Brevet FR2965091A1 — publié le 20120323

MODULE D'ACTIONNEMENT BISTABLE ET ACTIONNEUR LE COMPORTANT L'invention concerne un module d'actionnement bistable, notamment bien que non exclusivement un module d'actionnement commandé par un électroaimant. Elle se rapporte notamment à un actionneur de boîte de vitesses d'un véhicule automobile et plus particulièrement à un actionneur d'un réducteur de vitesse d'un véhicule automobile hybride ou électrique ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît des systèmes d'actionnement bistable comprenant des couronnes dentées pourvues de dents qui s'étendent axialement et présentent des profils complémentaires dissymétriques. L'une des couronnes est montée pour coopérer avec un organe anti rotation de façon à pouvoir se déplacer axialement seulement tandis que l'autre couronne dentée est montée pour coopérer avec l'organe anti rotation de façon à pouvoir se déplacer axialement et en rotation. Dans l'exemple du document US 5599003, ce type de système est intégré à une vanne et il est associé à un organe de commande qui assure un déplacement axial ponctuel des couronnes dentées, ce déplacement étant converti par le système d'actionnement bistable en une position stable d'un élément mobile de la vanne. Dans le document US 5599003, le système est intégré à l'article de sorte que la course de l'élément mobile associé au système d'actionnement bistable est directement fonction de la structure particulière de l'article auquel le système d'actionnement est intégré. Il n'est donc pas possible d'utiliser le système d'actionnement bistable pour un article qui ne comportait pas un tel système à l'origine. OBJET DE L'INVENTION Un but de la présente invention est de proposer un module d'actionnement bistable qui puisse être utilisé pour l'actionnement de différents articles sans adaptation particulière des articles. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but on propose selon l'invention un module d'actionnement bistable comportant un boîtier dans lequel sont montées une première couronne dentée et une seconde couronne dentée rappelées l'une vers l'autre de façon élastique et pourvues de dents qui s'étendent axialement et présentent des profils complémentaires dissymétriques par rapport à une pointe de chaque dent, dans lequel la première couronne dentée est reliée à un premier plot débouchant à une première extrémité du boîtier et la seconde couronne dentée est reliée à un second plot s'étendant coaxialement au premier plot et débouchant à une seconde extrémité du boîtier opposée à la première extrémité; et la première couronne dentée est rappelée de façon élastique vers une position de référence . Ainsi tous les éléments de la chaîne cinématique entre le premier plot et le second plot étant définis indépendamment de l'article auquel le module d'actionnement bistable est associé, la course du second plot est déterminée de façon précise de sorte que le module peut être associé à un article ou équipement existant en associant le second plot à un élément mobile de cet article ou équipement et en associant le premier plot à un organe de commande tel qu'un électroaimant. Selon un aspect avantageux de l'invention les couronnes dentées sont fixées à des supports en cloche emboîtés l'un dans l'autre, un ressort hélicoïdal étant disposé à l'intérieur du support en cloche le plus interne. On obtient ainsi un module très compact. Selon un autre aspect avantageux de l'invention le module comporte un ressort hélicoïdal monté autour du support en cloche le plus externe et ayant une extrémité en butée sur une coupelle d'appui fixée au sommet du support en cloche le plus externe et une extrémité opposée prenant appui sur une rondelle d'appui prenant elle même appui sur un rebord du support en cloche le plus externe. On augmente ainsi la compacité du module. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, le boîtier a une paroi latérale cylindrique débouchant à une extrémité selon une ouverture ayant un contour identique à la paroi latérale et l'organe antirotation comprend des nervures s'étendant en saillie par rapport à la paroi latérale jusqu'à l'ouverture de la paroi latérale. On facilite ainsi le montage du module par un repérage visuel de l'orientation que les différents composants du module doivent avoir au moment de leur introduction dans le boîtier. L'invention concerne également un actionneur comportant un module d'actionnement selon l'invention dont le premier plot est associé à un noyau plongeur d'un électroaimant. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif du module d'actionnement bistable selon l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles : - la Figure 1 est une vue en perspective éclatée du module d'actionnement bistable selon l'invention; - La Figure 2 est une vue en coupe axiale du module monté en position rétractée; et -Les figures 3 à 9 sont des représentations très schématiques partielles des couronnes dentées et de l'organe anti rotation dans les différentes positions prises par les couronnes dentées lors du fonctionnement du module selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, le module d'actionnement bistable selon l'invention comporte une première couronne dentée 1 fixée à un support en cloche 2 autour duquel est monté un ressort hélicoïdal 3 ayant une extrémité en butée sur une coupelle d'appui 4 fixée au sommet du support en cloche 2 par un rivet 5 formant un premier plot du module d'actionnement. L'extrémité opposée du ressort hélicoïdal 3 prend appui sur une rondelle d'appui 6 prenant elle-même appui sur un rebord 7 du support en cloche 2. Par ailleurs le module d'actionnement bistable comporte une seconde couronne dentée 8 fixée à un second support en cloche 9 qui est emboîté dans le support en cloche 2 de sorte que dans l'ensemble ainsi réalisé le support en cloche 2 constitue le support en cloche le plus externe et le support en cloche 9 constitue le support en cloche le plus interne. Dans le mode de réalisation illustré un second plot 10 est réalisé en une seule pièce avec le support en cloche 9 et un ressort hélicoïdal 11 est monté à l'intérieur du support en cloche 9, coaxialement à celui-ci, et prend appui dans le fond du support en cloche 9 par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 12. De façon connue en soi la première couronne dentée 1 comporte des dents 13 qui s'étendent axialement et présentent un profil dissymétrique par rapport à la pointe de chaque dent. De même, la seconde couronne dentée 8 comporte des dents 14 qui s'étendent axialement et présentent un profil complémentaire du profil des dents 13. Les dents 13 de la couronne dentée 1 sont divisées en blocs de deux dents séparés par une rainure 15. De même les dents 14 de la seconde couronne dentée 8 sont divisées en blocs de deux dents séparés par une rainure 16. Les rainures 15 et 16 sont décalées selon des angles différents par rapport aux pointes des dents de sorte que lorsque les rainures 15 et 16 sont alignées les pointes des dents des couronnes dentées ne sont pas en coïncidence ainsi qu'il sera vu plus loin à propos du fonctionnement du module selon l'invention. Les pièces constituant le module d'actionnement sont montées dans un boîtier 17 ayant une paroi latérale cylindrique 18 débouchant à une extrémité selon une ouverture 19 ayant un contour identique à la paroi latérale, et fermé par un fond à l'autre extrémité. Le boîtier 17 est équipé d'un organe antirotation formé de nervures 20 s'étendant axialement à l'intérieur de la paroi latérale et faisant saillie vers l'intérieur par rapport à la paroi latérale 18 jusqu'à l'ouverture 19 de la paroi latérale. Lors du montage des pièces dans le boîtier le positionnement angulaire des couronnes dentées 1 et 8 est ainsi facilité. A leur extrémité inférieure les nervures 20 s'étendent jusqu'à une distance du fond supérieure à la hauteur des dents 14 de la seconde couronne 8 afin de permettre une rotation de la seconde couronne 8 ainsi qu'il sera vu ci-dessous. La paroi latérale 18 du boîtier 17 comporte en outre du côté intérieur un épaulement 21 servant de butée à la rondelle d'appui 6 lors de son introduction dans le boîtier. Afin de permettre la mise en place de la rondelle d'appui 6 dans le boîtier 17 celle-ci comporte des encoches périphériques 22 dont la position angulaire coïncide avec celle des nervures 20. Dans le mode de réalisation préféré illustré le boîtier 17 comporte en outre à sa partie supérieure une collerette 23 pourvue d'une cavité circulaire 24 coaxiale au plot 5 pour assurer un centrage d'une plaque terminale 25 d'un organe de commande tel qu'un électroaimant 26 associé au module selon l'invention. Le fond du boîtier 17 est percé d'une ouverture 27 pour laisser passer le plot 10. Un épaulement 28 entoure l'ouverture 27 pour assurer un centrage du ressort 11 lors du montage. Par ailleurs un joint 29 est encastré dans une gorge circulaire au voisinage de la collerette 23 pour assurer une étanchéité avec la paroi de l'article ou équipement sur lequel le module est monté, par exemple un crabot pour solidariser l'arbre de roues à la boite de vitesses ou à un réducteur de machine électrique dans un véhicule automobile hybrides ou électrique. Lors du montage le ressort 11 est tout d'abord mis en place sur l'épaulement 28 puis les rainures 16 de la couronne dentée 8 sont engagées sur les nervures 20 du boîtier 17. Un sous-ensemble est formé en introduisant la rondelle 6 sur le support en cloche 2 puis en mettant en place le ressort 3 et la coupelle 4 et en assemblant le tout au moyen du rivet 5. Lors de la réalisation de ce sous-ensemble la rondelle d'appui 6 est orientée angulairement pour que les encoches 22 coïncident avec les rainures 15 de la couronne dentée 1. Le sous-ensemble ainsi constitué est mis en place en engageant les rainures 15 et les encoches 22 sur les nervures 20. Après montage du sous-ensemble le premier plot 5 est coaxial au second plot 10. Lors de la mise en place de l'électroaimant 26, la plaque terminale 25 prend appui sur la coupelle 4 de sorte que le ressort 3 maintient la rondelle 6 en butée sur l'épaulement 21 et par réaction le rebord du support en cloche 2 est maintenu en butée contre la rondelle 6. Dans cette position la première couronne dentée 1 est dans une position de référence illustrée par la figure 3. Simultanément la couronne dentée 8 est mise en appui contre la couronne dentée 1. En raison du décalage angulaire des rainures 15 et 16 la pointe des dents 14 n'atteint pas le fond des dents 13. Les nervures 20 assurent un maintien stable des couronnes dentées 1 et 8 dans cette position qui correspond à une position rétractée du plot 10. Lorsque que l'électroaimant 26 est excité le noyau 30 prend appui sur le plot 5 et déplace l'ensemble vers le bas jusqu'à une position de fin de course du noyau 30 pour laquelle la couronne dentée 8 est dégagée des nervures 20 comme illustré par la figure 4. L'appui des dents 13 sur les dents 14 provoque alors une rotation de la couronne 8 jusqu'à ce que le côté gauche des dents 14 vienne en butée contre le côté droit des dents 13 comme illustré par la figure 5.Lorsque l'excitation de l'électroaimant 26 est interrompue le ressort 3 ramène la couronne 1 dans la position de référence tandis que le ressort 11 exerce sur la couronne 8 une force vers le haut qui par réaction avec l'appui des dents 14 sur l'extrémité inférieure de nervures 20 provoque la rotation de la couronne 8 jusqu'à ce que l'extrémité inférieure des nervures 20 atteigne le creux des dents 14 correspondantes. Le plot 10 est alors dans une position sortie stable, comme illustré par la figure 10. Lors de l'excitation suivante de l'électroaimant 26 l'ensemble mobile est à nouveau repoussé vers le bas jusqu'à ce que les dents 14 soient dégagées des nervures 20. Dans cette position la couronne dentée 8 poursuit sa rotation jusqu'à ce que le côté gauche des dents 14 vienne en butée contre le côté droit des dents 13 comme illustré par la figure 8. Une interruption de l'excitation de l'électroaimant 26 provoque à nouveau une remontée de la couronne dentée 1 dans la position de référence et une poussée vers le haut de la couronne dentée 8 de sorte que la force d'appui des dents 14 contre l'extrémité inférieure des nervures 20 provoque une rotation supplémentaire de la couronne dentée 8 jusqu'à ce que les rainures 16 soient alignées avec les nervures 20. Les rainures 16 s'engagent alors sur les nervures 20 et la couronne dentée 8 se retrouve alors dans la position stable illustrée par la figure 3. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que le module selon l'invention ait été illustré avec des supports de couronnes dentées en forme de cloche, on peut réaliser le module avec des supports de couronne dentée de forme quelconque. Bien que le module ait été illustré en relation avec un électroaimant comme organe de commande on peut utiliser le module selon l'invention avec d'autres organes de commande, y compris avec une commande manuelle. Bien que dans le mode de réalisation illustré les couronnes dentées soient réalisées en une seule pièce avec le rebord du support en cloche correspondant, on peut réaliser le module avec des couronnes dentées rapportées sur leur support. REVENDICATIONS1. Module d'actionnement bistable comportant un boîtier (17) dans lequel sont montées une première couronne dentée (1) et une seconde couronne dentée(8) rappelées l'une vers l'autre de façon élastique et pourvues de dents (13,14) qui s'étendent axialement et présentent des profils complémentaires dissymétriques par rapport à une pointe de chaque dent, caractérisé en ce que la première couronne dentée (1) est reliée à un premier plot (5) débouchant à une première extrémité du boîtier et la seconde couronne dentée (8) est reliée à un second plot (10) débouchant à une seconde extrémité du boîtier opposée à la première extrémité et s'étendant coaxialement au premier plot; et en ce que la première couronne dentée (1) est rappelée de façon élastique vers une position de référence. 2. Module d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couronnes dentées (1,8) sont fixées à des supports en cloche (2,9) emboités l'un dans l'autre, un ressort hélicoïdal(11) étant disposé à l'intérieur du support en cloche(2) le plus interne. 3. Module d'actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort hélicoïdal(3) monté autour du support en cloche le plus externe(2) et ayant une extrémité en butée sur une coupelle d'appui (4) fixée au sommet du support en cloche le plus externe, et une extrémité opposée prenant appui sur une rondelle d'appui (6) prenant elle-même appui sur un rebord (7) du support en cloche (2) le plus externe. 4. Module d'actionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier (17) comporte unépaulement (21) formant une butée pour la rondelle d'appui (6). 5. Module d'actionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la coupelle d'appui (4) est fixée au support en cloche par un rivet (5) formant le premier plot. 6. Module d'actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second plot (10) est en une seule pièce avec le support en cloche (9) le plus interne. 7. Module d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (17) a une paroi latérale cylindrique (18) débouchant à une extrémité selon une ouverture (19) ayant un contour identique à la paroi latérale, et en ce que l'organe anti rotation comprend des nervures (20) s'étendant en saillie par rapport à la paroi latérale jusqu'à l'ouverture (19) de la paroi latérale. 8. Actionneur caractérisé en ce qu'il comporte un module d'actionnement selon l'une des revendications 1 à 7 dont le premier plot (5) est associé à un noyau plongeur (30) d'un électroaimant (26).25