DOMAINE DE L'INVENTION

L' invention concerne un vérin à câble comportant un ensemble vis/écrou dont l'écrou est mobile en translation et attelé par un câble à un élément à déplacer.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION

Il est connu des vérins à câbles comportant une vis montée sur un châssis et un écrou coopérant avec la vis. L'écrou est associé à des moyens d' anti-rotation de sorte qu'une rotation relative de la vis et de l'écrou provoque un déplacement axial de l'écrou.

Les moyens d' anti-rotation connus comprennent généralement un galet ou un téton solidaire de l'écrou et monté glissant dans une rainure d'un châssis. De tels dispositifs d' anti-rotation requièrent des usinages et des ajustages très précis, en particulier lorsque la course est importante. De plus une maintenance rigoureuse est requise afin de conserver une performance satisfaisante du vérin, particulièrement dans le cas de vérins œuvrant dans des environnements (poussières, humidité) difficiles. Ainsi, la diffusion des vérins à câbles est freinée par des coûts de fabrication et de maintenance élevés.

OBJET DE L'INVENTION

L'invention a pour objet de réduire les coûts de fabrication et/ou de maintenance d'un vérin à câble.

RESUME DE L'INVENTION

Dans ce but, on prévoit un vérin comprenant un châssis, une vis montée sur le châssis et s' étendant selon un premier axe, un écrou coopérant avec la vis et un premier câble attelé à l'écrou et destiné à être fonctionnellement relié à un élément à déplacer. Le vérin comprend également un moteur agencé pour entraîner en rotation la vis ou l'écrou. Selon l'invention, le premier câble comprend au moins un premier tronçon s' étendant sensiblement parallèlement au premier axe, et le premier câble est agencé pour exercer des efforts s' opposant à un entraînement en rotation de l'écrou par la vis pour constituer des moyens d' anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis ou de l'écrou sous l'action du moteur provoque un déplacement relatif de l'écrou et la vis.

On obtient ainsi un vérin dépourvu de moyens d' anti-rotation autres que le premier câble relié à l'écrou. Les coûts de réalisation et de maintenance d'un tel vérin sont réduits, ce qui rend plus accessible cette technologie.

La raideur en torsion de la liaison entre l'écrou et l'élément à déplacer est augmentée lorsque le vérin comprend un deuxième câble attelé à l'écrou ou à la vis et qui est agencé pour exercer des efforts s'opposant à un entraînement en rotation de l'écrou par la vis pour constituer des moyens d' anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis ou de l'écrou sous l'action du moteur provoque un déplacement relatif de l'écrou et la vis. La résultante transversale des efforts appliqués par l'écrou sur la vis, et donc les frottements, sont réduits lorsqu'un tronçon du premier câble et un tronçon du deuxième câble s'étendent de part et d'autre du premier axe.

Le vérin peut agir sur une charge dans deux sens de levage/traction opposés lorsque le premier câble et/ou le deuxième câble est attelé à l'écrou ou à la vis de manière à exercer des efforts s'opposant à une rotation de l'écrou par rapport a la vis dans les deux sens du déplacement relatif de l'écrou et la vis.

Avantageusement, le vérin comprend un troisième câble attelé à l'écrou, et qui est fonctionnellement relié à l'élément à déplacer.

La raideur en torsion de la liaison entre l'écrou et l'élément à déplacer est encore augmentée lorsque le vérin comporte un quatrième cable attelé à l'écrou ou à la vis et qui est fonctionnellement relié à l'élément à déplacer. Selon un mode de réalisation préféré, un tronçon du troisième câble et un tronçon du quatrième câble s'étendent de part et d'autre du premier axe. Il est particulièrement avantageux que les tronçons du troisième câble et du quatrième câble s'étendent de part et d'autre du premier axe Ox dans un plan s' étendant sensiblement orthogonalement à un plan comprenant le premier tronçon du premier câble et le deuxième tronçon du deuxième câble.

Avantageusement encore, le premier et/ou le deuxième câble s'étendent entre l'écrou et un premier support intermédiaire et le troisième câble possède une première extrémité reliée au premier support intermédiaire et une deuxième extrémité destinée à être fonctionnellement reliée à l'élément à déplacer.

Selon un mode de réalisation préféré, le quatrième câble possède une première extrémité reliée au premier support intermédiaire et une deuxième extrémité destinée à être fonctionnellement reliée à l'élément à déplacer.

Un cinquième câble peut être attelé à l'écrou ou à la vis, et être fonctionnellement relié à l'élément à déplacer.

Un sixième cable peut être attelé à l'écrou ou à la vis, et être fonctionnellement relié à l'élément à déplacer.

La résultante transversale des efforts appliqués par l'écrou sur la vis, et donc les frottements, sont réduits lorsqu'un tronçon du cinquième câble et un tronçon du sixième câble s'étendent de part et d'autre du premier axe.

Préférentiellement, le premier et le deuxième câble s'étendent également entre l'écrou et un deuxième support intermédiaire et le cinquième câble est relié au deuxième support intermédiaire.

La rigidité du vérin est améliorée lorsque l'un quelconque des câbles est pré-chargé. Les jeux internes sont notablement réduits lorsque la vis est une vis à billes.

D'autres caractéristiques et avantages de l' invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Il sera fait référence annexés, parmi lesquelles :

- la figure 1 est une vue en perspective d'un vérin selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue en perspective d'un vérin selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3 est une vue en perspective d'un vérin selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 4 est une vue en perspective d'un vérin selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 5 est une vue en perspective d'un vérin selon un cinquième mode de réalisation de l'invention ;

- les figure 6 et 7 sont des vues en perspective d'un vérin selon un sixième mode de réalisation de 1' invention ;

- la figure 8 est une vue en perspective d'un vérin selon un septième mode de réalisation de 1' invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

En référence à la figure 1, le vérin de l'invention, généralement désigné 100, comprend un châssis 10, ici une portion de cylindre 11 droit comprenant une base 12 au centre de laquelle un palier 13 accueille une vis 2 à rotation autour d'un premier axe Ox vertical. La vis 2 est une vis à billes et est entraînée en rotation par un moteur électrique 3. Un écrou 4 coopère avec la vis 2 et comprend un premier œillet 5 en saillie radiale de 1' écrou 4. Un premier câble 6 s'étend parallèlement au premier axe Ox et comprend un premier tronçon 6.1 maintenu en sa première extrémité 6.2 dans le premier oeillet 5 par une première sertissure 7 venant en appui contre une première face 5.1 du premier œillet 5. La deuxième extrémité 6.3 du câble 6 est reliée à un tube 30 monté à l'intérieur du cylindre 11 pour former une liaison glissière selon des modalités connues de l'homme du métier et non représentées. Le tube 30 comprend en son extrémité 31 une face transversale 32 pourvue d'un crochet 33 auquel est reliée une charge 40 à déplacer.

Sous l'effet du moteur 3, une rotation de la vis 2 provoque une rotation identique de 1' écrou 4 en raison des frottements de contact entre la vis 2 et l' écrou 4. Ce déplacement met en tension le premier câble 6 qui vient alors exercer des efforts s' opposant à un entraînement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2. Le premier cable 6 réalise alors - en sus de sa fonction de transmission des efforts de déplacement vers la charge 40 - une fonction d' anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Ainsi, l'écrou 4 se déplace axialement sous l'effet de la rotation de la vis 2, sans tourner autour du premier axe Ox. Cependant, des déviations angulaires minimes de l'écrou sont permises autour de deux axes Oy et Oz, orthogonaux entre eux et contenus dans un plan normal au premier axe Ox. Ceci rend le vérin de l'invention tolérant aux oscillations de l'écrou par rapport à la vis selon un phénomène connu de l'homme de l'art et commun aux vis équipées d'éléments roulants (rouleaux ou billes) .

On obtient ainsi un vérin 100 de levage dépourvu de moyens d'anti-rotation autres que le premier câble 6 relié à l'écrou 4. Les coûts de réalisation et de maintenance d'un tel vérin sont réduits ce qui rend cette technologie plus accessible.

Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique à celle-ci dans la description qui suit des sept modes de réalisation de l'invention.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention représenté en figure 2, la vis 2 s'étend selon un premier axe Ox horizontal et l'écrou 4 comprend un deuxième œillet 8 en saillie radiale de l'écrou 4 de manière à être diamétralement opposé au premier œillet 5. Un deuxième câble 9 s 'étendant parallèlement au premier axe Ox et comprend un premier tronçon 9.1 maintenu en sa première extrémité 9.1 dans le deuxième œillet 8 par une deuxième sertissure 7.1 venant en appui contre une première face 8.1 du deuxième œillet 8. La deuxième extrémité 9.3 du deuxième câble 9 et la deuxième extrémité €.3 du premier câble 6 sont reliées à une charge 40 à déplacer reposant sur le sol G. Le premier tronçon 6.1 de premier câble 6 et le premier tronçon 9.1 de deuxième câble 9 s'étendent ainsi de part et d'autre du premier axe Ox.

Sous l'effet du moteur 3, une rotation de la vis 2 provoque une rotation identique de l'écrou 4 en raison des frottements de contact entre la vis 2 et l'écrou 4. Ce déplacement met en tension le premier câble 6 et le deuxième câble 9 qui viennent alors exercer des efforts s' opposant à un entraînement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2. Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 réalisent alors - en sus de leur fonction de transmission des efforts de déplacement vers la charge 40 - une fonction d* anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Ainsi, l'écrou 4 se déplace axialement sous l'effet de la rotation de la vis 2, sans tourner autour du premier axe Ox.

On obtient ainsi un vérin 100 de ripage dépourvu de moyens d' anti-rotation autres que le premier câble 6 et le deuxième câble 9 reliés à l'écrou 4.

Selon un troisième mode de réalisation représenté en figure 3, le premier câble 6 est serti sur le premier œillet 5 et traverse celui-ci pour avoir un premier tronçon 6.1 et un deuxième tronçon 6.4 s' étendant parallèlement au premier axe Ox de part et d'autre d'un plan P orthogonal au premier axe Ox comprenant le premier œillet 5. De manière homologue, le deuxième câble 9 est serti sur le deuxième œillet 8 et traverse celui-ci pour avoir un premier tronçon 9.1 et un deuxième tronçon 9.4 s'étendant parallèlement au premier axe Ox de part et d'autre du plan P qui comprend également le deuxième œillet 8. Le premier tronçon 6.1 et le premier tronçon 9.1 sont respectivement enroulés autour d'une première poulie 14 et d'une deuxième poulie 15, la première poulie 14 et la deuxième poulie 15 étant solidaires d'un premier arbre 16 relié au châssis 10 et monté à rotation selon un axe perpendiculaire au premier axe Ox. Le deuxième tronçon 6.4 et le deuxième tronçon 9.4 sont respectivement enroulés autour d'une troisième poulie 17 et d'une quatrième poulie 18, la troisième poulie 17 et la quatrième poulie 18 étant solidaires d'un deuxième arbre 19 relié au châssis 10 et monté à rotation selon un axe perpendiculaire au premier axe Ox. Le premier tronçon 6.1 et le deuxième tronçon 6.4 du premier câble 6 se rejoignent en sortie de la première poulie 14 et de la troisième poulie 16 en une troisième sertissure 20.1. Le premier tronçon 9.1 et le deuxième tronçon 9.4 du deuxième câble 9 se rejoignent en sortie de la deuxième poulie 15 et de la quatrième poulie 19 en une quatrième sertissure 20.2. Les troisième et quatrième sertissures 20.1 et 20.2 sont reliées à une charge 40 à déplacer. Les câbles 6 et 9 sont préchargés, par exemple en agissant sur la distance séparant le premier arbre 16 et le deuxième arbre 19.

Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 étant tendus, ils exercent des efforts sOpposant à un entrainement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2 lors d'une rotation du moteur 3 dans les deux sens de déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Ils réalisent alors - en sus de leur fonction de transmission des efforts de déplacement vers la charge 40 - une fonction d ¹ anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Le vérin à câble 100 selon le troisième mode de réalisation de l'invention permet un déplacement de la charge 40 dans deux sens opposés .

On obtient ainsi un vérin 100 à câble dépourvu de moyens d ¹ anti-rotation autres que les premier et deuxième câbles 6 et 9 reliés à l'écrou 4.

Le quatrième mode de réalisation représenté en figure 4 est une variante du troisième mode de réalisation de 1' invention dans lequel seul le premier câble 6 s'oppose à une rotation de l'écrou 4 par rapport à la vis 2 dans les deux sens de déplacement de l'écrou 4 par rapport à la vis 2.

Selon un cinquième mode de réalisation représenté en figure 5, la vis 2 s'étend selon un premier axe Ox vertical. Le vérin à câble 100 comprend un premier tronçon 21.1 d'un troisième câble 21 et un premier tronçon 22.1 d'un quatrième câble 22 qui s'étendent parallèlement au premier axe Ox entre un premier support intermédiaire 50 annulaire et la face transversale 32 du tube 30. Le premier support intermédiaire 50 est relié à l'écrou 4 par les premier et deuxième câbles 6 et 9. Le premier tronçon 21.1 et le premier tronçon 22.1 s'étendent de part et d'autre du premier axe Ox dans un plan PI comprenant le premier axe Ox. Le plan PI s'étend sensiblement orthogonalement à un plan P2 comprenant le premier tronçon 6.1 du premier câble 6 et le deuxième tronçon 9.1 du deuxième câble 9. Le troisième câble 21 et le quatrième câble 22 possèdent respectivement une première extrémité 21.2 et 22.2 qui sont reliées chacune au premier support intermédiaire 50 : le troisième câble 21 et le quatrième câble 22 sont ainsi attelés à l'écrou 4. Le troisième câble 21 et le quatrième câble 22 sont également fonctionnellement reliés à l'élément à déplacer 40 via la face transversale 32 du tube 30.

Sous l'effet du moteur 3 _/ une rotation de la vis 2 provoque une rotation identique de l'écrou 4 en raison des frottements de contact entre la vis 2 et l'écrou 4. Ce déplacement met en tension le premier câble 6 et le deuxième câble 9 ainsi que le troisième câble 21 et le quatrième câble 22. Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 viennent exercer des efforts s' opposant à un entraînement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2, et ces efforts sont transmis au troisième câble 21 et au quatrième câble 22. Les câbles 6, 9, 21, 22 réalisent alors - en sus de leurs fonctions de transmission des efforts de déplacement vers la charge 40 - une fonction d' anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Ainsi, l'écrou 4 se déplace axialement sous l'effet de la rotation de la Vis 2, sans tourner autour du premier axe Ox. On obtient ainsi un vérin 100 de levage dépourvu de moyens d' anti-rotation autres que les câbles 6, 9, 21, 22 reliés à l'écrou 4.

Selon un sixième mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, le premier câble 6 est serti sur le premier œillet 5 et traverse celui-ci pour avoir un premier tronçon 6.1 et un deuxième tronçon 6.4 s' étendant parallèlement au premier axe Ox de part et d'autre d'un plan P orthogonal au premier axe Ox comprenant le premier œillet 5. De manière homologue, le deuxième câble 9 est serti sur le deuxième œillet 8 et traverse celui-ci pour avoir un premier tronçon 9.1 et un deuxième tronçon 9.4 s' étendant parallèlement au premier axe Ox de part et d'autre d'un plan F orthogonal au premier axe Ox comprenant le deuxième œillet 8. La deuxième extrémité 6.3 du premier tronçon 6.1 est reliée au premier support intermédiaire 50 et la première extrémité 6.2 est reliée à un deuxième support intermédiaire 60. Le premier tronçon 21.1 du troisième câble 21 et le premier tronçon 22.1 du quatrième câble 22 s'étendent parallèlement au premier axe Ox entre le premier support intermédiaire 50 et une première face transversale 71 d'une première cage 70 cylindrique s' étendant autour de l'écrou 4. Le premier tronçon 21.1 et le premier tronçon 22.1 s'étendent de part et d'autre du premier axe Ox dans un plan PI comprenant le premier axe Ox. Le plan PI s'étend sensiblement orthogonalement à un plan P2 comprenant le premier tronçon 6.1 et le deuxième tronçon 9.1. De manière homologue, un premier tronçon 23.1 d'un cinquième câble 23 et un premier tronçon 24.1 d'un sixième câble 24 s'étendent parallèlement au premier axe Ox entre le deuxième support intermédiaire 60 et une deuxième face transversale 72 de la première cage 70 opposée à la première face transversale 71. Le premier tronçon 23.1 et le premier tronçon 24.1 s'étendent de part et d'autre du premier axe Ox dans le plan Pl. Les premier et deuxième tronçons 6.1 et 6.4 du premier câble 6, les premier et deuxième tronçons 9.1 et 9.4 du deuxième câble 9, le premier tronçon 21.1 du troisième câble 21 et le premier tronçon 22.1 du quatrième câble 22, ainsi que le premier tronçon 23.1 du cinquième câble 23 et le premier tronçon 24.1 du sixième câble 24 sont pré-chargés.

Comme visible en figure 7, la première cage 70 est solidaire du tube 30 monté à l'intérieur du cylindre 11 pour former une liaison glissière selon des modalités connues de l'homme du métier et non représentées. Le tube 30 comprend en son extrémité 31 une face transversale 32 pourvue d'un crochet 33 auquel est reliée une charge 40 à déplacer.

Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 sont tendus - tout comme les câbles 21, 22, 23 et 24 -,les premier et deuxième câbles 6 et 9 ainsi que les câbles 21, 22, 23 et 24 exercent des efforts s' opposant à un entraînement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2 lors d'une rotation du moteur 3 dans les deux sens de déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Ils réalisent alors - en sus de leur fonction de transmission des efforts de déplacement vers la charge 40 - une fonction d' anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. L'écrou 4 se déplace axialement sous l'effet de la rotation de la vis 2, sans tourner autour du premier axe Ox, et ce, dans les deux sens de rotation de la vis 2. Le vérin à câble 100 selon le sixième mode de réalisation de l'invention permet un déplacement de la charge 40 dans deux sens opposés .

On obtient ainsi un vérin 100 dépourvu de moyens d' anti-rotation autres que les premier, deuxième troisième, quatrième, cinquième et sixième câbles 6, 9, 21, 22, 23, 24 reliés à l'écrou 4.

Selon un septième mode de réalisation représenté en figure 8, l'écrou 4 est monté dans un palier 90 solidaire du châssis 10 et qui comprend deux roulements à billes 90.1 et 90.2. Un moteur 91 solidaire du châssis 12 comprend un pignon 92 qui engrène avec une denture extérieure 93 de l'écrou 4 pour entraîner celui-ci en rotation. La vis 2 s'étend selon un premier axe Ox horizontal et comprend une extrémité 80 solidaire d'un disque 81. Un premier câble 6 et un deuxième câble 9 s'étendent parallèlement à l'axe Ox de part et d'autre de celui-ci. Le premier tronçon 6.1 du premier câble 6 s'étend depuis le disque 81 vers la charge 40. Un premier tronçon 9.1 du deuxième câble 9 s'étend depuis le disque 81 vers la charge 40.

Sous l'effet du moteur 91, une rotation de l'écrou 4 provoque une rotation identique de la vis 2 en raison des frottements de contact entre la vis 2 et l'écrou 4. Ce déplacement met en tension le premier câble 6 et le deuxième câble 9 qui viennent alors exercer des efforts s' opposant à un entraînement en rotation de la vis 2 par l'écrou 4. Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 réalisent alors - en sus de leur fonction de transmission des efforts de déplacement vers la charge 40 - une fonction d' anti-rotation de sorte qu'une rotation de l'écrou 4 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de la vis 2 relativement à l'écrou 4. Ainsi, la vis 2 se déplace axialement sous l'effet de la rotation de l'écrou 4 sans tourner autour du premier axe Ox.

On obtient ainsi un vérin 100 de ripage dépourvu de moyens d'anti-rotation autres que le premier câble 6 et le deuxième câble 9 reliés à la vis 2.

Bien entendu, 1' invention n' est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe toute variante entrant dans le cadre de l'invention défini par les revendications.

En particulier,

bien qu'ici, le châssis soit de forme cylindrique, l'invention s'applique également à d'autres formes de châssis comme par exemple une platine, un tube carré, une forme quelconque ;

bien qu'ici l'axe de rotation de la vis s'étende horizontalement ou verticalement, l'invention s'applique également à d'autres orientations de l'axe de rotation de la vis comme par exemple une orientation à quarante-cinq degrés ou quelconque ;

bien qu' ici le vérin comprenne une vis à billes, l'invention s'applique également à d'autres types de vis comme par exemple une vis à filets simples, ou à rouleaux ;

bien qu'ici le premier câble soit attelé à l'écrou par un sertissage à un oeillet solidaire de l'écrou, l'invention s'applique également à d'autres moyens d'atteler un câble à l'écrou comme par exemple un anneau soudé à l'écrou, une sertissure dans un perçage réalisé dans l'écrou, des tours morts dans un perçage, une fixation à un support intermédiaire ;

- bien qu'ici les câbles s'étendent parallèlement au premier axe, l'invention s'applique également à d'autres configurations des câbles dans lesquelles seul un tronçon des câbles s'étend parallèlement au premier axe, le reste du câble pouvant adopter une orientation quelconque par rapport au premier axe ;

bien que les première et deuxième poulies soient solidaire d'un même arbre, l'invention s'applique également à des poulies montées sur des arbres indépendants ;

- bien qu'ici les troisième, quatrième, cinquième et sixième câbles soient attelés à l'écrou par un support intermédiaire, l'invention s'applique également à des troisième, quatrième, cinquième et sixième câbles attelés directement à l'écrou ;

- bien qu'ici l'ensemble des câbles du vérin soient pré-chargés, l'invention s'applique également à un unique câble pré-chargé ou seulement une fraction des câbles pré-chargés ;

- bien qu'ici l'écrou soit monté dans un palier qui comprend deux roulements à billes, l'invention s'applique également à d'autres moyens de montage à rotation de l'écrou sur le châssis comme par exemple une douille en bronze, un palier unique à aiguilles ou à rouleaux coniques.

Les efforts exercés par le premier câble et, éventuellement le deuxième câble, pour s'opposer à une rotation de l'écrou par rapport à la vis peuvent être repris par la charge, le châssis, un élément lié au châssis ou tout autre moyen. Dans certaines circonstances, la faiblesse des frottements de contact entre l'écrou et la vis en comparaison avec la tension exercée sur le câble par la charge ou autre est suffisante pour entraîner une translation de l'écrou sans qu'il soit nécessaire de prévoir une reprise des efforts d' anti-rotation exercés par les câbles.

Les premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième et sixième modes de réalisation de l'invention décrits dans le cadre d'une vis entraînée en rotation et déplaçant un écrou sont transposables au cas d'un écrou entraîné en rotation et déplaçant une vis comme décrit dans le septième mode de réalisation de l'invention.