Brevet FR2971314A1 — publié le 20120810

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif d'arrêt de rotation, une liaison pivot comportant un tel dispositif et un appareil de culture physique comportant au moins une telle liaison pivot. L'invention s'applique en particulier dans le domaine des appareils de culture physique. L'appareil de culture physique dénommé « Body Marcheur Double » et commercialisé par la société Jingdan Europe est un appareil spécialisé dans la relaxation des jambes et de la hanche. Il comporte une armature sur laquelle deux pendules sont montés en rotation autour d'un même axe, les pendules sont destinés à respectivement recevoir les pieds de l'utilisateur et à permettre à ce dernier de balancer les jambes sans appui au sol. Grâce à cette simulation de marche qui élimine l'appui au sol, l'appareil « Body Marcheur Double » permet d'effectuer un exercice doux favorisant la détente et la décontraction du corps. Or, la législation en vigueur impose, pour des raisons de sécurité, que la rotation des pendules soit limitée à une amplitude de 140°. Ainsi, chaque liaison pivot de l'appareil de culture physique « Body Marcheur Double » connu est équipée avec un dispositif d'arrêt de rotation, 20 comportant : - une pièce d'armature, - une pièce mobile en rotation par rapport à la pièce d'armature autour d'un axe de rotation, - une butée en forme de dent fixée à la pièce mobile et excentrée par 25 rapport à l'axe de rotation de manière à avoir une course circulaire lors de la rotation de la pièce mobile, et - un arc de cercle fixé sur l'armature et dont les extrémités forment des butées d'arrêt de la dent de l'élément mobile. Ainsi, l'angle de la course de la butée de la pièce mobile est limité et 30 défini par les extrémités de l'arc de cercle. Cet angle est généralement choisi de 140° ou moins pour se conformer à la législation en vigueur. Afin de réduire les chocs de la dent contre l'arc de cercle, la demande de brevet français publiée sous le numéro 2 918 474 propose un système de freinage constitué d'élastomères disposés entre la dent et l'arc de cercle. Cependant, il a été trouvé que la présence des élastomères ne réduisait pas vraiment les chocs et qu'en outre les élastomères étaient très vite limés et donc inopérants. Ainsi, le système de freinage proposé par ce document n'empêche pas la formation de fissures dans les pendules et, à terme, la rupture des pendules généralement en niveau de la dent. La présente invention a pour but de pallier au moins en partie les problèmes précédents. A cet effet, il est proposé un dispositif d'arrêt de rotation, comportant : - une pièce d'armature, - une pièce mobile en rotation par rapport à la pièce d'armature autour d'un axe de rotation, - une butée fixée à la pièce mobile et excentrée par rapport à l'axe de rotation de manière à avoir une course circulaire lors de la rotation de la pièce mobile, et - un système de freinage de la pièce mobile par rapport à l'armature, le dispositif d'arrêt de rotation étant caractérisé en ce que le système de freinage comporte au moins un frein, chaque frein étant mobile par rapport à la pièce d'armature entre une position écartée de la pièce mobile laissant libre cette dernière et une position de contact avec la pièce mobile freinant cette dernière, et en ce que le système de freinage est configuré pour coopérer avec la butée de sorte que chaque frein, d'une part, soit en position écartée lorsque la butée parcourt un arc central de la course et, d'autre part, se rapproche de la pièce mobile jusqu'à atteindre sa position de contact lorsque la butée parcourt, depuis l'arc central, au moins un arc d'extrémité de la course, contiguë à l'arc central. Selon une caractéristique optionnelle du dispositif d'arrêt de rotation, le système de freinage est configuré pour coopérer avec la butée de sorte que chaque frein se rapproche de la pièce mobile jusqu'à atteindre sa position de contact lorsque la butée parcourt, depuis l'arc central, deux arcs d'extrémité de la course, contigus respectivement à chaque côté de l'arc central. Selon une autre caractéristique optionnelle du dispositif d'arrêt de rotation, le système de freinage comporte un actionneur destiné à actionner chaque frein en fonction de la position de la butée, l'actionneur présentant un bord conçu pour être dégagé de la course de la butée lorsque cette dernière parcourt l'arc central et pour se trouver sur la course de la butée lorsque cette dernière parcourt chaque arc d'extrémité. Selon une autre caractéristique optionnelle du dispositif d'arrêt de rotation, dans lequel l'actionneur est mobile en rotation autour d'un axe et est configuré pour être entraîné en rotation par le contact de la butée avec le bord de l'actionneur lorsque cette dernière parcourt chaque arc d'extrémité. Selon une autre caractéristique optionnelle du dispositif d'arrêt de rotation, l'actionneur comporte une partie aplatie sur laquelle repose chaque frein, la partie aplatie étant configurée pour tourner sur elle-même lors de la rotation de l'actionneur de manière à repousser chaque frein vers sa position de contact. Selon une autre caractéristique optionnelle du dispositif d'arrêt de rotation, le système de freinage comporte des moyens de rappel de chaque 20 frein dans sa position écartée de la pièce mobile. Il est également proposé une liaison pivot, comportant : - un arbre pivot, - un boîtier dans lequel l'arbre pivot est inséré de manière mobile en rotation autour de son axe, et 25 - un dispositif d'arrêt de rotation tel que proposé précédemment, dans lequel la pièce mobile en rotation comprend le boîtier et dans lequel la pièce d'armature est fixée à l'arbre pivot. Selon une caractéristique optionnelle de la liaison pivot, le boîtier délimite un logement renfermant le dispositif d'arrêt de rotation. 30 Il est également proposé un appareil de culture physique comportant : - une armature, - au moins un élément d'exercice destiné à être déplacé par un utilisateur afin de faire de l'exercice physique, et - au moins une liaison pivot telle que proposée précédemment, reliant respectivement chaque élément d'exercice à l'armature. Selon une caractéristique optionnelle de l'appareil de culture physique, chaque élément d'exercice est un pendule destiné à être balancé par le balancement d'une jambe de l'utilisateur, et comporte une nacelle destinée à recevoir un pied de l'utilisateur et suspendue à l'extrémité inférieure d'une barre de suspension. Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va à présent être décrit, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de culture physique mettant en oeuvre l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'une liaison pivot de l'appareil de 15 culture physique de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective d'une partie de la liaison pivot de la figure 2, et - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de la liaison pivot de la figure 2, prises perpendiculairement à la vue en coupe de la figure 2. 20 Dans la description qui va suivre, les dispositions des éléments entre eux feront référence à trois directions perpendiculaires entre elles, appelées par la suite : droite/gauche D-G, haut/bas H-B et avant/arrière Av-Ar. Un appareil de culture physique 100 destiné à être installé en plein air et mettant en oeuvre l'invention est représenté sur la figure 1. 25 L'appareil de culture physique 100 comporte tout d'abord une armature tubulaire 102. L'armature 102 comporte deux longerons parallèles 104, 106 s'étendant selon la direction droite/gauche D-G et destinés à reposer sur le sol. Afin d'assurer la fixation au sol, les longerons 104, 106 sont pourvus 30 d'oreilles de fixation 108. L'armature 102 comporte en outre trois paires de montants tubulaires obliques 110, 112, 114, 116, 118, 120. Chaque montant d'une paire s'éleve en biais depuis un longeron 104, 106 respectif de manière à rejoindre l'autre montant de la paire. La première paire 110, 112 est située aux extrémités gauches des longerons 104, 106, la seconde paire 114, 116 est située au milieu des longerons 104, 106 et la troisième paire 118, 120 est située aux extrémités droites des longerons 104, 106. L'armature 102 comporte en outre trois parties d'armature, appelées sommets 122, 124, 126, auxquels les deux montants de chaque paire 110, 112, 114, 116, 118, 120 se rejoignent respectivement et sont respectivement fixés. L'armature 102 comporte en outre trois barres tubulaires de 10 renforcement 128, 130, 132 reliant respectivement les deux montants de chaque paire. L'armature 102 comporte en outre une rambarde 134 destinée à être saisie par les utilisateurs de l'appareil de culture physique 100 pour assurer leur équilibre, comme cela sera expliqué par la suite. La rambarde 134 s'étend 15 selon la direction droite/gauche et est fixée à chacun des sommets 122, 124, 126. L'appareil de culture physique 100 comporte en outre des éléments d'exercice 136, 138, 140, 142, attachés de manière mobile par rapport à l'armature 102 et destinés à être déplacés par les utilisateurs de l'appareil de 20 culture physique 100, afin que ces derniers fassent de l'exercice physique. Dans l'exemple décrit, les éléments d'exercice sont des pendules destinés à être balancés par le balancement des jambes de l'utilisateur. A cet effet, chaque pendule 136, 138, 140, 142 comporte une nacelle 144, 146, 148, 150 destinée à recevoir un pied de l'utilisateur et suspendue à l'extrémité 25 inférieure d'une barre de suspension 152, 154, 156, 158. L'appareil de culture physique 100 comporte alors des liaisons pivot 160, 162, 164, 166 d'axe XX' fixées, d'une part, respectivement aux extrémités supérieures des barres de suspension 152, 154, 156, 158 et, d'autre part, respectivement aux sommets 122, 124, 126. 30 Ainsi, parmi les pendules 136, 138, 140, 142, deux 142, 140 sont attachés en vis-à-vis l'un de l'autre respectivement au sommet droit 126 et au sommet central 124 de l'armature 106, de manière à être apte à recevoir les deux jambes d'un premier utilisateur. De même, les deux autres pendules 136, 138 sont attachés en vis-à-vis l'un de l'autre respectivement au sommet gauche 122 et au sommet central 124 de l'armature 102, de manière à être apte à recevoir les deux jambes d'un second utilisateur. Seule la liaison pivot 164 sera décrite en détail par la suite, les autres 5 étant identiques. En référence à la figure 2, le sommet 124 comporte une partie cylindrique 200 selon un axe XX' de direction droite/gauche et un collier 201 fixé à l'extrémité droite de la partie cylindrique 200. La liaison pivot 164 comporte le sommet 124. 10 La liaison pivot 164 comporte en outre un boîtier cylindrique 202 fixé à l'extrémité supérieure de la barre de suspension 156. Le boîtier 202 comporte successivement une première partie cylindrique 204 renfermant un roulement à billes 206, et une seconde partie cylindrique 208, de diamètre plus grand que la première partie cylindrique 204. La seconde partie 15 cylindrique 208 du boîtier 202 est fermée par le collier 201 du sommet 124 et délimite un logement 212 renfermant un système de freinage 212 qui sera décrit en détails plus loin. Le boîtier 202 est en outre muni d'une butée 214 d'actionnement du freinage. La butée d'actionnement 214 est fixée à la seconde partie 208 du 20 boîtier 202 et s'étend dans le logement 210 selon la direction droite/gauche. La liaison pivot 164 comporte en outre un arbre pivot 216 s'étendant selon l'axe XX'. L'arbre pivot 216 présente une première extrémité introduite et fixée dans la partie cylindrique 200 du sommet 124, et une seconde extrémité introduite dans le roulement à billes 206, de manière à permettre la 25 rotation du boîtier 202 autour de l'arbre pivot 216. Le système de freinage 212 est destiné à freiner, pour l'arrêter, la rotation du boîtier 202 par rapport à l'arbre pivot 216, et donc par rapport à l'armature 102. Dans l'exemple décrit, le système de freinage 212 comporte un frein 30 droit 218 et un frein gauche (non représenté sur la figure 2). Chaque frein est en forme de croissant, c'est-à-dire en forme de « C », de section rectangulaire. Leurs chants (faces d'extrémité) supérieurs et inférieurs sont respectivement disposés en vis-à-vis l'un de l'autre de manière que les deux freins forment, ensemble, sensiblement un cercle d'axe XX' s'étendant autour de l'arbre pivot 216. Seul les chants 218A, 2186 du frein droit 218 sont visibles sur la figure 2. Le système de freinage 212 comporte en outre une broche 219 fixée au collier 201 du sommet 124 et s'étendant dans le logement 210 selon un axe YY' de direction droite/gauche. Les chants des freins sont montés sur la broche 219 de manière à pouvoir pivoter autour de l'axe YY', comme cela sera expliqué en référence à la figure 5. Le système de freinage 212 comporte en outre un actionneur 220, commandé par la butée d'actionnement 214, destiné à actionner les freins en 10 fonction de la position de la butée d'actionnement 214. L'actionneur 220 comporte une plaque 222 perpendiculaire à l'axe XX' et destinée à coopérer avec la butée d'actionnement 214 comme cela sera expliqué par la suite. L'actionneur 220 comporte en outre une tige 224 d'axe ZZ' selon la 15 direction droite/gauche. La tige 224 est fixée à la plaque 222 et montée au travers du collier 201 du sommet 124 de manière mobile en rotation autour de l'axe ZZ'. Ainsi, l'actionneur 220 est mobile en rotation autour de l'axe ZZ'. En outre, la tige 224 de l'actionneur 220 présente une partie aplatie 226 contre laquelle les chants inférieurs des freins viennent reposer. Comme 20 la partie aplatie 226 s'étend le long de l'axe ZZ', la rotation de l'actionneur 220 entraîne la rotation de la partie aplatie 226 sur elle-même. En référence à la figure 3, le frein gauche 302 est visible. En référence à la figure 4, la plaque 222 est percée d'une ouverture centrale 402 destinée, d'une part, à permettre le passage de l'arbre pivot 216 25 et, d'autre part, à recevoir la butée 214. La plaque 222 présente ainsi un bord intérieur 404 délimitant l'ouverture centrale 402 et destiné à coopérer avec la butée d'actionnement 214 pour que cette dernière fasse tourner l'actionneur 220 autour de l'axe ZZ'. La butée d'actionnement 214 suit une course circulaire lors de la 30 rotation du pendule 140 fixé au boîtier 202. Lorsque la butée d'actionnement 214 parcourt un arc central 406, le bord intérieur 404 est configuré pour être dégagé de la course de la butée d'actionnement (214). Dans l'exemple décrit, le bord intérieur (404) se trouve à une distance de l'axe XX' égale (ou de manière générale supérieure ou egale) à la distance D entre l'axe XX' et le coté de la butée d'actionnement 214 à l'opposé de l'axe XX'. Ainsi, le long de l'arc central 406, la butée d'actionnement 214 ne fait que glisser sur le bord intérieur 404, ce qui laisse libre l'actionneur 220. De préférence, l'arc central 406 s'étend sur un angle de 70° à 90°, par exemple 78° dans l'exemple décrit. Lorsque la butée d'actionnement 214 parcourt l'un de deux arcs d'extrémité 406, 408, contigus à l'arc central 406, le bord intérieur 404 se rapproche de l'axe XX' de manière à se trouver sur la course de la butée d'actionnement 214. De préférence, la distance entre le bord intérieur 404 et l'axe XX' diminue depuis la distance D en s'éloignant de l'arc central 406. De préférence, la diminution est continue (c'est-à-dire sans à-coup) et comprise entre 0,2 et 0,3 millimètres par degré. De cette manière, le freinage est à la fois suffisamment rapide pour donner l'impression à l'utilisateur que la butée d'actionnement 214 est arrêtée par une autre butée (alors qu'elle est en fait arrêtée par l'action des freins 218, 302), et suffisamment lente pour ménager mécaniquement la butée d'actionnement 214. De préférence, les arcs d'extrémité 408, 410 s'étendent chacun sur un angle de 40° à 50°, par exemple 46° dans l'exemple décrit. En référence à la figure 5, les chants du frein gauche 302 sont visibles et numérotés 302A, 302B. Chaque chant supérieur 218A, 302A présente une rainure cylindrique 502, 504 recevant la broche 219 et permettant aux freins 218, 302 de tourner autour de l'axe YY' de la broche 219. Les chants inférieurs 218B, 302B reposent contre la partie aplatie 226. Lorsque la partie aplatie 226 est en position verticale, comme illustré, les chants inférieurs 218B, 302B sont en appui plan contre respectivement deux côtés opposés 506, 508 de la partie aplatie 226. Par ailleurs, chaque frein 218, 302 comporte une garniture de freinage 509, 510, faite par exemple en FERODO (marque déposée), disposée en vis-à-vis d'une paroi interne 511 de la seconde partie cylindrique 208 du boîtier 202. Le système de freinage 212 comporte en outre des ressorts de rappel 512, 514 montés entre les deux freins 218, 302 pour les rappeler l'un vers l'autre. Les ressorts de rappel 512, 514 permettent d'assurer le maintien en place des freins 218, 302 sur la broche 219, ainsi que le retour des chants inférieurs 2186, 3026 en appui plan contre respectivement les deux côté opposés 506, 508 de la partie aplatie 226 lorsque cette dernière est en position verticale. Un exemple de fonctionnement de l'appareil de culture physique 100 va à présent être décrit. Un utilisateur prend place sur la machine de culture physique 100. A cet effet, il insère ses pieds respectivement dans les nacelles 144, 146 des pendules 136, 138 et saisit la rambarde 134. La suite du fonctionnement est bien sûr également applicable au cas où l'utilisateur utilise à la place les pendules 140, 142. L'utilisateur balance alors les jambes et entraîne les pendules 136, 138 en rotation autour de l'axe XX'. Lors de la rotation des pendules 136, 138, la butée d'actionnement 214 se déplace sur sa course le long de l'arc central 406, laissant libre l'actionneur 220 de sorte que les freins 218, 302 restent dans une position éloignée de la paroi interne 511 du boîtier 202. Si la rotation devient trop importante, par exemple à cause d'un balancement de jambe trop important ou bien si l'utilisateur essaie de lancer à la main un des pendules 136, 138, la butée d'actionnement 214 entre dans un des arcs d'extrémité 408, 410 où la distance entre le bord 404 et l'axe XX' est inférieure à la distance D, de sorte que la butée d'actionnement pousse contre le bord 404 de la plaque. Cela a pour effet de faire d'entraîner l'actionneur 220 en rotation autour de l'axe ZZ', et donc également sa partie aplatie 226. La rotation de la partie aplatie 226 sur elle-même repousse les chants inférieurs 2186, 3026 des freins 218, 302 respectivement vers la droite et vers la gauche, jusqu'à ce que les freins 218, 302 se trouvent dans une position en contact avec la paroi intérieure 511 du boîtier 202. Dans cette position en contact, les freins 218, 302 freinent le boîtier 202, d'autant plus que la butée d'actionnement continue de suivre sa course le long de l'arc d'extrémité 408, 410. Ce freinage évite des chocs sur la butée d'actionnement 214 et ne produit que des efforts modérés sur la butée d'actionnement 214. La durée de vie de la butée d'actionnement 214 est ainsi nettement améliorée. Lorsque le pendule est remis dans sa position verticale, la butée d'actionnement 224 revient le long de l'arc central 406. Grâce aux ressorts de rappel 512, 514, les freins 218, 302 reviennent en position initiale, avec leurs chants inférieurs 2186, 3026 poussant la partie aplatie 226 jusqu'à se qu'elle se positionne selon la verticale entraînant ainsi l'ensemble de l'actionneur 220 vers la position initiale représentée sur la figure 4. Il est précisé de nouveau que l'invention est définie par les 15 revendications qui suivent et n'est en aucun cas limitée à l'exemple de mise en oeuvre décrit précédemment. Par exemple, la garniture de freinage pourrait être disposée sur la paroi interne du boîtier, ou même à la fois sur les freins et sur la paroi interne du boîtier. 20 En outre, le dispositif d'arrêt de rotation décrit précédemment pourrait être utilisé dans d'autres types d'appareils de culture physique. REVENDICATIONS1. Dispositif d'arrêt de rotation, comportant : une pièce (124) d'armature (102), une pièce (202) mobile en rotation par rapport à la pièce (124) d'armature (102) autour d'un axe de rotation (XX'), une butée (214) fixée à la pièce mobile (202) et excentrée par rapport à l'axe de rotation (XX') de manière à avoir une course circulaire lors de la rotation de la pièce mobile (202), et un système de freinage (212) de la pièce mobile (202) par rapport à l'armature (102), le dispositif d'arrêt de rotation étant caractérisé en ce que le système de freinage (212) comporte au moins un frein (218, 302), chaque frein étant mobile par rapport à la pièce (124) d'armature (102) entre une position écartée de la pièce mobile (202) laissant libre cette dernière et une position de contact avec la pièce mobile (202) freinant cette dernière, et en ce que le système de freinage (212) est configuré pour coopérer avec la butée (214) de sorte que chaque frein (218, 302), d'une part, soit en position écartée lorsque la butée (214) parcourt un arc central (406) de la course et, d'autre part, se rapproche de la pièce mobile (202) jusqu'à atteindre sa position de contact lorsque la butée (214) parcourt, depuis l'arc central (406), au moins un arc d'extrémité (408, 410) de la course, contiguë à l'arc central (406). 2. Dispositif d'arrêt de rotation selon la revendication 1, dans lequel le système de freinage (212) est configuré pour coopérer avec la butée (214) de sorte que chaque frein (218, 302) se rapproche de la pièce mobile (202) jusqu'à atteindre sa position de contact lorsque la butée (214) parcourt, depuis l'arc central (406), deux arcs d'extrémité (408, 410) de la course, contigus respectivement à chaque côté de l'arc central (406). 3. Dispositif d'arrêt de rotation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système de freinage (212) comporte un actionneur (220) destiné à actionner chaque frein (218, 302) en fonction de la position de la butée (214), l'actionneur (220) présentant un bord (404) conçu pour être dégagé de la course de la butée (214) lorsque cette dernière parcourt l'arc central (406) etpour se trouver sur la course de la butée (214) lorsque cette dernière parcourt chaque arc d'extrémité (408, 410). 4. Dispositif d'arrêt de rotation selon la revendication 3, dans lequel l'actionneur (220) est mobile en rotation autour d'un axe (ZZ') et est configuré pour être entraîné en rotation par le contact de la butée (214) avec le bord (404) de l'actionneur (220) lorsque cette dernière parcourt chaque arc d'extrémité (408, 410). 5. Dispositif d'arrêt de rotation selon la revendication 4, dans lequel l'actionneur (220) comporte une partie aplatie (226) sur laquelle repose chaque frein (218, 302), la partie aplatie étant configurée pour tourner sur elle-même lors de la rotation de l'actionneur (220) de manière à repousser chaque frein (218, 302) vers sa position de contact. 6. Dispositif d'arrêt de rotation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le système de freinage (212) comporte des 15 moyens de rappel (512, 514) de chaque frein (218, 302) dans sa position écartée de la pièce mobile (202). 7. Liaison pivot (160, 162, 164, 166), comportant : un arbre pivot (216), un boîtier (202) dans lequel l'arbre pivot est inséré de manière 20 mobile en rotation autour de son axe (XX'), et un dispositif d'arrêt de rotation selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la pièce mobile en rotation (202) comprend le boîtier et dans lequel la pièce (124) d'armature (102) est fixée à l'arbre pivot (216). 25 8. Liaison pivot (160, 162, 164, 166) selon la revendication 7, dans laquelle le boîtier (202) délimite un logement (210) renfermant le dispositif d'arrêt de rotation. 9. Appareil de culture physique (100) comportant : une armature (102), 30 au moins un élément d'exercice (136, 138, 140, 142) destiné à être déplacé par un utilisateur afin de faire de l'exercice physique, et- au moins une liaison pivot (160, 162, 164, 166) selon la revendication 7 ou 8, reliant respectivement chaque élément d'exercice (136, 138, 140, 142) à l'armature (102). 10. Appareil de culture physique (100) selon la revendication 9, dans lequel chaque élément d'exercice (136, 138, 140, 142) est un pendule destiné à être balancé par le balancement d'une jambe de l'utilisateur, et comporte une nacelle (144, 146, 148, 150) destinée à recevoir un pied de l'utilisateur et suspendue à l'extrémité inférieure d'une barre de suspension (152, 154, 156, 158).