Brevet FR3027364A1 — publié le 20160422

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif conver- tisseur de mouvement transformant un mouvement de rotation d'entrée fourni par un moteur en un mouvement de translation à un organe ré- cepteur. Etat de la technique On connaît de multiple dispositifs de conversion de mou- vement tels que des modes de vitesse, des variateurs ou encore des dispositifs transformant un mouvement de rotation en un mouvement linéaire comme par exemple les mécanismes des pompes à pistons axiaux et blocs cylindres tournant encore appelés pompes de type Janney (mécanismes hydrauliques et pneumatiques/Jacques Faisandier, Editions Dunod 1999). Ces mécanismes de pompes à pistons axiaux transfor- ment un mouvement de rotation d'entrée en un mouvement de transla- tion de pistons. L'inclinaison du plateau rotatif contre lequel s'appuient les tiges des pistons modifie le débit de la pompe pour une même vitesse de rotation appliquée à l'entrée de la pompe. Mais ce principe du plateau d'inclinaison relative, variable pour modifier le débit ne s'applique qu'à des structures de pompes ou des mécanismes analogues à de telles pompes à pistons axiaux. Il s'agit d'un mécanisme complexe qui ne convient que pour cette application. But de l'invention L'invention a pour but de développer un moyen permet- tant de transformer un mouvement de rotation d'entrée, en général constant en un mouvement de translation variable en sortie, pour permettre ou faciliter la commande d'organes ou d'actionneurs avec des moyens simples. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif conver- tisseur de mouvement entre un organe moteur et un organe récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend : une vis, bloquée en translation et entraînée en rotation de manière réversible, un écrou engrenant avec la vis et relié en translation à l'organe récepteur, un manchon concen- trique, entourant co-axialement l'écrou et bloqué en rotation et en tran- slation, une liaison par une came et un suiveur entre l'écrou et le manchon dont l'un porte la came définissant le profil de conversion de mouvement et l'autre élément porte le suiveur engagé dans la came. Le dispositif selon l'invention a l'avantage de pouvoir adapter la vitesse de translation de sortie du convertisseur de manière variable selon un profil de came à la vitesse de rotation constante appliquée à l'entrée du convertisseur. Cela permet notamment d'adapter facilement un certain type d'organe d'entraînement ayant des caractéristiques précises à une diversité d'organes récepteurs ou or- ganes entraînés à commander, l'adaptation se faisant par le profil don- né à la came. Le fonctionnement est aussi réversible si le mouvement entre chacune des deux paires de liaisons est réversible, entre les filetages vis/écrou et entre la liaison came/suiveur. Ainsi, l'entrée et la sor- tie du mouvement peuvent être échangées. Il en est de même pour les éléments fixes en rotation et/ou en translation qui peuvent être échangés. Suivant une caractéristique particulière, la came est réa- lisée dans la surface intérieure du manchon et le suiveur est en relief porté par la surface extérieure de l'écrou. Il en résulte une réalisation particulièrement compacte autour de l'axe du convertisseur. Ce dispositif très compact peut facilement s'intégrer à un actionneur, comme par exemple aux multiples actionneurs commandant les équipements de véhicules automobiles. Grâce à la forme du profil de la came on pourra ainsi adapter une sortie du convertisseur à une variation de puissance demandée pendant un cycle de travail ou une phase de travail d'un organe récepteur. Il peut s'agir par exemple d'une pompe à piston dont le mouvement de translation du piston est commandé par la sortie du conver- tisseur selon l'invention. Le dispositif convertisseur de mouvement fonctionne de manière cyclique, c'est-à-dire par exemple par un mouvement de rotation de l'organe moteur dans un sens pour une première phase de mouvement en sortie du convertisseur et un mouvement de rotation de l'organe moteur en sens opposé pour la seconde phase de mouvement de retour. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la came est un segment de courbe parcouru alternativement dans un sens ou l'autre ou une courbe continue refermée sur elle-même, parcourue dans un sens, c'est-à-dire ayant un profil en boucle de sorte que le mouvement de conversion est transformé en un mouvement de translation de va et vient de vitesse variable, fait par une courbe de conversion qui est bouclée. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de dispositif convertisseur de mouvement représenté dans les dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un disposi- tif convertisseur de mouvement, la figure 2 est le développement des liaisons par vis et came du dispositif convertisseur de la figure 1, Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet un dispositif convertisseur de mouvement 100 installé entre un organe moteur M et un organe récepteur R. L'organe moteur M, fournit un mouvement d'entraînement en rotation Ro réversible et l'organe récepteur R est destiné à être déplacé en translation (Tr), le cas échéant de manière réversible. Le dispositif convertisseur 100 se compose d'une vis 1 d'axe XX, bloquée en translation mais libre en rotation. Cette vis 1 est entraînée en rotation par l'organe moteur M. La vis 1 engrène par son filetage 11 avec le filetage 21 d'un écrou 2 relié en translation à l'organe récepteur (R). L'écrou 2 est entouré par un manchon 3 concentrique, coaxial à l'axe XX. Ce manchon 3 est bloqué en rotation et en translation. La liaison entre l'écrou 2 et le manchon 3 est une liaison par came 4 et suiveur 5 portés respectivement par l'un ou l'autre élé- ment 2, 3. Dans l'exemple, l'écrou 2 porte un suiveur 5 et le manchon 3, dans sa surface intérieure, en regard de l'écrou 2, une came 4 formant le chemin imposé au suiveur 5 de l'écrou 2. Cette came 4 est par exemple usinée dans la surface intérieure du manchon 3 ; elle définit le profil de conversion de mouvement entre le mouvement de rotation Ro fourni par l'organe moteur M et le mouvement de translation Tr de l'organe récepteur R. Le suiveur 5 est un organe en saillie de la surface extérieure de l'écrou 2. L'écrou 2 est relié au récepteur R par un organe de liaison 22 figuré par une tige qui transmet le mouvement de déplacement longitudinal de l'écrou 2 suivant l'axe XX sans transmettre son mouvement de rotation. Selon le sens de rotation RO de la vis 1, l'écrou 2 effectue un mouvement combiné de rotation et de translation ou un mouvement combiné inverse de rotation et de translation. Le sens de la translation Tr appliquée au récepteur R dépend du profil de la came 4 et du sens de rotation de la vis 1. La figure 2 est un schéma développé dans un plan pour décrire le fonctionnement du dispositif de conversion de mouvement 100. L'axe XX est l'axe de la vis 1. Pour expliquer le fonctionnement il faut considérer un écrou théorique d'épaisseur nulle, d'abord bloqué en rotation et qui est déplacé par la rotation de la vis 1. Le plan de cet écrou théorique coupe l'axe XX de la vis 1 à l'intersection M représentant la position de cet écrou théorique sur l'axe XX. Le filetage 21 qui, dans cet exemple, est à pas constant, se représente par rapport à l'écrou par une droite F dans sa présentation développée dans le plan. L'axe YY qui passe par l'origine 0 du repère permet de repérer la pente du filetage 11 (F). La came 4 est représentée par son développement CC ou CC' correspondant à deux exemples qui, se représentent par des courbes quelconques, non droites pour généraliser les explications. Dans cette représentation de principe, l'écrou est non seulement un disque d'épaisseur nulle (direction XX) mais il a le filetage intérieur 21 et extérieurement le suiveur 5. Le côté intérieur de l'écrou et son côté extérieur sont confondus c'est-à-dire séparés d'une épaisseur nulle dans la direction YY de sorte que cet écrou théorique se limite finale- ment à un arceau ayant intérieurement un filetage 21 engrenant avec le filetage 11 de la vis 1 et extérieurement un suiveur 5 engagé dans la came 4. Cela signifie aussi que le suiveur 5 est à la fois dans la came 4 et sur le filetage 21. Le filetage de la vis pousse (ou tire) l'écrou 2 en coopérant avec son filetage 21 et pour les besoins de l'explication du fonctionnement on considère un écrou théorique, bloqué en rotation et un écrou libre dont la rotation est asservie ou guidée par la coopération du suiveur 5 avec la came 4. Si l'on suppose que les deux écrous sont entraînés par la même vis 1 à partir de l'origine 0 de l'axe OX : l'écrou bloqué en rotation est poussé par le filetage de la vis 1 et se déplace le long de l'axe OX comme le point M et le développement (F) du filetage passant par le point M, l'écrou non bloqué en rotation mais asservi en rotation par le sui- veur 6 dans la came 4 est entraîné par ce même filetage en parallèle à l'écrou bloqué. Mais comme il est asservi en rotation, pendant sa translation commandée par la vis 1 il effectue un mouvement de rotation dans un sens ou dans l'autre. Ce mouve- ment de rotation se traduit par un vissage / dévissage de l'écrou sur le filetage 11 de la vis 1 de sorte que suivant le sens de rotation ainsi imposé à l'écrou par cet asservissement, l'écrou sera en avance ou en retard par rapport à la position de l'écrou bloqué en rotation (point M). Ce mouvement de rotation est imposé par la position P du suiveur 5 porté par l'écrou sur la came CC (4) et, qui, sur l'axe de déplacement est représenté par la position PO, projection du point P sur cet axe. Partant d'une position initiale des deux écrous à l'origine 0 (filetage FO) le filetage F (21) « avance » sur l'axe OX du fait de la rota- tion de la vis 1. La vis 1 pousse simultanément : l'écrou bloqué en rotation représenté par le point M sur l'axe OX (puisque l'écrou bloqué ne peut que se déplacer selon l'axe OX) et l'écrou asservi par le suiveur 5 à la came 4 c'est-à-dire l'écrou re- présenté par son suiveur 5 qui est le point P sur la courbe CC. En résumé : la courbe CC impose à l'écrou poussé par la vis un autre mouvement de translation suivant l'axe OX que le mouvement imposé à l'écrou bloqué en rotation (M). De façon simple, l'engrènement de l'écrou 2 sur la vis 1 déplace l'écrou 2 et donc son filetage 21, c'est-à-dire son dévelop- pement F à la figure 2. Or, dans le cas théorique ci-dessus d'un écrou d'épaisseur nulle, le suiveur 5 se trouve par « transparence » sur le filetage 21 et par engagement mécanique sur la came 4. Le dispositif selon l'invention assure donc une conversion de mouvements. Cette conversion résulte de la forme de la came 4 (CC). De manière plus explicite, pour l'exemple de la courbe CC, l'écrou effectue des rotations qui génèrent une composante de translation « négative » se retranchant de la composante « posi- tive » produite par le seul filetage F (11) de la vis 1. Pour la courbe CC', l'écrou effectue des rotations « positives » qui génèrent une composante de translations « positives » s'ajoutant à la composante de translation positive générée par le filetage F de la vis 1. Le convertisseur de mouvements selon l'invention convertit le mouvement pour un certain déplacement. Il ne s'agit pas d'un convertisseur de mouvements fonctionnant de manière continue. Il ne peut fonctionner que de manière réversible puisque la longueur du dispositif est nécessairement limitée et qu'en fin de course du suiveur 5 dans la came 4, le mouvement doit être in- versé pour revenir par exemple à l'origine 0 de la courbe CC ou dans une position intermédiaire. Ce convertisseur de mouvements convient pour des dispositifs fonctionnant de manière occasionnelle ou périodique et nécessitant une variation de mouvements.30 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Vis 2 Ecrou 3 Manchon 4 Came 5 Suiveur 11 Filetage de la vis 21 Filetage de l'écrou 100 Dispositif de conversion de mouvement XX Axe du dispositif convertisseur de mouvement CC, CC' Développement de la came F développement du filetage de la vis au point courant M Point courant de la vis P Point courant / position du suiveur Po Projection de P sur l'axe XX20 REVENDICATIONS1°) Dispositif convertisseur de mouvement entre un organe moteur et un organe récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend : une vis (1) d'axe de rotation XX, bloquée en translation et entraînée en rotation de manière réversible, un écrou (2) engrenant avec la vis (1) et relié en translation (22) à l'organe récepteur (R), un manchon concentrique (3), entourant co-axialement l'écrou (2) et bloqué en rotation et en translation, une liaison par une came (4) et un suiveur (5) entre l'écrou (2) et le manchon (3) dont l'un porte la came (4)définissant le profil de conversion de mouvement et l'autre élément porte le suiveur (5) engagé dans la came (4). 2°) Dispositif convertisseur de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (4) est réalisée dans le manchon (3) et le suiveur (5) est porté par l'écrou (2). 3°) Dispositif convertisseur de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (4) est un segment de courbe. 25