Brevet FR3083816A1 — publié le 20200117

Système d'entraînement d'un écran et installation comprenant un tel système L'invention concerne un système d'entraînement d'un écran, en particulier d'un écran enroulable. L'invention concerne également une installation de fermeture, d'occultation ou de protection solaire comprenant un tel système d'entraînement. De manière classique, une installation de fermeture, d'occultation ou de protection solaire comprend un écran déplaçable entre deux positions dites de fin de course, en particulier un écran enroulable, tel qu'un un tablier souple, par exemple un tablier formé par des lames articulées entre elles dans le cas d'un volet roulant ou une toile de store. L'installation comprend également un arbre d'enroulement, par exemple un tube d'enroulement sur lequel est fixé et s'enroule l'écran enroulable ou un arbre sur lequel s'enroule un cordon ou une lacette de l'écran. L'installation comprend également un système d'entraînement comprenant un actionneur comprenant un moteur électrique, l'actionneur entraînant l'arbre d'enroulement en rotation pour déployer ou replier l'écran. Celui-ci est donc déplacé en regard d'une ouverture afin d'obturer sélectivement celle-ci. Le poids de cet écran (poids du tablier lui-même ou poids d'une barre dite « barre de charge » lestée, destinée à faciliter la descente d'une toile, sous l'effet du poids combiné de la toile et de la barre de charge) exerce sur le système d'entraînement un couple variable, notamment en fonction de la position de cet écran. Dans une installation classique, le déroulement ou la descente de l'écran se faisant sous l'effet du poids de la partie déroulée de l'écran, la consommation électrique est minimale. En revanche, les efforts pour enrouler ou remonter l'écran sont conséquents et donc pénalisent la consommation électrique globale de l'installation. La présente invention a pour but de réaliser une installation de fermeture, d'occultation ou de protection solaire, tel que définie plus haut, dont la consommation électrique est faible, dans laquelle par exemple, l'actionneur est alimenté par une source de courant autonome, par exemple par des piles ou des batteries. Il est connu dans l'art antérieur, pour diminuer la consommation électrique d'un système d'entraînement d'écran, d'utiliser des ressorts dits "de compensation" pour compenser au moins partiellement le couple variable créé par le tablier. Un tel ressort de compensation permet de transmettre un couple entre le moteur électrique de l'actionneur et l'arbre d'enroulement, ce ressort étant cinématiquement relié, par l'une de ses extrémités, avec une structure fixe et, par son autre extrémité, avec une partie mobile reliée à l'écran, en particulier reliée à l'arbre d'enroulement. Le ressort de compensation a pour but d'accompagner le motoréducteur formant l'actionneur pendant la 2 remontée d'une toile ou d'un autre type d'écran. En particulier, lors d'au moins une partie de la descente de l'écran, le ressort est mis sous contrainte. L'énergie accumulée est alors libérée lors d'au moins une partie de la phase de repli de l'écran. Pour qu'une installation fonctionne correctement, il est nécessaire que l'effort de 5 compensation exercé par le ressort soit adapté au couple développé par l'écran qui influe sur les moyens d'entraînement. Ce couple est fonction des paramètres relatifs au système d'entraînement de l'écran, par exemple le diamètre d'enroulement, les dimensions de l'écran, son poids spécifique et sa position par rapport à l'ouverture. Les paramètres du ressort de compensation, notamment la longueur de fil et/ou le nombre de spires, sont 10 déterminés en fonction des paramètres paramètres relatifs au système d'entraînement de l'écran. De plus, pour permettre un meilleur équilibrage du système d'entraînement, des moyens de réglage de la contrainte initiale d'un ressort de compensation peuvent être prévus. Lors de l'installation du système d'entraînement, le moteur électrique lui-même peut servir pour précontraindre le ressort de compensation, afin de régler le point 15 d'équilibre de l'écran. Ce point d'équilibre est préférentiellement prévu en un point différentié des positions de fin de course de l'écran, par exemple à mi-course de l'écran. Au fur et à mesure que le ressort de compensation est mis sous contrainte, c'est-à-dire s'enroule sur lui-même et que son diamètre diminue, il s'allonge. Dans les systèmes connus, on prévoit donc à l'installation d'étirer le ressort afin de prévoir un 20 espace suffisant pour sa configuration complètement enroulée. Dans ce cas, la longueur du ressort de compensation installé est supérieure à sa longueur au repos et les spires du ressort de compensation installé sont non jointives. Cette solution n'est pas entièrement satisfaisante car dans ce cas le ressort n'est pas maintenu, est instable et génère du bruit. En effet, en particulier dans la configuration où le ressort de compensation est 25 installé autour de l'actionneur et à l'intérieur d'un tube d'enroulement, l'espace radial pour l'allongement ou le déplacement des spires par rapport à l'axe du tube d'enroulement est très limité. Un contact entre les spires du ressort et l'actionneur et/ou le tube d'enroulement génère du bruit en fonctionnement, ce qui est inacceptable. C'est à ces inconvénients qu'entend remédier l'invention en proposant un nouveau 30 système d'entraînement dont le ressort de compensation permet de meilleures performances et une réduction du bruit. A cet effet l'invention concerne un système d'entraînement d'un écran, comprenant un actionneur destiné à entraîner en rotation un arbre d'enroulement associé à l'écran, et un ressort de compensation. Ce système est caractérisé en ce que le ressort de 35 compensation comprend une première série de spires ayant un premier écartement et au 3 moins une deuxième série de spires ayant un second écartement dont la valeur est supérieure à la valeur du premier écartement. Grâce à l'invention, le ressort de compensation avec spires espacées permet d'absorber l'allongement du ressort sous l'action du couple, tout en supprimant les 5 problèmes de bruit engendrés par la déformation incontrôlable du ressort, sans ajout de pièces supplémentaires. Cela permet également de loger le ressort autour d'un tube contenant des batteries, où il y a peu d'espace, et de gagner de la place en longueur. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel système d'entraînement peut incorporer une ou plusieurs des caractérisitiques suivantes, prises 10 selon toute combinaison techniquement admissible : - La longueur du ressort de compensation au repos est supérieure à la longueur du ressort de compensation lorsque celui-ci est installé dans le système d'entraînement. - L'écartement des spires de la seconde série vaut au moins 105% de l'écartement des spires de la première série. 15 - L'écartement des spires de la seconde série est augmenté d'au moins 1 mm par rapport à l'écartement des spires de la première série. - La deuxième série de spires est située à l'une des extrémités du ressort de compensation parmi une première extrémité fixée à une première partie fixe du système d'entraînement et une deuxième extrémité fixée à une deuxième partie mobile en rotation 20 du système d'entraînement. - La deuxième série de spires est située à distance des extrémités du ressort de compensation parmi une première extrémité fixée à une première partie fixe du système d'entraînement et une deuxième extrémité fixée à une deuxième partie mobile en rotation du système d'entraînement. 25 - L'écartement de la première série de spires est nul, les spires étant jointives. - Le ressort de compensation comprend plusieurs séries de spires dont l'écartement est supérieur à l'écartement des spires de la première série. - Le ressort de compensation comprend une première extrémité fixée sur une pièce d'accroche montée sur un carter tubulaire de l'actionneur et une deuxième extrémité fixée 30 à un arbre de sortie de l'actionneur, ou à une roue d'entraînement entraînée par l'arbre de sortie, destinés à être fixés à l'arbre d'enroulement. L'invention concerne également une installation de fermeture, d'occultation ou de protection solaire, comprenant un écran, un arbre d'enroulement associé à l'écran et un système d'entraînement tel que mentionné ci-dessus. 4 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé : - La figure 1 est une vue schématique d'une installation de fermeture, d'occultation 5 ou de protection solaire comprenant un système d'entraînement conforme à l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective d'un système d'entraînement conforme à l'invention ; - La figure 3 est une vue latérale schématique d'un ressort de compensation de la 10 du système d'entraînement de la figure 1 au repos ; - La figure 4 est une vue similaire à la figure 3, dans une configuration montée du ressort de compensation. La figure 1 représente un système d'entraînement 1 d'un écran 6, notamment un écran enroulable, tel qu'un volet roulant, monté dans un encadrement d'une ouverture de 15 porte ou de fenêtre d'un bâtiment. Le système d'entraînement 1 comprend un actionneur 3 destiné à entraîner en rotation un arbre d'enroulement 5 sous forme d'un tube d'enroulement de l'écran enroulable 6, et un ressort de compensation 7 transmettant à l'arbre d'enroulement 5 un couple délivré par l'actionneur 3. L'écran 6, l'arbre d'enroulement 5 et le système d'entraînement 1 forment une installation de fermeture, 20 d'occultation ou de protection solaire 200. L'installation 200 comprend également un châssis 4, supportant l'arbre d'enroulement 5. On définit un axe central X ou axe de référence du système d'entraînement 1, qui est un axe longitudinal de l'arbre d'enroulement 5, de l'actionneur 3 et du ressort de compensation 7 en configuration assemblée. Dans ce qui suit, les termes « axial » et 25 « radial » sont employés en référence à cet axe central X. L'actionneur 3 est monté au moins partiellement à l'intérieur du tube d'enroulement 5 et entraîne celui-ci en rotation par l'intermédiaire d'une pièce de liaison ou roue d'entraînement 34. Le tube d'enroulement 5 est monté avec possibilité de rotation dans le châssis 4 par l'intermédiaire de paliers ou roulements 42, 44. L'actionneur 3 est disposé 30 également le long de l'axe de référence X. Il comprend une enveloppe ou carter tubulaire 30, et logé dans le carter tubulaire 30, un ensemble d'alimentation 24, comprenant par exemple des accumulateurs ou des piles d'alimentation 26, une unité électronique de pilotage 31, un moteur électrique 33, ainsi qu'un réducteur et un frein (non représentés). Alternativement, l'ensemble d'alimentation 24 peut être logé dans un deuxième carter 35 tubulaire, connecté au carter tubulaire 30 dans laquelle se trouve le moteur électrique 33. 5 Le ressort de compensation 7, travaillant en torsion autour de l'axe de référence X, est monté autour du carter tubulaire 30 et agit pour ramener le tube d'enroulement 5 vers une position enroulée. Le moteur électrique 33 de l'actionneur 3 présente un stator 37 fixe par rapport au 5 carter 30, et un rotor 38 entraînant, par l'intermédiaire du réducteur, un arbre de sortie 32, qui entraîne le tube d'enroulement 5 par l'intermédiaire de la roue 34 fixée en rotation sur l'arbre de sortie 32 et sur le tube d'enroulement 5. L'unité électronique de pilotage 31 assure le fonctionnement du moteur électrique 33 en mettant en relation, selon les ordres de déplacement reçus, l'alimentation électrique des accumulateurs ou piles 26 et le 10 moteur électrique 33. Dans ce mode de réalisation, l'actionneur 3 comporte une tête 36, fermant une extrémité du carter 30, et qui fait saillie à l'extérieur du tube d'enroulement 5. La tête 36 de l'actionneur permet le support de l'actionneur 3 et par conséquent du tube d'enroulement 5 au niveau d'une partie fixe du bâtiment. Elle permet de plus la reprise de couple en sortie d'actionneur. Elle peut être pourvue d'une trappe d'accès (non 15 représentée) aux accumulateurs ou piles contenues dans le carter tubulaire 30. Une pièce d'accroche 9 est située sur le carter tubulaire 30 et fixée en rotation et en translation par rapport au carter tubulaire 30. La première extrémité 73 du ressort de compensation 7 est donc reliée à une partie fixe de l'actionneur 3, par le biais de la pièce d'accroche 9, tandis que la seconde extrémité 74 est reliée à une partie rotative de 20 l'actionneur 3 ou à l'arbre d'enroulement 5. Le ressort de compensation 7, représenté de manière schématique sur les figures 3 et 4, peut être constitué de façon connue par un ou plusieurs éléments élastiques, comme des ressorts de torsion, positionnés en série ou en parallèle, pour obtenir les caractéristiques souhaitées en termes d'allongement et de raideur. Le ressort de 25 compensation 7 est fixé à des points de fixation du système d'entraînement 1: d'une part par une première extrémité 73 à la pièce d'accroche 9 et d'autre part par une deuxième extrémité 74 à la roue d'entraînement 34 du tube d'enroulement 5, elle-même solidaire du tube d'enroulement 5. En variante la deuxième extrémité peut être fixée à l'arbre de sortie 32. 30 On note L7 la longueur du ressort de compensation 7 au repos, prise selon la direction de l'axe de référence X. On notre L4, la longueur entre la roue d'entraînement 34 et la pièce d'accroche 9 selon la même direction. Cette longueur L4 correspond sensiblement à la longueur du ressort de compensation comprimé. On note L3 la longueur de l'actionneur prise selon la même direction. Les longueurs L7 et L4 sont inférieures à la 35 longueur L3 et le ressort de compensation 7 ne fait pas sensiblement saillie au-delà des 6 extrémités de l'actionneur 3, ce qui confère au sous-ensemble actionneur un caractère compact et monolithique simplifiant sa manipulation et permettant des gains de temps en installation. La longueur L7 du ressort de compensation 7 au repos ainsi que la longueur L4 du 5 ressort de compensation 7 installé sont définies à partir des paramètres de l'installation 200. En particulier, le ressort de compensation 7 est défini par un ou plusieurs des paramètres statiques suivant : - une valeur de module d'Young, qui caractérise l'élasticité longitudinale du fil de ressort, 10 - le diamètre de fil de ressort, - le diamètre externe à l'état libre ou l'état de repos, - le diamètre interne à l'état libre ou l'état de repos, - le diamètre moyen à l'état libre ou l'état de repos, - le nombre de spires, 15 - la longueur de fil, - la longueur du ressort à l'état libre L7, - la raideur du ressort. Certains de ces paramètres statiques sont des paramètres d'entrée, à partir desquels d'autres paramètres statiques, ou paramètres de sortie, sont définis. 20 Le ressort de compensation 7 est également défini par des paramètres dynamiques, ou paramètres relatifs au couple, parmi lesquels : - le nombre de tours au couple, qui définit notamment le nombre de tours d'arbre d'enroulement nécessaire au déploiement de l'écran 6 sur l'ensemble de sa course, - l'angle au couple, 25 - le diamètre externe au couple, - le diamètre interne au couple, - le diamètre moyen au couple, - l'augmentation de longueur au couple, - la longueur du ressort au couple, 30 - le couple, - la contrainte au couple. Lorsque le système d'entraînement 1 est en configuration de fonctionnement, une rotation du moteur électrique entraîne une rotation de la roue d'entraînement 34 et une modification du couple appliqué au ressort de compensation 7, puisque sa deuxième 35 extrémité 74 tourne autour de l'axe de référence X avec la roue d'entrainement 34 alors 7 que sa première extrémité 73 demeure fixe par rapport au carter tubulaire 30 de l'actionneur 3 qui est lui-même fixe par rapport à l'axe de référence X. La modification du couple appliqué au ressort de compensation 7 modifie son allongement, ce qui a pour effet une modification du diamètre des spires et de 5 l'écartement entre les spires qui le constituent, vu que l'écartement entre les deux extrémités 73 et 74 du ressort de compensation 7 est fixe. En particulier, lorsque le ressort de compensation 7 est contraint (c'est-à-dire qu'il s'enroule sur lui-même), sa longueur augmente et lorsque la contrainte est relâchée, la longueur du ressort de compensation 7 diminue. 10 Ces variations de longueur doivent être prises en compte lors du dimensionnement du ressort de compensation 7 pour que celui-ci soit adapté à l'installation 200 de fermeture, d'occultation ou de protection solaire. A cet effet, le ressort de compensation 7 comprend une première série de spires 70, dites spires jointives, ayant au repos un premier écartement E70 et au moins une 15 deuxième série de spires 72, dites spires non jointives, ayant au repos un second écartement E72 dont la valeur est supérieure à la valeur du premier écartement E70. Les écartements E70 et E72 sont pris le long de l'axe central X. Par supérieur, on entend que l'écartement E72 vaut au moins 105% de l'écartement E70 ou bien que l'écartement E72 est augmenté d'au moins 1 mm par rapport à l'écartement E70. 20 Lors de l'installation du ressort de compensation 7 par rapport au système d'entraînement 1, le ressort de compensation 7 est comprimé axialement, de sorte à rapprocher les spires non jointives 72 les unes des autres. Ainsi, la longueur L4 du ressort de compensation 7 installé est inférieure à la longueur L7 du ressort de compensation 7 au repos. Cette compression crée des efforts axiaux en direction des points de fixation 25 des extrémités 73 et 74 du ressort de compensation 7. Ces efforts axiaux ont également pour conséquence de créer des efforts sur les spires jointives 70, rapprochant celle-ci les unes des autres. Le rapprochement des spires jointives 70 rigidifie le ressort de compensation 7, ce qui limite les débattements et le bruit engendré lors des rotations de l'arbre d'enroulement 5. 30 En effet, plus le ressort de compensation 7 est rigide axialement, plus il est rigide radialement et on évite ainsi des déformations incontrolables du ressort de compensation 7 par effet d'ondulation. Le ressort de compensation 7 avec spires espacées permet par ailleurs d'absorber l'allongement du ressort de compensation 7 sous l'effet du couple généré par l'actionneur 35 3. 8 Dans cet exemple, la deuxième série de spires 72 est située à l'une des extrémités du ressort de compensation 7. Dans le cas d'espèce, l'écartement E70 de la première série de spires 70 est nul, les spires 70 étant jointives. En variante non représentée, l'écartement E70 peut être non 5 nul. La deuxième série de spires 72 s'étend sur une longueur L72 du ressort de compensation 7 qui est déterminée par une fraction de la longueur totale L du ressort de compensation 7. Les longueurs L72 et L sont prises le long de l'axe central X. Le nombre de spires jointives 70 et le nombre de spires non jointives 72 est déterminé, par exemple 10 à l'aide d'un logiciel de calcul, en fonction de l'encombrement, de la précontrainte axiale, de l'allongement du ressort sur le nombre de tours maximum, de la longueur minimale prise par les spires lorsque celles-ci sont totalement comprimées les unes sur les autres et d'une marge. En variante non représentée, la deuxième série de spires 72 peut être située à 15 distance des extrémités du ressort de compensation 7. Selon une autre variante non représentée, le ressort de compensation 7 peut comprendre plusieurs séries de spires 72 dont l'écartement E72 est supérieur à l'écartement des spires 70 de la première série. Ces séries de spires 72 espacées supplémentaires peuvent être positionnées à différents endroits le long de l'axe central X. 20 L'ensemble des spires jointives 70 et non jointives 72 participe à la compensation du système d'entraînement 1, ce qui fait qu'il n'y a pas de spires dites perdues. Eventuellement une ou deux spires nécessaires au positionnement des extrémités 73 et 74 du ressort de compensation 7 au niveau des points de fixation peuvent être prévues et sont donc considérées comme des spires perdues, en particulier parce qu'elles sont 25 contraintes en diamètre par la pièce d'accroche 9 ou la roue d'entraînement 34. L'invention permet la réduction du bruit du système d'entraînement 1, d'éviter la perte de spires, de mieux contrôler la déformation du ressort de compensation 7. Cette solution permet également une accroche plus simple du ressort de compensation 7. En effet, du fait de la contrainte axiale en direction des points de fixation des extrémités du 30 ressort de compensation 7, les deux extrémités 73 et 74 peuvent donc être de simples portions repliées du ressort de compensation 7, qui viennent se loger dans des logements prévus de la pièce d'accroche 9 et de la roue d'entrainement 34. Ces logements présentent une direction principale parallèle à l'axe de référence X. Le ressort de compensation 7 à différentes séries de spires n'implique pas ou peu 35 de surcoût de fabrication. La quantité de matière est similaire à celle nécessaire pour un 9 ressort de compensation réalisé selon les principes de l'état de la technique. Tout au plus est-il nécessaire de réaliser un nettoyage ou traitement de surface adapté, notamment des spires jointives, pour que celles-ci puissent coulisser les unes par rapport aux autres. Le ressort de compensation 7 à différentes séries de spires répond aux contraintes 5 d'encombrement radial et de longueur de fil dans le domaine des installations de fermeture, d'occultation REVENDICATIONS1. Système d'entraînement (1) d'un écran (6), comprenant un actionneur (3) destiné à entraîner en rotation un arbre d'enroulement (5) associé à l'écran (6), et un ressort de compensation (7), caractérisé en ce que le ressort de compensation (7) comprend une première série de spires (70) ayant un premier écartement (E70) et au moins une deuxième série de spires (72) ayant un second écartement (E72) dont la valeur est supérieure à la valeur du premier écartement (E70). 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur (L7) du ressort de compensation (7) au repos est supérieure à la longueur (L4) du ressort de compensation (7) lorsque celui-ci est installé dans le système d'entraînement (1). 3. Système d'entraînement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'écartement (E72) des spires (72) de la seconde série vaut au moins 105% de l'écartement (E70) des spires (70) de la première série. 4. Système d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écartement (E72) des spires (72) de la seconde série est augmenté d'au moins 1 mm par rapport à l'écartement (E70) des spires (70) de la première série. 5. Système d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième série de spires (72) est située à l'une des extrémités du ressort de compensation (7) parmi une première extrémité (73) fixée à une première partie fixe (9) du système d'entraînement (1) et une deuxième extrémité (74) fixée à une deuxième partie (34) mobile en rotation du système d'entraînement (1). 6. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième série de spires (72) est située à distance des extrémités du ressort de compensation (7) parmi une première extrémité (73) fixée à une première partie (9) fixe du système d'entraînement (1) et une deuxième extrémité (74) fixée à une deuxième partie (34) mobile en rotation du système d'entraînement (1). 11 7. Système d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écartement (E70) de la première série de spires (70) est nul, les spires (70) étant jointives. 5 8. Système d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort de compensation (7) comprend plusieurs séries de spires (72) dont l'écartement (E72) est supérieur à l'écartement (E70) des spires (70) de la première série. 10 9. Système d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort de compensation (7) comprend une première extrémité (73) fixée sur une pièce d'accroche (9) montée sur un carter tubulaire (30) de l'actionneur (3) et une deuxième extrémité (74) fixée à un arbre de sortie (32) de l'actionneur (3), ou à une roue d'entraînement (34) entraînée par l'arbre de sortie (32), destinés à être fixés à l'arbre 15 d'enroulement (5). 10. Installation de fermeture, d'occultation ou de protection solaire, comprenant un écran (6), un arbre d'enroulement (5) associé à l'écran (6) et un système d'entraînement (1) selon l'une des revendications précédentes. 20