Brevet FR2368432A1 — publié le 19780519

La présente invention concerne un écrou de déplacement à faible friction, notamment pour le levage de charges, les éléments constitutifs de ltécrou étant montés en rotation avec friction. Pour la réalisation d'un mouvement de levage ou d'abaissement, un tel écrou coopère avec un arbre fileté. L'invention vise principalement les installations de levage pour véhicules. Dans les installations à arbre de levage pour véhicules, il existe deux exigences contradictoires. D'une part, ces installations nécessitent une démultiplication importante de l'arbre de façon à limiter la puissance motrice nécessaire et minimiser les contraintes des éléments constitutifs de l'écrou et d'autre part, la démultiplication de l'arbre doit etre suffisamment faible, de façon à permettre un auto-enrayage afin de maintenir la charge aux différentes positions requises, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des moyens complémentaires de freinage. Dans les installations à arbre de levage comportant des écrous de levage classiques à pans coupés, on ne satisfait que la seconde des exigences précitées. On a déjà proposé, pour des installations à arbre de levage, un écrou à rouleaux planétaires (voir demandes de brevet allemand nO P 24 03 633 et P 25 12 867) au moyen desquels on satisfait à la première des exigences précitées, mais ceux-ci nécessitent des moyens complémentaires de freinage. On connut en outre, déjà des éléments de levage, dans lesquels le mouvement de levée est assuré au moyen d'un écrou à faible friction, et le mouvement d'abaissement au moyen d'un écrou à pans coupés. Une telle réalisation est relativement coûteuse et présente l'inconvénient de nécessiter pour des raisons de sécurité, de contrôler deux éléments de levage distincts. Le but de l'invention est déréaliser un écrou de levage à faible friction, de construction simple et permettant de satisfaire pleinement aux deux exigences précitées, au moyen d'un seul écrou. Suivant l'invention, l'écrou de levage est caractérisé en ce que pour l'obtention d'un auto-enrayage dans un sens du déplacement de l'écrou, la rotation avec friction entre les éléments constitutifs de l'écrou est remplacée ou complétée par un glissement avec friction entre les éléments constitutifs précités. Dans une telle réalisation, on peut obtenir au moyen du glissement avec friction, un moment réparti de façon régulière entre les différents éléments constitutifs de l'écrou, et qui contrarie également la chute libre de la charge appliquée sur l'écrou à friction. Selon une version avantageuse de l'invention, entre un élément positionné au moyen d'un palier de glissement et un élément monté en rotation avec friction relativement au premier , est disposé un organe rotatif assurant l'enrayage dans un sens de la rotation. Cet organe permet de passer de la rotation avec friction au glissement avec friction et inversement. Selon une version préférée, l'écrou est constitué par des rouleaux planétaires, au moins un rouleau planétaire comportant une roue libre. Pour obtenir une construction compacte, les rouleaux planétaires sont montés en rotation sur des axes au moyen de roulements, ces axes étant montés en rotation dans un boîtier de l'écrou au moyen de paliers de glissement, et une roue libre étant montée entre un rouleau planétaire et l'axe correspondant. Selon une autre réalisation, la roue libre est montée sur des pivots solidaires du rouleau planétaire et entouré par un élément de structure annulaire qui est monté en rotation avec friction dans le boîtier. D'autres particularités de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples nonlimitatifs - la figure 1 est une vue en demi-coupe longitudinale montrant un rouleau planétaire avec auto-enrayage, - la figure 2 est une coupe partielle d'une variante de réalisation conforme à l'invention. La déférence 1 désigne un arbre qui, dans l'exemple de réalisation représentée,comprend un filetage à filets pointus. Cet arbre 1 est en prise avec un écrou à rouleaux planétaires pouvant avoir la structure décrite dans les demandes de brevets désignées précédemment, et comportant par exemple, trois rouleaux planétaires 8 régulièrement répartis autour de l'arbre. L'écrou comporte un boî- tier 2 dans lequel chaque rouleau planétaire est monté au moyen d'un axe 3. Cet axe 3 est monté de façon rotative dans le bottier 2, le positionnement radial et axial de l'arbre étant assuré à chaque ne de ses extrémités,respectivement au moyen de paliers à glissement 5 et de billes 9.Sur l'arbre 3 sont montés des roulements radiaux 4 au moyen desquels le rouleau planétaire 8 en forme de manchon peut tourner autour de arbre 3. La référence 7 désigne un roulement axial qui est disposé entre l'extrémité supérieure du rouleau planétaire 8 et le boîtier 2, et qui supporte la charge appliquée sur ce rouleau planétaire. Une roue libre 6 est montée sur l'axe 3 entre les deux roulements radiaux 4. Lorsque l'écrou se déplace vers le bas, cette roue libre 6 verrouille la rotation relative entre les rouleaux planétaires 8 et l'axe 3. Par ailleurs, lorsque l'écrou se déplace vers le haut, cette roue libre 6 libère à nouveau les rouleaux planétaires, de sorte que ces derniers peuvent tourner sur l'axe 3 au moyen des roulements radiaux 4. La roue libre 6 peut être constituée d'une façon quelconque appropriée. Pour obtenir une construction compacte, on utilisera de préférence des roulements a' aiguilles pour les roulements radiaux 4, et également des éléments de roulements à aiguilles pour la roue libre 6. Les paliers à glissement 5 situés aux deux extrémités de l'axe 3 sont réalisés de telle sorte, que le frottement engendré lors de la rotation de l'axe soit relativement élevéS de façon à obtenirauniveau de-ces paliers de glissement le couple de freinage nécessaire pour obtenir l'auto-enrayage de l'écrou. Lorsque l'écrou est déplacé vers le haut, l'axe 3 est maintenu de façon immobile grâce au frottement dans les paliers de glissement 5, alors que les rouleaux planétaires 8 en forme de manchon tournent au moyen desroulements 4, de sorte qu'il y a frottement en rotation au niveau de tous les paliers.Ce n'est que lorsque l'écrou se déplace vers le bas que l'axe 3 tourne grace à la roue libre 6, de sorte que la rotation avec friction entre les rouleaux planétaires 8 et l'axe 3 est remplacée par un glissement avec friction dans les paliers à glissement 5. Sous l'effet du filetage à filets pointus de l'arbre 1, et en particulier de l'angle des flancs des filets, les rouleaux planétaires 8 sont poussés radialement vers l'extérieur lorsqu'une charge est appliquée à l'écrou de levée, de sorte que l'axe 3 des paliers à glissement 5 sont également poussés radialement vers l'extérieur. De ce fait, en cas d'usure des paliers à glissement 5, 11 axe 3 déplace les rouleaux planétaires vers l'extérieur jusqu'à ce qu'il n'existe plus aucune prise avec l'arbre 1. A titre de sécurité, on prévoit de ce fait, un écrou auxiliaire de sécurité, non représenté, qui n'est soumis en service normal à aucune charge, et qui accompagne l'écrou de levée. Cet écrou de sécurité peut être constitué par un écrou classique à pans coupés. De cette façon, toutes les fonctions de l'écrou de levage peuvent être remplies. Selon une autre réalisation non représentée, les rouleaux planétaires 8 peuvent comporter à chaque extrémité des pivots formant une seule pièce avec le rouleau planétaire, ou solidement fixés à ces derniers. Sur ces pivots et à coté d'un roulement radial, peut etre montée une roue libre solidaire d'un élément annulaire monté de façon rotative, et avec friction, dans le boîtier 2 de l'écrou de levage. Tans une telle réalisation, la roue libre est montée avantageusement sur la partie extérieure des roulements ra diaux et sur les pivots, de façon à ce que les axes planétaires puissent se déplacer vers l'extérieur en cas d'usure des roulements à glissement, comme indiqué précédemment, sous l'effet du filetage à filets pointus de l'arbre 1. Selon une autre réalisation, on peut prévoir un roulement axial à roue libre qui, lors du déplacement de l'écrou vers le bas, assure la rotation avec friction entre deux éléments de structure comme dans le cas de la réalisation représentée, ou bien assure complémentairement un glissement avec friction entre deux éléments de structure, et libère ceux-ci lors du déplacement vers le haut. Aussi bien dans le cas de la réalisation représentée comportant une roue libre 6 montée de façon radiale que dans le cas d'une roue libre axiale, on peut agencer entre llaxe 3 ou l'un des pivots correspondant du rouleau planétaire et le boîtier 2, une surface d'appui stétendant perpendiculairement à la direction de l'axe du rouleau planétaire, cette surface d'appui permettant d'obtenir un glissement avec friction nécessaire pour l'obtention du couple de freinage aussitôt que la roue libre interrompt la rotation avec friction entre deux éléments constitutifs de l'écrou, auquel cas la charge accrochée au boîtier de l'écrou de levage est appliquée sur les surfaces axiales de glissement précitées.Une telle réalisation présente l'avantage de ne mettre en jeu aucune force agissant radialement sur les rouleaux planétaires et dirigée vers l'extérieur pour l'obtention de la pression d' appui sur le palier de glissement, de sorte qu'on peut également utiliser un filetage trapézoïdal pour le filetage de l'arbre 1. En cas d'usure d'une telle surface axiale de glissement, le rouleau planétaire 8 est seulement poussé légèrement dans la direction de son axe vers le boîtier 2. Dans la réalisation représentée, une telle surface axiale de glissement peut être ménagée à l'emplacement de la bille supérieure 9, comme indiqué schématiquement sur la figure 2. L'axe 3 comporte à son extrémité supérieure une tête 10 élargie sur laquelle prend appui un palier de glissement approprié 11 du boîtier 2 de l'écrou auquel la charge est accrochée. La tete 10 repose sur le roulement axial 7 qui supporte la charge appliquée sur le rouleau planétaire 8. La surface de glissement de la tete 10 peut être conformée de façon annulaire pour l'obtention du couple de freinage désiré, comme indiqué par la référence 12. Lorsque la roue libre 6 entraîne l'axe 3 lors du déplacement de l'écrou de levage vers le bas, le glissement avec friction est engendré entre la surface annulaire 12 et le palier de glissement 11. En cas d'usure de ce palier de glissement 11, le boîtier 2 se déplace relativement à l'axe 3. Pour le positionnement radial de l'axe 3, comme indiqué sur la figure 2, il est seulement prévu au boîtier 2 un épaulement sur lequel prend appui la tete 10 de l'axe 3. A cet effet, on peut utiliser avantageusement un roulement radial. Eventuellement on pourrait prévoir un palier de glissement axial 11 associé avec un palier de glissement radial. REVENDICATIONS 1. Ecrou de déplacement à faible friction, notamment par le levage des charges, dans lequel les éléments constitutifs sont montés en rotation avec friction relative, caractérisé en ce que pour l'obtention d'un auto-enrayage dans un sens du déplacement de l'écrou, la rotation anti-friction entre les éléments constitutifs (3, 8) de l'écrou est remplacée ou complétée par un glissement avec friction entre les éléments constitutifs précités. 2. Ecrou de déplacement à faible friction conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre l'élément (3) positionné au moyen d'un palier de glissement, et l'élément (8) monté en rotation avec friction relativement à l'élément (3), est disposé un organe rotatif (6) assurant l'enrayage dans un sens de la rotation. 3. Ecrou de déplacement à faible friction conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'écrou est constitué par des rouleaux planétaires, au moins un rouleau planétaire comportant une roue libre (6). 4. Ecrou de déplacement à faible friction conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les rouleaux planétaires (8) sont montés en rotation sur des axes (3) au moyen de roulements (4, 7), ces axes étant montés en rotation dans un boîtier (2) de l'écrou au moyen de paliers de glissement et une roue libre (6) étant montée entre un rouleau planétaire (8) et l'axe correspondant. 5. Ecrou de déplacement à faible friction conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que la roue libre (6) est montée sur des pivots solidaires du rouleau planétaire et entouré par un élément de structure annulaire qui est monté en rotation avec friction dans le boîtier (2). 6. Ecrou de déplacement à faible friction conforme aux revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le palier de glissement (5) est constitué par un palier radial et en ce que le rouleau planétaire (8) comporte des pivots à chaque extrémité de l'axe (3). 7. Ecrou de déplacement à faible friction conforme aux revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le palier de glissement (ii) est constitué par un palier axial par l'intermédiaire duquel la charge accrochée au boîtier (2) de l'écrou est appliquée sur l'axe (3) ou le rouleau planétaire (8).