une force s'exerçant sur le pêne transmise par l'intermédiaire de la gâche correspondante se traduit par une force (notée F sur la figure 4) au niveau du deuxième axe 320, cette force ayant une direction passant par le point haut 3211 et par l'axe moteur 300. Ainsi dirigée, une telle force ne peut engendrer aucun pivotement, que ce soit de l'extrémité de la bielle reliée au pêne ou que ce soit au niveau de l'excentrique, ce qui assure un maintien et même un blocage des moyens de verrouillage en position de verrouillage. Selon le présent mode de réalisation, les moyens de verrouillage comprennent deux pênes 31, latéralement opposés dans la centrifugeuse. Bien entendu, le couvercle présente en conséquence deux gâches 20 positionnées sur le couvercle de façon à être amenées en correspondance avec les pênes 31 des moyens de verrouillage. On note que les moyens moteurs 30 sont communs aux deux pênes 31. En effet, les deux pênes 31 sont reliés par une tringle 312 dont ils sont solidaires en rotation. Ainsi, l'un des pênes 31 est associé au mécanisme de bielle/excentrique couplé à l'axe moteur 300 des moyens moteurs, l'autre pêne 31 étant uniquement relié par la tringle 312 au premier pêne. On note que la tringle est montée et s'étend coaxialement au deuxième axe 320 constituant l'axe de pivotement entre la bielle 32 et le pêne 31 correspondant. On note par ailleurs que, selon un autre mode de réalisation envisageable, les moyens de verrouillage peuvent ne comprendre qu'un seul pêne placé de façon à occuper une position centrale (le couvercle étant alors adapté en conséquence, avec une seule gâche également placée en position centrale sur le couvercle). Tel qu'illustré par la figure 3, les moyens de verrouillage sont portés par un socle 4. Le sous-ensemble illustré par la figure 4 peut ainsi être assemblé en dehors de l'enceinte de la centrifugeuse, puis fixé à l'intérieur de l'enceinte de la centrifugeuse. Selon le présent mode de réalisation, le socle 4 comprend une base 40 et deux montants 41, un pêne 31 étant monté pivotant sur chaque montant, ceci par l'intermédiaire de la tringle 312 reliant les pênes 31 et dont les extrémités sont portées par les montants 41. Tel que cela apparaît clairement sur la figure 3, l'un des montants 41 porte des moyens moteurs 30, formant ainsi un sous-ensemble complet de verrouillage destiné à être monté dans l'enceinte de la centrifugeuse. On note que, dans les centrifugeuses classiques, dans lesquelles les serrures sont fixées directement au blindage, c'est-à-dire directement sur l'enceinte, les serrures sont soumises aux déformations de la cuve, et peuvent s'ouvrir. Selon ce présent mode de réalisation, le système indépendant constitué par le socle portant les moyens de verrouillage, est relié uniquement au fond de l'enceinte évitant ainsi toute déformation et même la destruction du système de verrouillage. Un choc dans le couvercle transmettra par traction uniquement dans les montants 41, 42 de l'ensemble verrouillage les efforts à la structure de fond de la machine. Selon une autre caractéristique avantageuse, le crochet de chaque pêne présente un évidement 3100 destiné à recevoir une gâche du couvercle, cet évidement s'étendant à partir d'une terminaison d'accrochage 3101 et comprenant une portion de serrage 3102 (cette portion du crochet étant celle en contact avec la gâche correspondante, en position de verrouillage). La terminaison d'accrochage est distante d'une distance L1 de l'axe de pivotement 311 du pêne tandis que la portion de serrage 3102 est distante d'une distance L2 de l'axe de pivotement 311. L'évidement du crochet présente ainsi une forme apte à exercer un effort progressif sur la gâche correspondante du couvercle lors d'un pivotement du pêne 31 autour de l'axe 311 en direction de la position de verrouillage. De plus, un blocage mécanique est ajouté à l'arrêt « électronique des serrures » (détection de la rotation moteur d'un demi-tour) en fin d'ouverture, par exemple à l'aide d'une vis à ressort à bille (non représentée) venant se loger dans des petites cavités coniques (non représentées) situées sur le flanc de l'excentrique. Par ailleurs, tel qu'illustré par la figure 6, le bloc des moyens moteurs présente un orifice 50 au travers duquel est présentée une extrémité de l'axe moteur 300, cette extrémité étant réalisée sous forme de moyens de manoeuvre manuelle 5 de l'axe moteur, c'est-à-dire sous forme d'une extrémité apte à coopérer avec une clé de manoeuvre (par exemple une clé à six pans). Parallèlement, tel qu'illustré par la figure 2, l'ensemble 1 présente un évidement 51 placé en correspondance avec les moyens de manoeuvre manuelle 5, de telle sorte que ces derniers puissent être manoeuvrés à partir de l'extérieur de l'enceinte de la centrifugeuse. REVENDICATIONS1. Centrifugeuse comprenant une enceinte et un couvercle monté pivotant sur ladite enceinte autour d'un axe s'étendant en partie arrière dudit couvercle, ladite enceinte portant des moyens de verrouillage destinés à coopérer avec au moins une gâche montée en partie avant dudit couvercle, lesdits moyens de verrouillage comprenant : - des moyens moteurs rotatifs reliés à un axe moteur ; - au moins un pêne comprenant un crochet destiné à coopérer avec ladite gâche, ledit pêne étant monté pivotant autour d'un premier axe entre une position de verrouillage et une position de déverrouillage ; au moins une bielle reliée par l'une de ses extrémités audit pêne par l'intermédiaire d'un deuxième axe de pivotement, ladite bielle étant reliée auxdits moyens moteurs par l'intermédiaire d'un excentrique mobile autour de l'axe moteur de façon à présenter un point haut dans ladite position de verrouillage et un point bas dans ladite position de déverrouillage, caractérisée en ce que ledit crochet et ledit deuxième axe sont positionnés de part et d'autre dudit premier axe de façon qu'un bras de levier susceptible de s'exercer sur ledit crochet soit opposé à un bras de levier susceptible de s'exercer sur ledit deuxième axe, et en ce que, dans ladite position de verrouillage, une droite passant par ledit deuxième axe et par ledit point haut passe également par ledit axe moteur. 2. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend deux pênes latéralement opposés dans la centrifugeuse. 3. Centrifugeuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits pênes sont entraînés par un moteur unique, une tringle reliant lesdits pênes. 4. Centrifugeuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite tringle est montée selon un axe confondu avec ledit deuxième axe. 5. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit crochet présente un évidement destiné à recevoir ladite gâche, ledit évidement présentant une forme apte à exercer un effort progressif sur ladite gâche lors d'un pivotement dudit pêne en direction de ladite position de verrouillage. 6. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de verrouillage sont portés par un socle fixé dans ladite enceinte. 7. Centrifugeuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit socle comprend une base et au moins un montant sur lequel ledit pêne est monté pivotant. 8. Centrifugeuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit socle comprend une base et deux montants, un pêne étant monté pivotant sur chaque montant. 9. Centrifugeuse selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que lesdits moyens moteurs sont portés par un montant dudit socle. 10. Centrifugeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de manoeuvre manuelle dudit axe moteur.20