Brevet FR2258573A1 — publié le 19750818

La présente invention concerne un engrenage à vis sans fin et à roue. Des engrenages à vis sans fin usuels sont constitués par exemple par une vis cylindrique et une roue dentée réalisées sous la forme d1une roue droite. Les filets de la vis et les dents de la roue à denture droite s'engrènent alors et roulent les uns sur les autres. Aux points de roulement, ctest-à-dire dans les zones ou le filet de la vis et les dents de la roue dentée se touchent, il se produit un frottement de glissement. Ce frottement peut être très important et influence le rendement total. C'est pourquoi des engrenages à vis sans fin soumis à de fortes charges sont immergés dans un bain d'huile à des fins de lubrification et de refroidissement. La présente invention crée un engrenage à vis sans fin dans lequel le frottement se produisant entre la vis et la roue se trouve très considérablement réduit. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce que la roue engrenant avec la vis sans fin comprend un disque circulaire qui présente à sa périphérie des trous borgnes s'étendant radialement et qui sont répartis régulièrement sur la circonférence, en ce que des tiges faisant saillie au-delà de la surface périphérique du disque sont montées dans les trous borgnes et en ce qu'il est monté sur l'ex*rémité libre de chaque tige un roulement qui vient en prise avec les spires de la vis. On réalise ainsi un engrenage à vis sans fin dans lequel il ne se produit plus de frottement de glissement mais seulement un frottement de roulement qui est sensiblement moins important. En outre, cet engrenage ne nécessite pratiquement pas de mesures spéciales de refroidissement ou de lubrification. Suivant une forme de réalisation préférée de la présente invention,les surfaces de la vis sans fin et de la roue qui roulent les unes sur les autres sont réalisées de telle sorte que le point de roulement de la périphérie du roulement se trouve à peu près dans le plan médian de celui-ci et qu'il ne s'exerce au point de roulement, pour l'essentiel, que des forces radiales sur le roulement. Cela permet d'obtenir un dimensionnement optimal puisque des forces doivent être reçues dans une direction ceulebent. On peut alors, comme cela est prévu pour une autre forme de réalisation de la présente invention, réaliser le roulement sous la forme d'un roulement radial à rainures et à billes dont la bague extérieure présente une surface périphérique bombée. Etant donné que des roulements radiaux à rainures et à billes se trouvent couramment dans le commerce et sont peu coûteux, l'engrenage à vis sans fin suivant l'invention peut également être réalisé économiquement. Dans des engrenages soumis à de fortes charges il peut néanmoins encore se produire des forces axiales qui ne sont plus négligeables de sorte qu'il convient, comme prévu pour une autre forme de réalisation de l'invention, de réaliser le roulement sous la forme d'un roulement à rouleaux coniques dont la bague extérieure présente une surface périphérique bombée. D'autres particularités et variantes de la présente invention sont indiquées dans la description suivante consacrée à un exemple de réalisation représenté au dessin annexé La figure unique est une élévation, partiellement en coupe, de l'engrenage à vis sans fin suivant l'invention. L'engrenage suivant l'invention est constitué par une vis sans fin Il et une roue 12 engrenant avec cette dernière. La vis sans fin 11 est réalisée de manière usuelle et comporte une tige creuse 13, qui peut recevoir un axe ou arbre non représenté, et des spires 14. La vis sans fin Il peut être a pas simple ou, comme représenté au dessin, à pas multiples. Les spires 14 de la vis présentent un profil de dent cycloïdal. Les spires peuvent cependant également présenter un profil de dent par exemple trapézoldal. l'angle d'hélice choisi pour les spires de vis dépend de la grandeur et de la forme de réalisation de la roue 12 encore à décrire. La roue 12 destinée à engrener avec la vis conprend un disque 16 dont l'épaisseur correspond à celle d'une roue dentée normalement utilisée dans un engrenage à vis sans fin. Le disque 16 présente un trou concentrique 17 traversé par un axe ou arbre non représenté par lequel le disque 16 est supporté de manière à pouvoir tourner. le disque 16 présente sur sa surface périphérique 18 des trous borgnes 19 s'étendant radialement. Les trous borgnes 19 sont situés centralement par rapport à la largeur du disque 16 et sont répartis régulièrement sur la surface périphérique 18. Par conséquent, les différents trous borgnes 19 sont chaque fois situés les uns par rapport aux autres sous un même angle. La profondeur des trous borgnes 19 est à peu près égale à la moitié du rayon du disque 16. Dans chacun des trous borgnes 19 est montée une tige 21 dont le diamètre correspond à celui des trous borgnes 19 et qui par exemple,grace à un ajustement serré, est montée de manière fixe dans les trous borgnes 19, c'est-å-dire qu'elle ne peut ni tourner ni coulisser. Les tiges 21 font saillie audelà de la surface périphérique 18 du disque 16 et sont munies à leur extrémité libre 22 d'un roulement radial à rainures et à billes 23. La tige 21 présente alors un diamètre lui permettant de s'adapter dans la bague intérieure 24 du roulement à billes du commerce 23. La bague intérieure 24 du roulement et la tige 21 sont en outre reliées entre elles de manière à ne pas pouvoir tourner l'une par rapport à l'autre. Cette liaison sans liberté de rotation relative peut être obtenue soit en prévoyant un ajustement approprié, soit par d'autres moyens mécaniques connus. Lorsque la bague extérieure 26, qui est reliée de manière connue par l'intermédiaire de billes 27 à la bague intérieure 24, est en prise avec l'une des spires 14 de la vis 11 elle roule sur cette dernière. La distance entre le roulement à billes 23 et la surface périphérique 18 du disque 16 et, par suite, la longueur des tiges 21 dépendent de la profondeur des spires 14 de la vis. La bague extérieure 26 du roulement à billes 23 pr6- sente une surface périphérique bombée 28 au moyen de laquelle le roulement à billes 23 roule sur la surface 29 du filet de vis 14 réalisé avec un profil de dent cycloidal. Les deux surfaces 28 et 29 sont adaptées l'une à l'autre de telle sorte que le point de roulement 31, qui représente le point de contact entre les surfaces 28 et 29, se trouve sensiblement dans le plan médian (par rapport à la largeur du roulement à billes). En outre, les deux surfaces 28 et 29 sont adaptées l'une à l'autre de telle sorte qu'iL ne s'exerce essentiellement que des forces radiales sur le roulement à billes 23. Comme déjà indiqué, le filet de vis 14 peut également présenter un profil de dent trapézoidal et la surface périphérique 28 de la bague extérieure 26 du roulement peut alors être réalisée en conséquence. Il faut cependant dans tous les cas veiller à ce que le point de roulement reste sensiblement dans le plan médian du roulement à billes et qu'il ne s'exerce que des forces axiales négligeables. Si ces deux conditions sont remplies, on peut avantageusement utiliser des roulements à billes du commerce, peu onéreux La distance entre les spires 14 de la vis dépend des roulements utilisés pour la roue 12. L'intervalle libre entre les spires successives est en tout cas supérieur au diamètre eAté- rieur du roulement utilisé. Inversement, l'intervalle libre entre des roulements successifs prévus sur la roue 12 est au moins égal à la largeur des spires 14. Les roulements prévus sur la roue 12 peuvent cependant également être réalisés sous la forme de roulements à rouleaux coniques. Cela est avantageux lorsque les forces axiales agissant sur le roulement ne sont plus négligeables puisqu'un roulement à rouleaux coniques est capable d'absorber des forces tant axiales que radiales. La bague extérieure d'un tel roulement à rouleaux coniques présente également une surface périphérique bombée et la vis sans fin correspondante peut à nouveau présenter un profil de dent trapézoidal ou cycloRdal. REEE S 1 - Engrenage comprenant une vis sans fin et une roue engrenant avec cette dernière, caractérisé en ce que la roue 12 engrenant avec la vis sans fin comprend un disque circulaire 16 qui présente sur sa périphérie des trous borgnes 19 régulière- ment répartis sur la circonférence et s'étendant radialement, en ce que des tiges 21 faisant saillie au-delà de la surface périphérique 18 du disque 16 sont disposées dans les trous borgnes 19 et en ce qu'il est monté à l'extrémité libre 22 de chacune des tiges 21 un roulement 23 qui engrène avec les spires 14 de la vis sans fin 11. 2 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les tiges 21 s'étendant radialement sont montées de manière ajustée dans les trous borgnes 19. 3 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant l'une des revendications 7 et 2, caractérisé en ce que l'intervalle libre entre les roulements 23 correspond au moins à la largeur des spires 14 de la vis sans fin 11. 4 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que les surfaces 28, 29 de la vis sans fin Il et de la roue 12 qui roulent l'une sur l'autre sont réalisées de telle sorte que le point de roulement 31 de la périphérie du roulement 23 soit situé sensiblement dans le plan médian de ce dernier. 5 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant 1 'une des revendications 9 à 4, caractérisé en ce que les surfaces 28, 29 de la vis sans fin Il et de la roue 12 qui roulent l'une sur l'autre sont réalisées de telle sorte qu'il ne s'exerce au niveau du point de roulement 31 sensiblement que des forces radiales sur le roulement 23. 6 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant l'une des revendications 1 à 5, coeactérisé en ce que le roulement est réalisé sous la forme d'un roulement radial à rainures et à billes 23 dont la bague extérieure 26 présente une surface périphé risque bombée 28. 7 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant la revendication 6, carectérisé en ce que la vis sans fin Il présente un profil de dent trapézoidal ou cycloïdal. 8 - Engrenage à vis sans fin et à roue suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le roulement est réalisé sous la forme d'un roulement à rouleaux coniques dont la bagué extérieure présente une surface périphérique bombée.