Brevet FR3160000A1 — publié le 20250912

ACTIONNEUR LINÉAIRE À INDEXATION INTERNE Actionneur linéaire (1) comprenant une vis à rouleaux satellites (5) dont l’élément d’écrou (7) est indexé en rotation par rapport à un bâti (2) au moyen d’un axe longitudinal (12) fixe sur lequel est disposé l’élément d’écrou (7) à coulissement. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 ACTIONNEUR LINÉAIRE À INDEXATION INTERNE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne le domaine des actionneurs linéaires. On connaît un actionneur linéaire AL tel que partiellement illustré sur la FIG. 1 , comportant une vis à rouleaux satellites VRS. La vis à rouleaux satellites VRS comporte une douille longitudinale DOL à filetage interne (non représenté ici), conformée pour être entraînée en rotation par les moyens d’entraînement motorisés selon deux sens de rotation opposés autour d’une direction longitudinale DL. La vis à rouleaux satellites VRS comporte également un élément d’écrou EC disposé à l’intérieur de la douille longitudinale DOL et comportant une pluralité de rouleaux satellites RS s’engrenant extérieurement avec le filetage interne de la douille longitudinale DOL. Ledit élément d’écrou EC est solidaire d’une tige d’actionnement TA et est couplé en rotation avec la tige d’actionnement TA. Pour que l’élément d’écrou EC et la tige d’actionnement TA se déplacent sous l’effet d’une rotation (dans un sens ou dans l’autre) de la douille longitudinale DOL, l’élément d’écrou EC est immobilisé (ou indexé) en rotation autour de la direction longitudinale DL. Cette indexation est réalisée par l’intermédiaire de la tige d’actionnement TA qui comporte, à son extrémité distale ED, un organe distal OD à section transversale non circulaire. La coopération par vissage entre la douille longitudinale DOL et l’élément d’écrou EC nécessite une lubrification importante. L’organe distal OD comporte pour cela un canal transversal CT d’amenée de lubrifiant pour introduire un lubrifiant depuis l’extérieur dans un canal central CC de la tige d’actionnement TA et jusque dans la zone occupée par les rouleaux satellites RS. Un premier inconvénient est le fait de devoir assurer une indexation seulement indirecte de l’élément d’écrou EC, qui contraint la conception de l’élément actionné par la tige d’actionnement TA. Un autre inconvénient est que des moyens d’amenée de lubrifiant doivent suivre les mouvements de va-et-vient de la tige d’actionnement TA. Une alternative a consisté à prévoir une tige d’actionnement TA présentant elle-même une section transversale non circulaire permettant son indexation en rotation par rapport au bâti de l’actionneur linéaire. Dans cette alternative toutefois, en raison de la surface de contact qui est non circulaire, il n’est pas possible d’assurer une étanchéité satisfaisante autour de la tige d’actionnement TA (en sortie du bâti) au moyen d’un joint venant en appui sur la tige d’actionnement. Un problème proposé par la présente invention est de fournir un actionneur linéaire ne nécessitant pas d’indexation indirecte (via l’élément actionné par la tige d’actionnement). Un autre problème proposé par l’invention est de permettre une lubrification satisfaisante de la liaison filetée entre la douille longitudinale et l’élément d’écrou sans avoir à suivre le va-et-vient de la tige d’actionnement. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose un actionneur linéaire comprenant : - un bâti s’étendant selon une direction longitudinale entre une première extrémité dite proximale et une deuxième extrémité dite distale, - une tige d’actionnement déplaçable linéairement selon la direction longitudinale, entre une position de retrait dans laquelle la tige d’actionnement dépasse au-delà de la deuxième extrémité du bâti selon une première longueur, et au moins une position d’extension dans laquelle la tige d’actionnement dépasse au-delà de la deuxième extrémité du bâti selon une deuxième longueur supérieure à la première longueur, - des moyens d’entraînement motorisés, - une douille longitudinale à filetage interne, conformée pour être entraînée en rotation par les moyens d’entraînement motorisés selon deux sens de rotation opposés autour de la direction longitudinale, - un élément d’écrou disposé à l’intérieur de la douille longitudinale s’engrenant extérieurement avec le filetage interne de la douille longitudinale, ledit élément d’écrou étant solidaire de la tige d’actionnement et couplé en rotation avec la tige d’actionnement ; selon l’invention : - l’élément d’écrou comporte un passage longitudinal traversant à section transversale interne non circulaire, - l’actionneur linéaire comporte un axe longitudinal s’étendant entre une première extrémité et une deuxième extrémité, couplé en rotation et en translation selon sa première extrémité à l’extrémité proximale du bâti, et engagé dans le passage longitudinal traversant de l’élément d’écrou selon un tronçon d’engagement présentant une section transversale externe conformée pour coopérer avec la section transversale du passage longitudinal traversant de l’élément d’écrou pour s’opposer à toute rotation de l’élément d’écrou autour de la direction longitudinale. L’axe longitudinal, fixe par rapport au bâti, permet ainsi d’immobiliser en rotation l’élément d’écrou autour de la direction longitudinale par coopération avec la section transversale du passage longitudinal traversant de l’élément d’écrou. Une indexation en rotation indirecte de l’élément d’écrou, par l’intermédiaire de la tige d’actionnement, n’est ainsi plus nécessaire. Avantageusement, l’élément d’écrou peut comporter une pluralité de rouleaux satellites s’engrenant extérieurement avec le filetage interne de la douille longitudinale. L’actionneur linéaire est alors pourvu d’une vis à rouleaux satellites lui procurant une bonne compacité et lui permettant de supporter des efforts importants lors de son fonctionnement. De préférence, le passage longitudinal traversant de l’élément d’écrou peut présenter une section transversale interne sensiblement complémentaire à la section transversale externe du tronçon d’engagement de l’axe longitudinal. Pour une bonne compacité, la tige d’actionnement peut comporter un logement intérieur apte à recevoir à coulissement la deuxième extrémité de l’axe longitudinal selon une partie au moins dudit tronçon d’engagement. En pareil cas, pour limiter les éventuels frottements entre le tronçon d’engagement et la tige d’actionnement, le logement intérieur de la tige d’actionnement peut être cylindrique, avec une section transversale présentant des dimensions supérieures à la dimension la plus grande de la section transversale dudit tronçon d’engagement, et agencé pour éviter tout contact latéral avec ledit tronçon d’engagement. De préférence, l’axe longitudinal peut comporter : - un passage longitudinal interne ménagé depuis sa première extrémité et s’étendant longitudinalement jusqu’au tronçon d’engagement, - un passage transversal ménagé dans le tronçon d’engagement et mettant en communication le passage longitudinal interne avec le volume extérieur situé autour du tronçon d’engagement de l’axe longitudinal, de sorte que des moyens d’amenée de lubrifiant permettent d’introduire un lubrifiant depuis l’extérieur du bâti dans le passage longitudinal interne jusque dans la zone d’engrènement entre la douille longitudinale et l’élément d’écrou. On peut ainsi amener un lubrifiant jusqu’aux rouleaux satellites par des moyens qui ne sont pas soumis aux mouvements de la tige d’actionnement. Avantageusement, on peut prévoir que : - un passage transversal est ménagé dans l’élément d’écrou depuis le passage longitudinal traversant, - ledit passage transversal est conformé de façon à venir en correspondance du passage transversal ménagé dans le tronçon d’engagement afin d’assurer un cheminement du lubrifiant depuis le tronçon d’engagement jusque vers la zone d’engrènement entre la douille longitudinale et l’élément d’écrou. Avantageusement, on peut prévoir que : - la tige d’actionnement coulisse dans l’extrémité distale du bâti selon un tronçon de coulissement cylindrique à section transversale circulaire, - le bâti comprend des moyens d’étanchéité comportant un joint annulaire disposé au contact dudit tronçon de coulissement selon une surface de contact au moins sensiblement circulaire et de préférence selon une surface de contact sensiblement cylindrique à section transversale circulaire. On peut ainsi assurer une étanchéité satisfaisante autour de la tige d’actionnement, notamment pour s’opposer à la fuite de lubrifiant. DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : FIG. 1 La FIG. 1 est une vue partielle et schématique en coupe longitudinale d’un actionneur linéaire selon l’art antérieur ; FIG. 2 La FIG. 2 est une vue partielle et schématique en coupe longitudinale d’un mode de réalisation particulier d’actionneur linéaire selon la présente invention, avec une tige d’actionnement disposée dans une position de retrait ; FIG. 3 La FIG. 3 est une vue partielle et schématique en coupe longitudinale de l’actionneur linéaire de la FIG. 2 , avec une tige d’actionnement disposée dans une position intermédiaire ; FIG. 4 La FIG. 4 est une vue partielle et schématique en coupe longitudinale de l’actionneur linéaire de la FIG. 2 , avec une tige d’actionnement disposée dans une position d’extension ; FIG. 5 La FIG. 5 est une vue schématique en perspective et en coupe longitudinale partielle d’un élément d’écrou et d’une douille filetée de l’actionneur linéaire de la FIG. 2 ; FIG. 6 La FIG. 6 est une vue schématique en coupe transversale d’un élément d’écrou et d’une douille filetée de l’actionneur linéaire de la FIG. 2 ; et FIG. 7 La FIG. 7 est une vue schématique en perspective d’une partie de l’actionneur linéaire de la FIG. 2 . DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Lorsque des références numériques identiques sont utilisées dans plusieurs figures, modes de réalisation ou variantes de l'invention, ces références numériques désignent des éléments identiques ou similaires dans chacun(e) des figures, modes de réalisation ou variantes. Sur les figures 2 à 7 est illustré de façon schématique un mode de réalisation particulier d’actionneur linéaire 1 selon la présente invention. Cet actionneur linéaire 1 comprend : - un bâti 2 s’étendant selon une direction longitudinale I-I entre une première extrémité 2a dite proximale et une deuxième extrémité 2b dite distale, - une tige d’actionnement 3 déplaçable linéairement selon la direction longitudinale I-I entre une position de retrait ( FIG. 2 ), dans laquelle la tige d’actionnement 3 dépasse au-delà de la deuxième extrémité 2b du bâti 2 selon une première longueur L1, et au moins une position d’extension ( FIG. 4 ), dans laquelle la tige d’actionnement 3 dépasse au-delà de la deuxième extrémité 2b du bâti 2 selon une deuxième longueur L2 supérieure à la première longueur L1, - des moyens d’entraînement motorisés 4, - une douille longitudinale 6 à filetage interne 6a (le filetage interne 6a est visible sur la FIG. 5 mais n’est pas représenté sur les autres figures afin de ne pas les compliquer inutilement), conformée pour être entraînée en rotation par les moyens d’entraînement motorisés 4 selon deux sens de rotation opposés autour de la direction longitudinale I-I, - un élément d’écrou 7 disposé à l’intérieur de la douille longitudinale 6 s’engrenant extérieurement avec le filetage interne 6a de la douille longitudinale 6, ledit élément d’écrou 7 étant solidaire de la tige d’actionnement 3 et couplé en rotation avec la tige d’actionnement 3. Ici, les moyens d’entraînement motorisés 4 comprennent un moteur électrique qui est représenté de façon seulement schématique sur les figures 2 à 4. Ledit moteur électrique comprend toutefois, de façon classique, un rotor solidaire de la douille longitudinale et un stator solidaire du bâti 2. Sont également représentés de façon seulement schématique sur les figures 2 à 4 un codeur 9 et un frein électromagnétique 10. Le codeur 9 permet de connaître les paramètres (position angulaire, sens et vitesse de rotation notamment) du mouvement de rotation de la douille longitudinale 6 autour de la direction longitudinale I-I par rapport au bâti 2. Le frein électromagnétique 10 est conformé de façon à stopper la rotation de la douille longitudinale 6 autour de la direction longitudinale I-I en cas de rupture de l’alimentation électrique des moyens d’entraînement motorisés 4. On voit plus particulièrement sur les figures 5 et 6 que l’élément d’écrou 7 comporte une pluralité de rouleaux satellites 8a à 8i s’engrenant extérieurement avec le filetage interne 6a de la douille longitudinale 6. L’actionneur linéaire 1 comprend ainsi une vis à rouleaux satellites 5 comportant la douille longitudinale 6 et l’élément d’écrou 7. On pourrait toutefois en alternative recourir à une vis à billes pour assurer la liaison hélicoïdale entre la douille longitudinale 6 et l’élément d’écrou 7. On voit plus particulièrement sur la FIG. 6 que : - l’élément d’écrou 7 comporte un passage longitudinal 7a traversant à section transversale interne non circulaire, - l’actionneur linéaire 1 comporte un axe longitudinal 12, s’étendant entre une première extrémité 12a et une deuxième extrémité 12b, couplé en rotation et en translation selon sa première extrémité 12a à l’extrémité proximale 2a du bâti 2, et engagé dans le passage longitudinal traversant 7a de l’élément d’écrou 7 selon un tronçon d’engagement 12c présentant une section transversale externe conformée pour coopérer avec la section transversale du passage longitudinal traversant 7a de l’élément d’écrou 7. En l’espèce, le passage longitudinal 7a traversant à section transversale interne non circulaire comprend six rainures longitudinales 11a à 11f s’étendant radialement par rapport à la direction longitudinale I-I. De son côté, le tronçon d’engagement 12c de l’axe longitudinal 12 comprend six nervures longitudinales 13a à 13f qui sont reçues chacune dans l’une des six rainures 11a à 11f. Le passage longitudinal traversant 7a de l’élément d’écrou 7 présente ainsi une section transversale interne sensiblement complémentaire à la section transversale externe du tronçon d’engagement 12c de l’axe longitudinal 12. Les nervures longitudinales 13a à 13f coopèrent ainsi par complémentarité de formes avec les rainures longitudinales 11a à 11f pour s’opposer à toute rotation de l’élément d’écrou 7 autour de la direction longitudinale I-I. Comme il est plus particulièrement visible sur les figures 2 à 4, la tige d’actionnement 3 comporte un logement intérieur 14 apte à recevoir à coulissement la deuxième extrémité 12b de l’axe longitudinal 12 selon une partie au moins dudit tronçon d’engagement 12c. Pour éviter des frottements susceptibles d’interférer avec les mouvements de va-et-vient de la tige d’actionnement 3, le logement intérieur 14 de la tige d’actionnement 3 est cylindrique avec une section transversale présentant des dimensions supérieures à la dimension la plus grande de la section transversale dudit tronçon d’engagement 12c. Ici en pratique, le logement intérieur 14 de la tige d’actionnement 3 est cylindrique à section transversale circulaire selon un diamètre D14 (figures 2 à 4) qui est supérieur au diamètre extérieur D13 défini par les nervures longitudinales 13a à 13f ( FIG. 6 ), et est agencé en alignement pour éviter tout contact latéral avec ledit tronçon d’engagement 12c. Toujours sur les figures 2 à 4, on voit que l’axe longitudinal 12 comporte : - un passage longitudinal interne 12d ménagé depuis sa première extrémité 12a et s’étendant longitudinalement jusqu’au tronçon d’engagement 12c, - un passage transversal 12e ménagé dans le tronçon d’engagement 12c et mettant en communication le passage longitudinal interne 12d avec le volume extérieur situé autour du tronçon d’engagement 12c de l’axe longitudinal 12. Des moyens d’amenée de lubrifiant (non illustrés) peuvent ainsi être connectés au port d’entrée 15 pour introduire un lubrifiant depuis l’extérieur du bâti 2 dans le passage longitudinal interne 12d jusque dans la zone occupée par les rouleaux satellites 8a-8i s’engrenant avec la douille longitudinale 6. Lors de l’utilisation de l’actionneur linéaire, un lubrifiant est injecté par des moyens d’amenée de lubrifiant de façon continue ou intermittente dans le passage longitudinal interne 12d via le port d’entrée 15 fixe. Le lubrifiant est pressurisé dans le passage longitudinal interne 12d et se propage jusqu’à parvenir au passage transversal 12e. Le lubrifiant pénètre alors dans le passage transversal 12e. Lorsque l’élément d’écrou 7 se translate selon la direction longitudinale I-I, il atteint de façon transitoire et intermittente une position intermédiaire de graissage ( FIG. 3 ) dans laquelle un passage transversal 16 ménagé dans l’élément d’écrou 7 vient en correspondance du passage transversal 12e ( FIG. 3 ) : du lubrifiant s’échappe alors du passage transversal 12e vers les rouleaux satellites 8a à 8i en passant à travers le passage transversal 16. On assure ainsi une lubrification satisfaisante de la zone d’engrènement entre la douille longitudinale 6 et l’élément d’écrou 7 (ici assurée au moyen des rouleaux satellites 8a à 8i). On voit plus particulièrement sur la FIG. 7 que : - la tige d’actionnement 3 coulisse dans l’extrémité distale 2b du bâti 2 selon un tronçon de coulissement 3a cylindrique à section transversale circulaire, - le bâti 2 comprend des moyens d’étanchéité 17 comportant un joint annulaire 18 disposé au contact dudit tronçon de coulissement 3a selon une surface de contact au moins sensiblement circulaire et de préférence selon une surface de contact sensiblement cylindrique à section transversale circulaire. En l’espèce, comme on le voit mieux sur les figures 2 à 4, le joint annulaire 18 est un joint à doubles lèvres. Chaque lèvre est disposée au contact dudit tronçon de coulissement 3a selon une surface de contact sensiblement circulaire. Etant rapprochées l’une de l’autre, les deux lèvres procurent une surface de contact sensiblement cylindrique à section transversale circulaire. Lors de l’utilisation de l’actionneur linéaire 1 selon la présente invention, les moyens d’entraînement motorisés 4 entraînent en rotation la douille longitudinale 6 autour de la direction longitudinale I-I. L’élément d’écrou 7 est indexé en rotation autour de la direction longitudinale I-I par l’intermédiaire de l’axe longitudinal 12. La coopération par vissage entre le filetage interne de la douille longitudinale 6 et le filetage externe des rouleaux satellites provoque une translation de l’élément d’écrou 7 selon la direction longitudinale dont le sens dépend du sens de rotation de la douille longitudinale 6. En se déplaçant en translation selon la direction longitudinale I-I, l’élément d’écrou 7 provoque un déplacement en translation de la tige d’actionnement 3 par rapport au bâti 2 afin de déplacer la tige d’actionnement entre ses positions de retrait ( FIG. 2 ) et d’extension ( FIG. 4 ). Le mouvement de la tige d’actionnement 3 est un pur mouvement de translation, sans rotation autour de la direction longitudinale I-I, en raison de l’indexation en rotation de l’élément d’écrou 7 (dont est solidaire la tige d’actionnement 3) par l’axe longitudinal 12. Lorsque l’élément d’écrou 7 passe en position intermédiaire ( FIG. 3 ), le passage transversal 16 ménagé dans l’élément d’écrou 7 vient en correspondance du passage transversal 12e : du lubrifiant s’échappe alors du passage transversal 12e vers les rouleaux satellites 8a à 8i en passant à travers le passage transversal 16 pour assurer une lubrification satisfaisante des rouleaux satellites 8a à 8i. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans la portée des revendications ci-après. Actionneur linéaire (1) comprenant : - un bâti (2) s’étendant selon une direction longitudinale (I-I) entre une première extrémité (2a) dite proximale et une deuxième extrémité (2b) dite distale, - une tige d’actionnement (3) déplaçable linéairement selon la direction longitudinale (I-I) entre une position de retrait, dans laquelle la tige d’actionnement (3) dépasse au-delà de la deuxième extrémité (2b) du bâti (2) selon une première longueur (L1), et au moins une position d’extension, dans laquelle la tige d’actionnement (3) dépasse au-delà de la deuxième extrémité (2b) du bâti (2) selon une deuxième longueur (L2) supérieure à la première longueur (L1), - des moyens d’entraînement motorisés (4), - une douille longitudinale (6) à filetage interne (6a), conformée pour être entraînée en rotation par les moyens d’entraînement motorisés (4) selon deux sens de rotation opposés autour de la direction longitudinale (I-I), - un élément d’écrou (7) disposé à l’intérieur de la douille longitudinale (6) s’engrenant extérieurement avec le filetage interne (6a) de la douille longitudinale (6), ledit élément d’écrou (7) étant solidaire de la tige d’actionnement (3) et couplé en rotation avec la tige d’actionnement (3), caractérisé en ce que : - l’élément d’écrou (7) comporte un passage longitudinal traversant (7a) à section transversale interne non circulaire, - l’actionneur linéaire (1) comporte un axe longitudinal (12) s’étendant entre une première extrémité (12a) et une deuxième extrémité (12b), couplé en rotation et en translation selon sa première extrémité (12a) à l’extrémité proximale (2a) du bâti (2), et engagé dans le passage longitudinal traversant (7a) de l’élément d’écrou (7) selon un tronçon d’engagement (12c) présentant une section transversale externe conformée pour coopérer avec la section transversale du passage longitudinal traversant (7a) de l’élément d’écrou (7) pour s’opposer à toute rotation de l’élément d’écrou (7) autour de la direction longitudinale (I-I). Actionneur linéaire (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément d’écrou (7) comporte une pluralité de rouleaux satellites (8a-8i) s’engrenant extérieurement avec le filetage interne (6a) de la douille longitudinale (6). Actionneur linéaire (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le passage longitudinal traversant (7a) de l’élément d’écrou (7) présente une section transversale interne sensiblement complémentaire à la section transversale externe du tronçon d’engagement (12c) de l’axe longitudinal (12). Actionneur linéaire (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige d’actionnement (3) comporte un logement intérieur (14) apte à recevoir à coulissement la deuxième extrémité (12b) de l’axe longitudinal (12) selon une partie au moins dudit tronçon d’engagement (12c). Actionneur linéaire (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le logement intérieur (14) de la tige d’actionnement (3) est cylindrique, avec une section transversale présentant des dimensions (D14) supérieures à la dimension la plus grande (D13) de la section transversale dudit tronçon d’engagement (12c), et agencée pour éviter tout contact latéral avec ledit tronçon d’engagement (12c). Actionneur linéaire (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’axe longitudinal (12) comporte : - un passage longitudinal interne (12d) ménagé depuis sa première extrémité (12a) et s’étendant longitudinalement jusqu’au tronçon d’engagement (12c), - un passage transversal (12e) ménagé dans le tronçon d’engagement (12c) et mettant en communication le passage longitudinal interne (12d) avec le volume extérieur situé autour du tronçon d’engagement (12c) de l’axe longitudinal (12), de sorte que des moyens d’amenée de lubrifiant permettent d’introduire un lubrifiant depuis l’extérieur du bâti (2) dans le passage longitudinal interne (12d) jusque dans la zone d’engrènement entre la douille longitudinale (6) et l’élément d’écrou (7). Actionneur linéaire (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que : - un passage transversal (16) est ménagé dans l’élément d’écrou (7) depuis le passage longitudinal traversant (7a), - ledit passage transversal (16) est conformé de façon à venir en correspondance du passage transversal (12e) ménagé dans le tronçon d’engagement (12c) afin d’assurer un cheminement du lubrifiant depuis le tronçon d’engagement (12c) jusque vers la zone d’engrènement entre la douille longitudinale (6) et l’élément d’écrou (7). Actionneur linéaire (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que : - la tige d’actionnement (3) coulisse dans l’extrémité distale (2b) du bâti (2) selon un tronçon de coulissement (3a) cylindrique à section transversale circulaire, - le bâti (2) comprend des moyens d’étanchéité (17) comportant un joint annulaire (18) disposé au contact dudit tronçon de coulissement (3a) selon une surface de contact au moins sensiblement circulaire et de préférence selon une surface de contact sensiblement cylindrique à section transversale circulaire.