Brevet FR2372998A1 — publié le 19780630

On sait que l'on utilise assez fréquemment des transmissions à engrenages comportant une vis sans fin et une roue tangente, ces transmissions étant destinées à constituer des réducteurs de vitesse ; c'est le cas, en particulier, lorsque l'on désire entrainer une timonerie d'essuie-glace au moyen d'un moteur électrique. Dans ces dispositifs, lorsqu'il y a une variation du couple résistant sur l'arbre mené, il s'ensuit une réaction sur l'arbre menant, de sorte qu'il est en général nécessaire de prévoir une butée en bout de l'arbre menant et des paliers dont la constitution permet de supporter les efforts transversaux. Ces efforts de réaction, qui s'appliquent sur l'arbre menant, sont générateurs de bruits et d'usure et obligent à utiliser des butées et des paliers ayant un prix de revient élevé. La présente invention a pour but de décrire un dispositif de transmission à engrenages pouvant en particulier être utilisé comme réducteur de vitesse, notamment pour l'entraînement d'une timonerie d'essuie-glace, ce dispositif de transmission ayant la f0 tant axial sur propriété de ne générer aucune resultante axiale sur l'arbre menant, lorsque le couple résistant sur l'arbre mené subit des variations en cours de fonctionnement. Le dispositif de transmission selon l'invention permet donc d'éviter la mise en place d'une butée axiale sur l'arbre menant et, en outre, les efforts transversaux réduits permettent d'adopter des paliers ayant une construction simplifiée et un prix de revient faible.Un tel dispositif est, en général, réversible de sorte que son utilisation n'est pas strictement limitée aux réducteurs de vitesse mais il trouve une application particulièrement intéressante dans le cas où on l'utilise comme réducteur de vitesse pour l'entraînement des essuie-glaces d'un véhicule automobile. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, on transmet le mouvement entre un arbre menant et un arbre mené simultanément par deux voies cinématiques différentes dans chacune desquelles se trouve une vis sans fin coopérant avec une roue tangente ; sur l'arbre menant, les réactions axiales dues aux variations du couple résistant se transmettent par les deux voies cinématiques et se compensent, ce qui permet de bénéficier des avantages précités. Dans la suite de la présente description, on dira que deux vis sans fin ont des pas algébriquement différents, soit lorsque la valeur arithmétique de ces deux pas est différente, que les pas soient dans le même sens ou dans des sens inverses, soit lorsque la valeur arithmétique de ces pas est la même mais que les pas sont de sens inverse. La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue une transmission à engrenages comportant un arbre menant et un arbre mené de vitesses angulaires différentes, les deux arbres ayant des axes fixes l'un par rapport à l'autre, caractérisée par le fait que l'un des arbres porte deux vis sans fin ayant des pas algébriquement différents et est relié à l'autre arbre par deux voies cinématiques d'engrenages différentes comportant chacune l'une des deux vis sans fin précitées, l'une au moins des deux voies cinématiques comportant au moins un pignon intermédiaire ayant un axe fixe au jeu près par rapport aux axes des deux arbres de la transmission. Dans un mode préféré de réalisation, les deux arbres de la transmission ont des axes perpendiculaires et le (ou les) axe (s) du (ou des) pignon(s) intermédiaire(s) est (ou sont) parallè leXs) à l'axe de l'arbre de la transmission, qui ne porte pas les vis sans fin ; l'arbre menant est celui qui porte les deux vis sans fin, la transmission étant un réducteur de vitesse ; les deux vis sans fin de l'arbre menant sont disposées de façon adjacente sur ledit arbre et l'arbre menant est supporté par deux paliers disposés du même côté de l'ensemble formé par les deux vis sans fin adjacentes ; l'arbre menant est entraîné par un moteur électrique et l'arbre mené commande une timonerie d'essuie-glace. Dans une première variante de réalisation, les deux vis sans fin ont des pas de sens différents, c'est-A-dire des pas ayant des valeurs algébriques de signe opposé ; dans une deuxième variante de réalisation, les deux vis sans fin ont des pas de meme sens mais de valeur arithmétique différente, c'est-à-dire que les pas ont des valeurs algébriques de même signe. Dans un premier mode de réalisation de la première variante précitée, l'une des voies cinématiques comporte une roue d denture hélicordale engrénant sur l'une des vis sans fin et solidaire del'arbre mené et l'autre voie cinématique comporte un pignon intermédiaire à denture hélicordale engrénant sur l'autre vis sans fin et sur la roue précitée, l'axe de la roue et l'axe du pignon étant situés d'un même côté de l'arbre portant les deux vis sans fin. Dans un deuxième mode de réalisation de la première variante, les deux voies cinématiques comportent chacune un pignon intermédiaire à denture hélicoTdale engrénant sur l'une des deux vis sans fin, les deux pignons ayant leurs axes de part et d'autre de l'arbre porteur des deux vis sans fin et étant solidaires chacun d'une roue intermédiaire d'engrenage, les deux roues intermédiaires précitées engrenant avec une même roue solidaire de l'arbre de la transmission qui ne porte pas les vis sans fin ; dans cette réalisation, on peut faire en sorte que les deux roues intermédiaires aient une denture droite de même que la roue avec laquelle elles engrènent toutes les deux ; on peut aussi faire en sorte que les deux roues intermédiaires aient des dentures hélicoidales dont les pas sont de même sens, et que la roue avec laquelle elles engrènent toutes les deux aient une denture hélicoTdale ayant un pas de sens inverse ; on peut avantageusement prévoir que les rayons des cercles primitifs des deux pignons intermédiaires soient égaux de même que ceux des deux roues intermédiaires, les pas des deux vis sans fin étant égaux et de sens contraire ; on peut aussi prévoir que les nombres de dents des deux pignons intermédiaires soient premiers entre eux, de même que les nombres de dents des deux roues intermédiaire. Dans un premier mode de réalisation de la deuxième variante, les deux voies comportent chacune un pignon intermédiaire à denture hélico#dale, les axes des deux pignons étant d'un meme coté de l'arbre portant les vis sans fin, les deux pignons étant solidaires chacun d'une roue intermédiaire, les deux roues intermédiaires engrenant sur une msme roue solidaire de l'arbre de la transmission, qui ne porte pas les deux vis sans fin. Dans un deuxième mode de la deuxième variante, les deux voies cinématiques comportent chacune un pignon intermédiaire à denture hélicordale, les axes des deux pignons étant situés de part et d'autre de l'arbre portant les vis sans fin, les deux pignons étant solidaires chacun d'une roue intermédiaire, les deux roues intermédiaires engrenant l'une directement et l'autre au moyen d'une-roue d'inversion sur une msme roue solidaire de l'arbre de la transmission, qui ne porte pas les deux vis sans fin. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifsrtrois modes de réalisations représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation de la première variante selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de la première variante selon l'invention - la figure 3 représente une coupe selon III-III de la fi gure 2 ~2 - la figure 4 représente schématiquement un mode de réalisation de la deuxième variante de l'invention. En se référant à la figure 1, on voit que l'on a désigné par 1 l'arbre menant d'un réducteur selon l'invention, l'arbre 1 pouvant tourner autour de son axe et étant supporté par deux paliers fixes 2 et 3. L'arbre 1 porte deux vis sans fin 4 et 5 tail lées en bout d'arbre et adjacentes l'une de l'autre, les pas des deux vis étant égaux et de sens contraire. L'arbre 1 est relié à un moteur électrique non représenté et constitue donc l'arbre menant de la transmission selon l'invention. L'arbre mené de la transmission a été désigné par 6 ; il est perpendiculaire à l'arbre 1 et solidaire d'une roue tangente 7 dont la denture héicoldale engrène avec la vis sans fin 4. Un pignon intermédiaire 8 ayant un axe fixe 9 parallèle à l'arbre 6 porte une denture hdlicordale et engrène avec la vis sans fin 5. L'arbre 9 et l'arbre 6 sont disposés d'un méme côtd de l'axe de l'arbre 1 : il en résulte que, pour une rotation de l'arbre 1 telle que celle qui est représentée par la flèche F, la roue 7 et le pignon 8 tournent dans des sens opposés représentés respectivement par les flèches F1 et F2. Le pignon 8 et la roue 7 ont des dentures hélicordales de sens opposés et de mEme pas et on les dispose de façon qu'ils engrènent l'un avec L'autre dans la zone 10, ce qui est possible compte tenu de leurs dentures et de leurs sens de rotation. Si on applique un couple moteur sur l'arbre 1 et un couple résistant sur l'arbre 6, les filets des vis sans fin 4 et 5 exercent sur la roue 7 et sur le pignon 8 des efforts égaux et de sens opposé. Les réactions dues au couple résistant seront donc égales et de sens opposés et s'annuleront sur l'arbre 1 qui ne subira aucune réaction axiale. Il est donc inutile d'équiper l'arbre 1 d'une butée axiale et les paliers 2 et 3 pourront Outre réalisés dé façon simple et économique. On constate qu'un tel dispositif a un fort rendement mécanique ; de plus, lorsque le couple résistant est variable, comme c'est le cas pour l'entrainement d'une timonerie d'essuie-glace, la transmission fonctionne pratiquement sans bruit même dans le cas où il y a un jeu excédentaire dans les dentures en présence. En se référant maintenant aux figures 2 et 3, on voit que lton a désigné par 21 l'arbre menant d'un dispositif de transmission selon le deuxième mode de réalisation de la première variante de l'invention. L'arbre menant 21 est entratné en rotation dans le sens de la flèche G par un moteur électrique non représenté et il est maintenu dans un bottier 20 au moyen de deux paliers 22, 23. La transmission selon l'invention fonctionne comme réducteur, par exemple pour l'entratnement d'une timonerie d'essuie-glace. L'arbre 21 porte, en bout, deux vis sans fin adJacentes 24 et 25 ayant des pas égaux mais opposés. Avec la vis sans fin 24 coopère un pignon 26 à denture hélicordale, ce pignon ayant un axe 27 perpendiculaire à l'axe de l'arbre 21 et étant solidaire d'une roue intermédiaire 28 portant une denture droite. Avec la vis sans fin 25 coopère un pignon intermédiaire 29 ayant un axe 30 parallèle à l'axe 27 et solidaire d'une roue intermédiaire 31 portant une denture droite. Les dentures hélicordales des pignons 26 et 29 ont le même pas en valeur arithmétique mais avec des sens opposés. Les diamètres à fond de dents et au sommet des dents sont les mêmes pour les pignons intermédiaires 26 et 29 et les axes 27 et 30 sont disposés de part et d'autre de l'axe de l'arbre 21, à la même distance que celui-ci. Lors de la rotation de l'arbre 21, les pignons intermédiaires 26 et 29 tournent donc dans le méme sens --- à la même vitesse selon les flèches G1 et G2 respectivement. Les roues intermédiaires 28 et 31 ont les mêmes diamètres à fond de dents et portent des dentures identiques. Ces deux roues intermédiaires engrènent avec une même roue 32 qu'elles entratnent en rotation selon la flèche G3 autour de l'axe 33 de ladite roue 32. Bien entendu, la roue 32 porte une denture droite. L'axe 33 constitue l'arbre mené du dispositif de transmission. L'ensemble du dispositif est placé à l'intérieur d'un carter 34 qui maintient fixes les axes parallèles 27, 30 et 33 par rapport à l'arbre menant 21. Lorsque l'arbre 21 transmet un couple moteur et que l'arbre 33 est soumis à un couple résistant, les réactions du couple résistant sur les vis sans fin 24 et 25 sont opposées, de sorte que l'arbre 21 ne subit aucune réaction axiale quelles que soient les variations du couple résistant. Les réactions radiales s'exer çant sur l'arbre 21 s'annulent en grande partie, de sorte que les paliers 22 et 23 n'ont à subir que des réactions transversales ré duites ce qui permet de les réaliser de façon très économique. On constate qu'un tel système de transmission est réversible et que le rendement mécanique est extrezmement élevé.Dans le cas où un tel système est utilisé pour l'entratnement d'une timonerie d'essuie-glace, on constate que la présence d'une butée axiale pour l'arbre 21 est totalement inutile et que la transmission du mouvement s'effectue sans bruit mtme dans le cas où il existe un jeu excédentaire dans les dentures qui coopèrent. En se référant maintenant à la figure 4, on voit que l'on a désigné par 41 l'arbre menant d'un dispositif de transmission selon la deuxième variante de l'invention. L'arbre menant 41 est entraf- né en rotation dans le sens de la floche H par un moteur électrique non représenté, et il est contenu dans un boîtier au moyen de deux paliers 42-43. L'arbre mené de la transmission a été désigné par 46 ; il est perpendiculaire à l'arbre 41 et solidaire d'une roue tangente 47 dont la denture engrène avec une vis sans fin 45 taillée en bout de l'arbre 41. Entre la vis sans fin 45 et le palier 43, l'arbre 41 porte une autre vis sans fin 44 adjacente à la vis 45 ; les vis 44 et 45 ont des pas de mFme sens, mais de valeur très différente, le pas de la vis 45 étant plus grand que celui de la vis 44. Avec la vis 44 engrène un pignon intermédiaire 48, dont l'axe 49 porte également une roue d'engrenage 51, qui engrène avec la denture de la roue tangente 47. Le sens de rotation de la roue tangente 47 est représenté par la flécheal, alors que celui de la roue tangente 48 est représenté par la flèche H2. Les axes 46 et 49 sont perpendiculaires à l'axe de l'arbre 41 et disposés de part et d'autre dudit arbre 41. Il est possible, dans cette variante, si cela s'avère nécessaire, d'associer à la roue tangente 47 une roue d'engrenage intermédiaire qui engrène avec la roue d'engxenage 51 associée à la roue tangente 48. Ce dispositif présente le même avantage que ceux qui ont été précédemment décrits, c'est-à-dire qu'il ne se produit aucun dd- placement longitudinal de l'arbre 41 lorsqu'il y a une variation du couple rbsistance sur l'arbre mené 46, car les réactions du couple résistance sur les vis sans fin 44 et 45 sont opposées. Il est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cèla du cadre de l'invention. REVENDICATI0N# 1 - Transmission à engrenages comportant un arbre menant et un arbre mené de vitesses angulaires différentes, les deux arbres ayant des axes fixes l'un par rapport à l'autre, caractérisée par le fait que l'un des arbres porte deux vis sans fin ayant des pas algébriquement différents et est relié à l'autre arbre par deux voies cinématiques d'engrenages différentes comportant chacune l'une des deux vis sans fin précitées, l'une au moins des voies cinématiques comportant au moins un pignon intermédiaire ayant un axe fixe au jeu près-par rapport aux axes des.deux arbres. 2 - Transmission selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux arbres ont des axes perpendiculaires et que l'(ou les) axe(s) du (ou des) pignon(s) intermédiaire(s) est (ou sont) parallèle(s) à l'axe de l'arbre, qui ne porte pas les vis sans fin. 3 - Transmission selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'arbre menant est celui qui porte les deux vis sans fin, la transmission étant un réducteur de vitesse. 4 - Transmission selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les deux vis sans fin de l'arbre menant sont disposées de façon adjacente sur ledit arbre, l'arbre menant étant, de préférence, supporté par deux paliers disposés du même coté de l'ensemble formé par les deux vis sans fin adjacentes. 5 - Transmission selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'arbre menant est entratné par un moteur électrique et que l'arbre mené commande une timonerie d'essuie-glace. 6 - Transmission selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les deux vis sans fin ont des pas de sens différents. 7 - Transmission selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les deux vis sans fin ont des pas de même sens mais de valeur arithmétique différente. 8 - Transmission selon les revendications 2 et 6 prises simultanément, caractérisée par le fait que l'une des voies cinématiques comporte une roue à denture hélicordale engrenant sur l'une des vis sans fin et solidaire de l'arbre mené et que l'autre voie cinématique comporte un pignon intermédiaire à denture hélicordale engrenant sur l'autre vis sans fin et sur la roue précitée, f A l'axe de la roue et l'axe du-pignon étant situés d'un meme coté de l'arbre portant les vis sans fin. 9 - Transmission selon les revendications 2 et 6 prises simultanément, caractérisée par le fait que les deux voies cinématiques comportent chacune un pignon intermédiaire à denture héli cotidale engrenant sur l'une des deux vis sans fin, les deux pignons ayant leurs axes de part et. d'autre de l'arbre porteur des deux vis sans fin et étant solidaires chacun d'une roue intermédiaire d'engrenage, les deux roues intermédiaires engrenant avec une même roue solidaire de l'arbre de la transmission, qui ne porte pas les vis sans fin. 10 - Transmission selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les deux roues intermédiaires ont une denture droite, de même que la roue avec laquelle elles engrènent toutes les deux. 11 - Transmission selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les deux roues intermédiaires ont des dentures hélicordales, dont les pas sont de meme sens, et que la roue, avec laquelle elles engrènent toutes les deux, a une denture hélicsidale ayant un pas de sens inverse. 12 - Transmission selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée par le fait que les rayons des cercles primitifs des deux pignons intermédiaires sont égaux, de msme que ceux des deux roues intermédiaires, les pas des deux vis sans fin étant égaux et de sens contraire. 13 - Transmission selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les nombres de dents des deux pignons intermédiaires sont premiers entre eux, de même que les nombres de dents des deux roues intermédiaires. 14 - Transmission selon les revendications 2 et 7 prises simultanément, caractérisée par le fait que les deux voies cinématiques comportent chacune un pignon intermédiaire à denture hélicordale, les axes des deux pignons étant d'un même csté de l'arbre portant les vis sans fin, les deux pignons étant solidaires chacun d'une roue intermédiaire, les roues intermédiaires engrenant sur une même roue solidaire de l'arbre de la transmission, qui ne porte pas les vis sans fin. 15 - Transmission selon les revendications 2 et 7 prises simultanément, caractérisée par le fait que les deux voies comportent chacune un pignon intermédiaire à denture hélicoldale, les axes des deux pignons étant de part et d'autre de l'arbre portant les vis sans fin, les deux pignons étant solidaires chacun d'une roue intermédiaire, les deux roues intermédiaires engrenant l'une directement et l'autre au moyen d'une roue d'inversion sur une meme roue solidaire de l'arbre de la transmission, qui ne porte pas les deux vis sans fin.