Brevet FR2090125A1 — publié le 19720114

i 2090125 La présente invention concerne les dispositifs de positionnement linéaire comportant une bague entourant une tige longue de manière à recevoir des mouvements de translation longitudinale dans les deux sens, cette bague comportant des nervures engagées dans des rainures s'étendant suivant la 5 longueur de la tige de façon à empêcher la rotation relative entre la bague et la tige. Par exemple, la tige peut être une tige cannelée ou être une vis pour une bague en forme d'écrou dont les nervures sont les filets. Un dispositif de positionnement un peu similaire est décrit dans le brevet des E.U.A. n° 3.364.757. 10 Dans ce nouveau dispositif de positionnement linéaire, comportant une nouvelle bague perfectionnée particulièrement avantageuse pour être associée à une tige relativement peu coûteuse ayant plusieurs rainures, cette bague est préchargée ou précontrainte élastiquement sur la tige pour réduire le jeu en rotation entre les nervures et les rainures et pour rattrapper 15 automatiquement le jeu résultant de l'usure des nervures et rainures provenant d'un service normal. D'une façon plus particulière^!'invention a pour objet une bague perfectionnée dans laquelle au moins une partie desnervures est sous la forme de doigts en porte à faux maintenus élastiquement en contact en coin avec 20 les côtés des rainures de la tige pour maintenir un ajustage pratiquement sans jeu entre les nervures et rainures. Suivant une caractéristique particulière de l'invention, les doigts et les rainures ont le même angle d'hélice pour l'adaptation à une tige comportant plusieurs filets. Les caractéristiques du dispositif ressortiront plus particu-25 lièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un dispositif de positionnement selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; les figures 2 et 3 sont des coupes suivant les lignes 2-2 et 30 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1 montrant l'un des doigts de la bague avant l'assemblage final du dispositif de positionnement; la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4 montrant 35 le doigt déformé après l'assemblage final du dispositif de positionnement; la figure 6 est une coupe semblable à celle de la figure 4 montrant une bague modifiée suivant un autre mode de mise en oeuvre de 1'invention; 71 17635 2 2090125 la figure 7 est une vue en élévation d'une partie d'un dispositif de positionnement selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention; la figure 8 est une vue en perspective d'un dispositif de positionnement selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention; 5 la figure 9 est une vue en élévation d'une partie d'un dispositif selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention; la figure 10 est une coupe suivant .la ligne 10-10 de la figure 9, et la figure 11 est une vue en perspective montrant une partie du côté intérieur de l'un des doigts de la bague de la figure 9. 10 Le dispositif de positionnement selon l'invention représenté sur la figure 1 comporte une tige filetée ou vis longue 10 portant une bague sous la forme d'un écrou 11 de façon que du fait d'une rotation relative entre les deux, 1'écrou subisse un déplacement dans un sens ou dans l'autre sur la longueur de la vis. Suivant l'exemple considéré, 1'écrou est fixé rigidement 15 à un chariot 13 par une bride 14 pour entraîner le chariot dans un sens ou dans l'autre dans le sens de la longueur de la vis quand celle-ci est tournée de façon à positionner le chariot le long d'un banc fixe (non représenté) sur lequel la vis est montée pour pouvoir être tournée. De préférence, la vis 10 est à plusieurs filets, par exemple cinq dans le cas considéré, tous les filets 20 étant formés avec le même angle d'hélice par une opération de laminage relativement simple et peu coûteuse. Les filets sont espacés angulairement les uns des autres et sont définis par des nervures hélicoïdales de largeur décroissant vers 1'extérieur 16 (figure 2) qui sont séparées par des rainures 17 ayant des fonds arrondis. L'écrou 11 comprend un corps de forme générale 25 cylindrique 19 en matière élastique, par exemple en polyamide, et comporte un passage central intérieur formé par moulage avec le même nombre de filets que la vis, les filets de 1'écrou étant définis en partie par des nervures 21 espacées angulairement (figure 2) ayant le même angle d'hélice que les filets 16 de la vis, et qui s'adaptent dans les rainures 17 de la vis. Par suite, du 30 fait de l'engagement des filets 16 entre les filets 21, la rotation de la vis provoque la translation de 1'écrou, le long de la vis, et en raison du nombre de filetSjau nombre de cinq dans l'exemple considéré, il existe des surfaces relativement larges pour supporter les charges entre 1'écrou et la vis afin qu'une vis de diamètre relativement petit puisse déplacer une charge importante. 35 Conformément à l'invention, 1'écrou 11,bien qu'étant particulièrement adapté pour l'utilisation avec une vis à plusieurs filets 10 du type considéré ci-dèssus, est construit pour pouvoir être préchargé élastiquement sur la vis afin de réduire le jeu en rotation entre 1'écrou et la vis et pour que l'en 71 17635 3 2090125 semble reste pratiquement sans jeu même en cas d'usure de l'écrou et de la vis du fait de l'utilisation normale du dispositif. Dans ce but, l'écrou comporte plusieurs doigts 25 en porte à faux constituant une partie des filets de l'écrou et serrés élastiquement dans les rainures 17 de la vis. Un contact 5 complet entre les surfaces des doigts 25 et les côtés des filets 16 de la vis est ainsi établi pour minimiser le jeu en rotation entre l'écrou et la vis, et quand les filets et les doigts sont usés le contact est maintenu par le rappel élastique des doigts dans les rainures. Plus particulièrement, l'écrou 11 de la figure 1 comporte cinq 10 doigts 25, un pour chaque filet de la vis 10, tous ces doigts étant venus de moulage à une extrémité du corps 19 de l'écrou. Les doigts dépassent en porte à faux de l'extrémité du corps et ils sont séparés les uns des autres par des fentes 26 (figure 3) s'étendant radialement à travers l'écrou. Cette disposition, conjointement avec la flexibilité inhérente de la matière 15 plastique telle qu'une polyamide formant les doigts, permet la flexion des doigts individuellement par rapport au corps et vers la vis, la résistance à la déformation des doigts devenant progressivement plus faible dans la direction des extrémités libres. Les doigts 25 et les fentes 26 ont une forme en hélice avec le même angle d'hélice que les filets 16 et les rainures 17 20 de la vis, de sorte que chaque doigt est engagé dans une rainure et que chaque fente concorde avec un filet de la vis. Comme le montre la figure 3, les côtés de chaque doigt 25 ont une largeur décroissant vers l'intérieur et les doigts ont une forme et des dimensions telles qu'ils soient ajustés étroitement contre les côtés des 25 filets 16 de la vis 10, les bords intérieurs des doigts étant arrondis pour qu'ils s'adaptent à la forme des fonds des rainures 17. De plus, les côtés intérieurs des fentes 26 et les côtés extérieurs des filets 16 ont la même largeur afin que les filets puissent être engagés dans les fentes. Il en résulte que les doigts peuvent être engagés comme des coins sans jeu contre 30 les filets, les surfaces voisines des filets et des doigts étant en contact complet face à face. Quand les doigts 25 sont détendus, leurs côtés intérieurs sont légèrement espacés des fonds des rainures 17 de la façon représentée sur la figure 4. Les doigts sont appliqués fermement dans les rainures par un bracelet 35 en ressort 27 placé dans une rainure circulaire 29 formée près des extrémités libres des doigts pour les resserrer vers l'intérieur en les déformant par rapport au corps 19 de la façon représentée sur la figure 5. Les doigts sont ainsi poussés élastiquement dans les rainures de la vis, et du fait de l'effet 71 17635 4 2090125 de coin les doigts sont appliqués contre les côtés des filets 16 de la vis^ ce qui supprime pratiquement le jeu en rotation entre la vis 10 et l'écrou 11 pour maintenir la précision du déplacement de l'écrou pour un angle donné de rotation de la vis. 5 II ressort de ce qui précède que l'invention permet de réaliser un écrou 11 évitant les battements et assurant le rattrapage de jeu et convenant particulièrement pour une vis à plusieurs filets 10 pouvant être fabriquée par une simple opération de laminage et qui par rapport à sa dimension peut entraîner des charges importantes. Les doigts 25 en porte à faux sont constamment repous-10 sés dans les rainures 17 de la vis par le ressort 27 qui pousse les doigts de lu façon représentée dans les directions représentées par les flèches sur la figure 3, de sorte qu'en cas d'usure les doigts sont resserrés de façon supplémentaire pour le rattrapage automatique du jeu entre les doigts et les filets 16, cette usure décroissant quand les doigts s'adaptent progressivement d'eux-mêmes 15 complètement dans les rainures pendant la période initiale de rodage, après le montage de l'écrou sur la vis. Malgré l'usure, l'axe de l'écrou reste pratiquement centré sur l'axe de la vis parce que les doigts sont chargés uniformément et ont tendance à s'user régulièrement sur tout le tour de l'écrou. Si la charge entraînée par l'écrou est suffisamment importante pour tendre à 20 dérouler les doigts hélicoïdaux, la charge exercée sur l'écrou est reportée sur les filets 21 de l'intérieur du corps 19, les doigts continuant à maintenir l'écrou à l'état préchargé sur la vis. La figure 6 représente un écrou 11' légèrement modifié qui peut être préchargé sur une vis sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un ressort séparé. 25 Dans ce but, les côtés intérieurs 30 des doigts 25 sont inclinés progressivement à partir du corps 19' vers les extrémités libres des doigts afin qu'en fait un passage 31 de section décroissant dans la direction axiale existe entre les doigts quand les doigts sont détendus avant la mise en place de l'écrou sur la vis. Le diamètre a du passage près des extrémités libres des doigts est légè-30 rement plus petit que le diamètre nominal b à la base des filets de la vis de la façon représentée en traits pleins sur la figure 6. Par suite, quand l'écrou est vissé sur la vis, les doigts fléchissent radialement vers l'extérieur en étant repoussés par la vis (de la façon représentée en traits mixtes sur la figure 6) et ils serrent élastiquement la vis du fait de l'élasticité de la 35 matière plastique qui tend à ramener les doigts vers les positions occupées quand ils ne sont pas contraints. Par suite, l'écrou représenté sur la figure 6 permet d'obtenir tous les résultats avantageux de l'écrou des figures 1 à 5 tout en évitant la nécessité d'un ressort séparé pour resserrer les doigts. 71 17635 5 2090125 La figure 7 représente un écrou 40 selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, cet écrou comportant deux groupes de doigts 41 et 43 venus de moulage avec le corps de l'écrou et dépassant des extrémités opposées du corps 44 fileté intérieurement de l'écrou. Les doigts sont préchargés sur 5 l'écrou 10 par des bracelets en ressorts 45 situés aux extrémités opposées de l'écrou. Ces doigts évitent que le corps de l'écrou soit désaxé par rapport à la vis et en même temps ils permettent le même frottement quel que soit le sens de rotation de la vis. La figure 8 représente un dispositif selon un autre mode de mise 10 en oeuvre de l'invention. Dans ce cas, une bague en polyamide 50 est montée autour d'une tige sous la forme d'un arbre cannelé 51 pour recevoir des mouvements longitudinaux dans les deux sens le long de l'arbre et pour tourner solidairement avec l'arbre. Par exemple, la bague 50 peut être entraînée en rotation pour faire tourner l'arbre en laissant celui-ci libre de coulisser 15 à travers la bague. L'arbre 51 comporte une série de nervures 53 et de rainures 54 distribuées circulairement et s'étendant axialement le long de l'arbre avec un angle d'hélice nul par rapport à l'axe longitudinal, le corps 55 de la bague comportant des nervures et des rainures complémentaires (non visibles 20 sur la figure 8). Des doigts 56 dépassant en porte à faux sont venus de matière avec le corps de la bague, ces doigts étant en nombre égal à celui des rainures 54 et ayant un profil en coin et étant séparés par des fentes 57 s'étendant dans la direction axiale. Ces doigts sont resserrés par un bracelet en ressort 59 et par suite sont serrés élastiquement comme des coins dans les 25 rainures de façon que la bague soit préchargée ou précontrainte sur l'arbre afin de réduire le jeu en rotation entre la bague et l'arbre. Les figures 9 à 11 représentent un dispositif de positionnement selon un autre mode de mise en oeuvre de 1'invention qui comporte une bague ou écrou 60 en polyamide ayant un corps 61 avec des filets intérieurs analogues à ceux 30 du corps 19 de la figure 1, cet écrou étant vissé sur une vis à plusieurs filets 10. Des doigts 63 espacés circulairement par des fentes 64 dépassent en porte à faux du corps 61, mais au lieu d'être hélicoïdaux pour concorder avec les filets de la vis, ils sont droits comme les coins 56 de la figure 8, et par suite ils s'étendent dans la direction axiale de la vis. Pour permettre 35 le passage des filets de la vis, le côté intérieur de chaque doigt comporte plusieurs encoches 65 orientées hélicoïdalement suivant le même angle d'hélice des filets de la vis, ces encoches étant espacées axialement le long du doigt suivant le même pas que les filets de la vis pour que ceux-ci concordent avec 71 17635 6 2090125 les encoches et soient engagés dans les encoches. Les encoches ont un profil de largeur croissant vers l'extérieur, et elles sont séparées par des nervures 66 de largeur décroissant vers l'extérieur correspondant à des filets d'écrou, ces filets étant appliqués à la façon de coins contre les flancs des filets 5 de la vis par un bracelet en ressort 67 entourant les extrémités libres des doigts. Ce serrage des doigts rattrape le jeu entre l'écrou et la vis. Comme les doigts 63 ne sont pas disposés suivant l'angle d'hélice des filets de la vis, l'écrou 60 est dans une certaine mesure plus facile à fabriquer que l'écrou 11 de la figure 1, mais il n'a pas une durée aussi importante parce 10 que les fonds des encoches 65 peuvent arriver en contact avec les crêtes des filets de la vis du fait de l'usure après un fonctionnement prolongé. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. 71 17635 7 2090125 REVENDICATIONS 1. Dispositif de positionnement linéaire comportant une bague entourant une tige longue de manière à recevoir des mouvements de translation longitudinale dans les deux sens, cette bague comportant des nervures engagées dans des rainures s'étendant suivant la longueur de la tige de façon à empêcher la 5 rotation relative entre la bague et la tige, ce dispositif étant caractérisé en ce que la bague comporte un corps et plusieurs doigts élastiques venus de matière avec le corps et dépassant d'une extrémité du corps, chaque doigt ayant une partie concordant avec une rainure^ et engagés élastiquement à la façon d'un coin entre les nervures voisines de la tige pour rattraper le jeu 10 dans le sens circulaire entre la tige et la bague. 2. Dispositif de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague est en matière élastique et les doigts dépassent en porte à faux du corps de la bague. 3. Dispositif de positionnement selon l'une des revendications 1 et 2, 15 caractérisé en ce que les doigts sont séparés par des fentes pouvant recevoir les nervures de la tige. 4. Dispositif de positionnement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps comporte des nervures espacées circulairement pour être engagées dans les rainures de la tige et comportent des rainures 20 espacées circulairement pour recevoir les nervures de la tige. 5. Dispositif de positionnement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les nervures, les rainures et les doigts s'étendent dans la direction axiale de la tige avec un angle d'hélice égal à zéro par rapport à l'axe longitudinal pour accoupler la tige et la bague pour la rota- 25 tion solidaire et en permettant des mouvements relatifs de translation dans la direction axiale de la tige. 6. Dispositif de positionnement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les nervures et les rainures s'étendent hélicoïdalement le long de la tige suivant un angle d'hélice prédéterminé pour former des 30 filets sur la tige, le corps de la bague comportant des filets intérieurs hélicoïdaux suivant le même angle d'hélice que les filets de la tige afin que le corps de la bague puisse être vissé sur la tige, les doigts s'étendant dans la direction axiale de la tige suivant un angle d'hélice pratiquement nul par rapport à l'axe longitudinal de la tige et les doigts comportant sur les 35 côtés intérieurs des encoches inclinées hélicoîdalement suivant le même angle 71 17635 8 2090125 d'hélice que les filets de la tige et étant espacées le long des doigts suivant le même pas que les filets de la tige afin que les filets de la tige concordent avec les encoches. 7. Dispositif de positionnement selon l'une des revendications 1 à 3, 5 caractérisé en ce que les nervures, les rainures et les doigts sont disposés en hélice autour de la tige suivant un angle d'hélice prédéterminé pour accoupler la bague et la tige pour une rotation relative et une translation relative du fait de la rotation soit de la bague, soit de la tige. 8. Dispositif de positionnement selon la revendication 7, caractérisé 10 en ce que les doigts ont une section transversale en coin et sont serrés élastiquement à la façon de coins contre les filets de la vis. 9. Dispositif de positionnement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les coins sont séparés par des fentes espacées circulairement et disposées en hélice suivant le même angle d'hélice que les doigts pour recevoir 15 les filets de la vis. 10. Dispositif de positionnement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les doigts délimitent un passage central, les côtés intérieurs des doigts étant inclinés à partir du corps de la bague vers les extrémités libres des doigts afin que le diamètre du passage aux extrémités libres des doigts 20 soit inférieur au diamètre à la base des filets de la vis avant que la bague formant un écrou soit vissée sur la vis, les doigts étant en matière élastique et fléchissant vers l'extérieur par rapport au corps de l'écrou quand celui-ci est vissé sur la vis. 11. Dispositif de positionnement selon l'une des revendications 1 à 9, 25 caractérisé par un bracelet en ressort autour des extrémités libres des doigts pour repousser élastiquement les doigts contre les filets de la vis.