Brevet FR2499660A1 — publié le 19820813

La présente invention a pour objet un engrenage à rattrapage de jeu inclus dans une channe cinématique se composant de deux roues dentées montées sur un ensemble mécanique avec un entraxe tel que les dentures coopèrent entre-elles. Tous les engrenages ont, classiquement, un jeu plus ou moins important, nommé jeu fonctionnel qui s'additionne sur toute la longueur d'une channe. Ce jeu est fonction de la qualité et de la précision de réalisation, mais aussi de l'état d'usure des dents des dentures ; il peut être réduit, mais, existe obligatoirement. Or, dans certaines utilisations, l'existence de ce jeu apporte une gêne considérable, notamment dans les systèmes de gouverne et de commande de dérives de missiles ; en effet, l'absence de jeu dans le réducteur commandant la dérive est indispensable pour que l'asservissement de position de cette gouverne soit correct, et que celle-ci ne "batte" pas dans le jeu consécutif au jeu des dentures. Dans un tout autre ordre d'idée, il peut être également intéressant d'éliminer le jeu des engrenages dans les fabrications en grande série de petits mécanismes, pour pouvoir ainsi diminuer les tolérances de fabrication des pièces, et par suite, leur prix de revient. Pour éliminer ou tout au moins diminuer ce jeu, les seuls possibilités envisagées jusqu'à présent, consistent à améliorer la précision de réalisation de l'ensemble, ou à remplacer la channe cinématique unique par une double channe d'engrenages, 11 une entratnant directement le mécanisme et l'autre ayant un système angulaire placé entre sa première roue et l'arbre d'entrée de la première channe ; il a été également proposé de placer l'ensemble sous contrainte par l'intermédiaire d'un vérin rotatif. Néanmoins, aucune de ces solutions n'a jusqu'à présent permis d'obtenir les résultats souhaités quant à la précision, la souplesse de l'ensemble et la simplicité du système. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un engrenage à rattrapage de jeu du type défini ci-dessus, c'est-à-dire inclus dans une channe cinématique, et se composant de deux roues dentées montées sur un ensemble mécanique avec un entraxe tel que les dentures coopèrent entre-elles, cet engrenage ert caract8riee en ce que l'une des roues première roue a un axe susceptible de se déplacer parallèlement à lui-m8me, sous l'effet de moyens de précontraintes qui appliquent cette première roue sous contrainte, contre l'autre roue ou seconde roue, d'axe fixe, ces moyens de précontrainte coopèrant avec des moyens d'accouplement qui raccordent l'axe mobile de la première roue aux autres organes de la channe cinématique par une liaison homocinétique. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de précontraintes sont constitués par une lumière prévue dans le carter supportant l'axe de la première roue de facon à permettre à son axe de se déplacer, coopérant avec des organes élastiques qui appliquent sous contrainte la denture de la première roue contre la seconde roue. Cette disposition permet de rapprocher la première roue de la seconde (pour ce, on pourrait prévoir deux ressorts placés au niveau de l'axe de la première rcue) ; ainsi, on applique intimement chaque dent de la zone de contact entre les deux roues contre la roue antagoniste, et on élimine totalement le jeu dans l'engrenage en fabriquant un engrenage précontraint. Cependant, pour qu'un tel engrenage soit utilisable dans la pratique, sans présenter d'inconvenients majeurs liés au fait que l'axe de la première roue n'ayant pas de position définie ni fixe est très difficile, voire impossible à raccorder aux autres organes de la chatne cinématique, il est nécessaire de combiner les moyens de précontrainte, avec des moyens d'accouplement susceptibles de raccorder l'axe mobile de la première roue aux autres organes de la channe cinématique par une liaison homocinétique. Dans ce but, et selon l'invention, la première roue a une configuration particulière, et se compose d'un moyeu d'axe fixe comportant une jante périphérique et une face arrière ainsi que d'une couronne circulaire portant la denture flottant autour de la jante sur laquelle elle est appliquée par l'intermédiaire d'un bandage en un matériau élastique tel que du caoutchouc synthétique constituant l'organe élastique. En outre, la couronne circulaire comporte une face arrière parallèle à la face arrière du moyeu. Cette configuration particulière permet de raccorder les faces arrière du moyeu et de la couronne circulaire qui sont mobiles en rotation autour d'axes parallèles situés à fai ble distance l'un de l'autre, par un médanisme similaire aux joints de Oldham qui sont couramment utilisés pour transmettre un mouvement de rotation entre deux arbres parallèles dont les axes sont très voisins. A cet effet, et selon une caractéristique essentielle de l'invention, les moyens d'accouplement sont constitués par un joint cruciforme formé de deux branches fixées perpendiculairement l'une au-dessus de l'autre, l'une des branches ou première branche étant mobile en coulissement dans une première rainure spécialement prévue à cet effet, dans la face arrière du moyeu de la première roue dentée, tandis que l'autre branche ou seconde branche est mobile en coulissement dans une seconde ratnure prévue dans la face arrière de la couronne de la première roue dentée, en regard de la première ratnure. Pour que l'ensemble moyeu-bandage-couronne dentéejoint cruciforme soit maintenu en place de façon rigide, il est nécessaire de prévoir des organes de fixation supplémentaires. Les caractéristiques de l'engrenage à rattrapage de jeu qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un engrenage suivant l'invention, - la figure 2a représente, schématiquement, l'une des positions extrêmes du joint cruciforme, - la figure 2b représente, en coupe transversale, la première roue de l'engrenage dans la position représentée sur la figure 2a, - la figure 3a représente, schématiquement, le joint cruciforme dans la position extrême opposée à celle représentée sur la figure 2a, - la figure 3b est une coupe de la première roue de l'engrenage dans la position représentée sur la figure 3a. Selon la figure 1, l'engrenage a rattrapage de jeu qui est inclus dans une chatne cinématique qui fait l'objet de l'invention se compose, schématiquement, de deux roues dentées 1 et 2, munies respectivement à leur périphérie extérieure de dentes l0:et 20 qui coopèrent entre-elles pour entratner le mécanisme. Les deux roues dentées 1 et 2 sont montées sur un ensemble mécanique qui, dans un but de clarté et de brièveté, n'a pas été représenté sur les figures. Le fonctionnement de l'engrenage objet de l'invention est basé sur la possibilité de combiner des moyens susceptibles de rendre mobile l'axe de la première roue 1 pour le rapprocher de l'axe fixe A-A de la seconde roue 2, avec des moyens d'accouplement raccordant l'axe mobile de cette première roue 1 aux autres organes de la channe cinématique selon une liaison homocinétique. A cet effet, la première roue 1 comporte un moyeu 3 d'axe fixe X-X' comportant une jante périphérique 30 et une face arrière 31. La jante 30 est entourée par une couronne circulaire flottante 4, portant la denture 1t, dont l'axe mobile Y-Y' est parallèle à l'axe X-X', dont il est éloigné d'une distance variable d. La couronne circulaire 4 est appliquée contre le moyeu 3 par l'intermédiaire d'un bandage 5 en un matériau élastique, tel que notamment du caoutchouc synthétique. Le r81e du bandage 5 est d'appliquer par une force dirigée selon la flèche I, la couronne 4 portant la denture 10 contre la denture 20 de la roue 2, afin de maintenir les dents antagonistes des deux roues en contact intime, ce qui permet de précontraindre l'engrenage et d'éliminer complètement le jeu. Pour pouvoir utiliser valablement un tel engrenage dans un système mécanique quelconque, il est nécessaire de le combiner à un joint permettant de transmettre le mouvement de rotation entre les axes X-X' et Y-Y' parallèles du moyeu 3 et de la couronne 4 distants de d. Dans ce but, la couronne circulaire 4 est repliée en forme de cuvette et comporte une face arrière 40 parallèle à la face arrière 31 du moyeu 3. Les moyens d'accouplement sont constitués par un joint cruciforme 6 comportant deux branches 60 et 61 fixées perpendiculairement l'une au-dessus de l'autre. L'une des branches 60 ou première branche est mobile en coulissement dans une première rainure 32 spécialement prévue à cet effet dans la face arrière 31 du moyeu 3 de la première roue dentée 1, tandis que l'autre branche ou seconde branche 61 perpendiculaire à la branche 60 est mobile en coulissement dans une seconde rainure 41 prévue à cet effet dans la face arrière 40 de la couronne 4 de la première roue dentée 1, en regard de la première rainure 32. Dans le cas général, le joint cruciforme 6 comporte un disque intermédiaire entre les deux branches 60 et 61 pour améliorer sa résistance mécanique. Pour des raisons de clarté, ce disque intermédiaire n'a pas été représenté sur les dessins. Par ailleurs, l'ensemble est maintenu en place au moyen d'organes de fixation qui ne sont pas représentés sur les figures. En conséquence, l'invention est basée sur la possibilité de combiner les axes parallèles X-X' et Y-Y' distants de d du moyeu 3 et de la couronne dentée 4 de la première roue 1, par l'intermédiaire d'un joint 6 correspondant à un joint Odlham. Selon la figure 2a, on démontre par un raisonnement mathématique que, lorsque le moyeu 3 et la couronne 4 (représentés schématiquement sur la figure) sont respectivement mobiles en rotation autour de leurs axes X-X' et Y-Y' perpendiculaire au plan de la figure 2a, distants d'une distance d, le point d'intersection 62 des branches 60 et 61 du joint cruciforme 6 dont les branches coulissent dans les rainures 32 et 41 des pièces 3 et 4, décrit le cercle 100 de diamètre d. Dans ce cas, si l'on coupe la figure 2a, suivant l'axe II-II, l'ensemble de l'engrenage prend la position représentée sur la figure 2b, c'est-à-dire que le joint cruciforme 6 se trouve décalé sur la droite de la figure, dans la ratnure 41. Au contraire, si les rainures 41 et 32 ont les positions représentées sur la figure 3a, c'est-à-dire les positions perpendiculaires à celles représentées sur la figure 2a, et que l'on coupe l'ensemble selon la ligne III-III, la branche 61 du joint cruciforme 3 se trouve centrée dans la rainure 41, et les axes X-X' et Y-Y' sont vus l'un derrière l'autre. Cette disposition permet la fabrication d'un engrenage ne comportant pas de fin pouvant être facilement utilisé pour différents types de mécanisme. R E V EN D I CA T I O NS 10) Engrenage à rattrapage de jeu inclus dans une channe cinématique se composant de dewx roues dentées montées sur un ensemble mecanique avec un entraxe tel que les dentures coopèrent entre-elles, engrenage caractérisé en ce que l'une des roues ou première roue t1) a un axe (X-X') susceptible de se déplacer parallèlement à luiXmême sous l'effet de moyens de précontrainte qui appliquent cette première roue (1), sous contrainte, contre l'autre roue ou seconde roue (2), d'axe (Y-Y') fixe, ces moyens de précontrainte coopèrent avec des moyens d'accouplements qui raccordent l'axe mobile (X-X') de la première roue (1) aux autres organes de la chaste cinématique par une liaison homocinétique 20) Engrenage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de précontrainte sont constitués par une lumière prévue dans le carter de la première roue de façon à permettre à son axe de se déplacer coopèrant avec des organes élastiques qui appliquent sous contrainte la denture de la première roue contre la seconde roue 30) Engrenage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première roue se compose d'un moyeu d'axe fixe comportant une jante périphérique et une face arrière ainsi que d'une couronne circulaire portant la denture flottant autour de la jante sur laquelle elle est appliquée par l'intermédiaire d'un bandage en un matériau élastique tel que du caoutchouc synthétique constituant l'organe élastique. 40) Engrenage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne circulaire comporte une face arrière parallèle à la face arrière du moyeu. 5 ) Engrenage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement sont constitués par un joint cruciforme formé de deux branches fixées perpendiculairement l'une au-dessus de l'autre, l'une des branches ou première branche étant mobile en coulissement dans une première rainure spécialement prévue à cet effet dans la face arrière du moyeu de la première roue dentée tandis que l'autre branche ou seconde branche est mobile en coulissement dans une seconde rainure prévue dans la face arrière de la couronne de la première roue dentée, en regard de la première rainure. 60) Engrenage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ensemble moyeu-bandagecouronne dentée formant la première roue est maintenu en place au moyen d'organes de fixation.