Brevet FR2045711A1 — publié le 19710305

L'ensemble vis/écrou est l'un des plus anciens systèmes métanique de trans- formation d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation et vice versa suivant la pente de l'hélice, le plus répandu dans toutes les industries, bien que son rendement mécanique soit assez faible. Ce rendement en effet, directement dépendant du frottement de plissement portant dû aux fortes pression sur les flancs de filets peut varier de 10 à 50% environ suivant l'inclinaison de l'hélice du filetage, de l'état des surfaces, de la matière et de la lubrification. Des systèmes vis/écrou améliores, soit à billes soit à galets circulants ou à rouleaux satelites ont permis d'augmenter nettement ce rendement jusqu'à 99% dans certains cas. Bien que dans ces systèmes la plus grande partie du frottement de glissement ait été transformée en frottement de roulement, un frottement subsiste et qui dit frottement, dit usure des parties en contact, d'où petites de précision dans le temps. De plus, leur encombrement est souvent genant et leur prix de revient élevé découle de leur complexité. La présente invention a pour but d'élimer tous les inconvénients précités, par suppression de tout contact entre les filets de la vis et ceux de l'écrou par l'effet des propriétés'hydrostatiques- et hydrodynamiques d'un fluide gazeux pressurisé, diffusé à travers la matière de l'écrou présentant une texture poreuse. Une des formes de réalisation d'un tel système est donné a' titre indicatif, mais non limitatif, dans le dessin annexé à cette description et comprend les parties suivantes - une vis 1 en métal, à un ou plusieurs filets de profil triangulaire ou trapézoidal. - un écrou 2 en matière poreuse soit céramique ou métal fritté inoxydable portant le même filetage que la vis, réalisé avec un jeu radial de l'ordre de 0,01 à 0,02 mm entre flancs. La surface cylindrique des creux et des sommets des filets, est colmatée à l'aide de vernis, laques ou résines synthétiques quelconques, pour que l'écoule- ment du fluide se concentre vers les surfaces actives des flancs du profil du filet. - Un manchon 3, enveloppant l'écrou poreux dans lequel il est eamanché sang jeu. Ce manchen comporte dans son alésage une chambre circulaire-6 dont le rôle est de répartir uniformément le fluide gazeux pressurisé tout autour de l'écrou. Cette chambra est alimentée en fluide par l'orifice 5. - Deux flasques 4, centrés aux extrémités du manchon, maintenant en place à l'aide de vis de fixation, l'écrou 2 et masquent les faces d'extrémité de l'écrou afin d'empêcher l'écoulement du fluide par les faces non actives. Les pores de ces faces pauvent d'ailleurs être également obstruées par imprégnation à l'aide de vernis, laques, résines ou métallisations. L'invention présente les avantages suivants : -. - l'utilisation d'une matière poreuse (céramique ou métal fritté) pour constituer l'écrou assure une meilleure distribution du fluide pression et en conséquence une égale repartîtion de la pression dans l'espace (jeu ou entrafer) entre les surfaces des filets de la vis et celles de filete de l'écrou. - L'obtention facile de fortes pertes de charge, à travers l'écrou poreux garantit une excellente "raideur" ou rigidité axiale c'est-à-dire que les variations de 'l'entrefer" ou déplacements axiaux de la vis par rapport à l'écrou sous l'effet des variations de charge, sont extrêmement faibles, de l'ordre de quelques microns. Le jeu relativement important au niveau des troncatures du filet de la vis et de l'écrou, favorise le débit d'évacuation du fluide, nécessaire à la génération de la perte de charge. La répartition uniforme de la pression entre les filets de l'écrou et ceux de la vis détermine leur concentricité parfaite permettant un fonctionnement sans contact des surfaces conjuguées, donc sans usure. De plus, la stable régulation de l'écoulement laminaire engendré dans la matière poreuse de l'écrou, élimine les risques de vibrations, celles-ci état rapidement amorties. Ce système fonctionne sans autre lubrifiant que le fluide gazeux de viscosité extrêmement faible, n'engendrant pratiquement pas de frottement. Par aillours, la réversibilité et le rendement des systèmes vis/écrou étant étroitement liés au frottement des surfaces en présence il est bien évident que la suppression du frottement tel que le préveit l'invention, permet d'obtenir la réversibilité pour de faibles inclinaisons de l'hélice, ainsi que le meilleur rendement. Cette invention ouvre des applications industrielles dans la réalisation de machines et appareils divers pour la commande d'organes dont le déplacement dans un sens ou dans l'autre doit être réalisé avec précision, dans des tosérances données de l'ordre de 2 à 5 microns. - R E V E N D I C A T I O N S 1 Nouveau système de transformation d'un mouvement de rotation en un mouvement de translation et vice versa, composé d'une vis et d'un écrou permettant un fonctionnement sans contact, donc sans usure, entre les surfaces du profil du filetage de la vis et de l'écrou par le moyen de l'effet hydrostatique et hydrodynamique d'un fluide gazeux pressurisé interposé entre ces surfaces. 2/- Dans ce système vis et écrou,selon 1,où la vis est en métal à un ou plusieurs filets,l'écrou portant le même filetage est en matière poreuse, soit en mé tal fritté, soit en céramique ou encore en résine synthétique. 3/- La matière poreuse,selon 2,provoque une forte perte de charge qui combinée à un faible jeu entre vis et écrou assure une grande rigidité axiale et ra diale du système vis-écrou. 4/- La matière poreuse,selon 2,est colmatée localement de façon à canaliser le flux gazeux vers les parties actives de la vis.