Brevet FR2499653A1 — publié le 19820813

Vérin à moteur rotatif. L'invention est relative à un vérin, destiné à maintenir et/ou à déplacer linéairement un corps à l'encontre d'un effort, vérin du genre de ceux qui comprennent un moteur rotatif et un réducteur à engrenages, propre à être entrainé par le moteur, ce réducteur ayant un arbre de sortie relié au corps par un moyen propre à transformer le mouvement de rotation de l'arbre en mouvement rectiligne ou sensiblement rectiligne du corps. Dans un vérin de ce genre, le corps destiné à etre déplacé par le vérin exerce sur l'arbre de sortie du réducteur une réaction axiale qui nécessite la présence d'un palier de butée pour assurer la liberté de rotation de cet arbre tout en fournissant un appui axial contre une partie fixe pour encaisser ladite réaction. Les efforts mis en jeu pouvant etre importants, le palier de butée doit etre de grandes dimensions ; il il en résulte un encombrement non négligeable qui vient s'ajouter à l'encombrement du moteur et du réducteur. L'invention a pour but, surtout, de fournir un vérin du genre défini précédemment qui réponde mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et qui, notamment, soit compact, et d'un prix de revient réduit. Selon l'invention, un vérin du genre défini précédemment est caractérisé par le fait que le réducteur comporte une roue dentée intérieurement, solidaire de l'arbre de sortie, et qu'un palier de butée, propre à encaisser la réaction axiale sur l'arbre de sortie du réducteur, est placé entre une face de la susdite roue, à proximité de sa denture, et une pièce du réducteur solidaire du carter du moteur. Le réducteur est généralement du type à engrenages épicycloidaux. De préférence, le carter du moteur est muni d'un moyen d'appui, contre une partie fixe, situé dans l'alignement de l'arbre de sortie du réducteur. Le palier de butée est situé entièrement à l'intérieur, dans le sens radial, du contour extérieur de la roue dentée. Avantageusement, l'axe de rotation du moteur est coaxial à l'arbre de sortie du réducteur, et la pièce de ce réducteur, solidaire du carter moteur, est formée par une deuxième roue dentée intérieurement coopérant, ainsi que la première, avec des pignons satellites, l'axe du moteur étant solidaire d'un planétaire qui coopère également avec ces satellites. Le moyen d'appui du carter contre la partie fixe peut etre constitué par une articulation à couteau assurant l'arrêt en rotation du carter moteur tout en permettant un léger basculement de l'ensemble moteur-réducteurarbre de sortie dans un plan orthogonal au couteau. Le carter du moteur est avantageusement composé d'un cylindre délimité par deux fonds dont l:un porte le moyen d'appui et dont l'autre est réalisé monopièce avec la deuxième roue dentée. Un organe protecteur cylindrique peut envelopper les deux roues dentées et etre fixe sur l'une d'elles tout en étant légèrement espacé radialement de l'autre roue, avec interposition d'une bague glissante d'étanchéité entre cette autre roue et ledit protecteur. Le palier de butée est avantageusement constitué par une butée à billes dont les pistes sont directement formées dans les faces transversales en vis-à-vis des deux roues dentées. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ce dessin, est une coupe axiale avec parties en extérieur d'un vérin conforme à l'invention. La figure 2, enfin, est une coupe suivant II-II figure 1, avec parties arrachées. En se reportant au dessin, notamment à la figure 1, on peut voir un vérin V destiné à maintenir et à déplacer linéairement un corps 1 à l'encontre d'un effort. Dans l'exemple de réalisation montré sur le dessin, le corps 1 est constitué par l'extrémité d'un bras B monté rotatif sur un axe A, situé vers son autre extrémité. L'axe du vérins est sensiblement orthogonal à la direction moyenne du bras B ; la rotation du bras B est limitée angulairement de part et d'autre de la direction orthogonale à l'axe du vérin V de telle sorte que le corps 1 décrira un arc de cercle s'écartant peu de la tangente au point milieu de cet arc de cercle. Le vérin V comprend un moteur rotatif M avantageusement formé par un moteur électrique, et un réducteur à engrenages R, propre à être entrainé par le moteur. Ce réducteur R comporte un arbre de sortie 2 relié au corps 1 par des moyens T propres à transformer le mouvement de rotation de l'arbre 2 en mouvement rectiligne du corps 1. Les moyens T sont formés par un écrou 3 articulé sur le corps 1 et vissé sur une partie filetée 2a de l'arbre 2. Le réducteur R est du type à engrenages épicy cloidaux et comporte une roue 4 dentée intérieurement solidaire de l'arbre de sortie 2 ; l'arbre 2 est lié à la roue 4 par accouplement à cannelures ou dentelures. Le corps 1 exerce, sur l'arbre de sortie 2, une réaction axiale F qui assure le maintien axial dudit arbre. Un palier de butée 5, propre à encaisser cette réaction axiale, est placé entre une face 4a de la roue dentée 4, à proximité de la denture 6, et une pièce 7 du réducteur solidaire du carter 8 du moteur M. Le carter 8 est muni d'un moyen d'appui 9 contre une partie fixe 10, ce moyen d'appui 9 étant situé dans l'alignement de l'arbre de sortie 2 du réducteur. Le carter 8 comprend un cylindre 8a délimité par deux fonds 8b, 8c ; le fond 8b porte le moyen d'appui 9. Le palier de butée 5 est situé entièrement à l'intérieur, dans le sens radial, du contour extérieur de la roue dentée 4. L'axe géométrique de l'arbre e du moteur M est coaxial à l'arbre de sortie 2 du réducteur. La pièce 7 de ce réducteur, solidaire du carter 8, est formée par une deuxième roue 11 dentée intérieurement. Le fond 8c fermant le carter 8 est réalisé monopièce avec cette deuxième roue dentée 11. Le palier de butée 5 est constitué par une butée à billes 12 dont les pistes 13, 14, sont directement formées dans les faces transversales 4a, pila, en vis-àvis, des deux roues dentées 4 et 11. La poussée axiale F maintient les billes 12 dans les pistes circulaires 13, 14 ; les roues 4 et 11 dans lesquelles sont prévues ces pistes, sont réalisées en un métal de forte résistance mécanique. L'agencement des pistes circulaires 13, 14, dans les faces des deux roues assure, en outre, la concentricité de ces roues. Les deux roues dentées 4, 11 coopèrent avec trois pignons satellites 15, régulièrement espacés, montés libres en rotation, notamment par des paliers à aiguilles 16, sur des axes 17 portés à chacune de leurs'extrémités par un porte-satellite 18. Les roues dentées-4, 11 ont des diamètres primitifs d'engrènement légèrement différents et les pignons satellites 15 comportent chacun deux dentures, de diamètres primitifs différents également. Le porte-satellite 18 comporte deux flasques 18a, 18b, reliés par trois entretoises radiales 18c (fig. 2). Les satellites 15 rengrènent, en outre, avec un pignon planétaire 19 solidaire de arbre e du moteur, porté par deux paliers 20, 21, logés respectivement dans les fonds 8c, 8b du carter. Le fond 8c supporte, de manière usuelle, les éléments de transmission du courant électrique tels que des fils conducteurs et des balais frottant sur un collecteur du moteur. Le moyen d'appui 9 est formé par une articulation à couteau 9a, comportant une arête rectiligne, perpendiculaire au plan de la figure 1 ; la section de cette arête 9a a la forme d'un angle aigu à sommet arrondi comme visible sur cette figure 1. Cette arete est engagée dans un logement 10a à section concave en forme d'angle plus ouvert que celui de 1'arbre 9a ; il existe ainsi une possibilité de débattement du moteur M, du réducteur R et de l'arbre 2 dans un plan orthogonal à celui de l'arete 9a, c'està-dire dans le plan de la figure 1. Ce débattement permet d'assurer un déplacement du corps 3 qui n'est pas rigoureusement rectiligne. L'articulation à couteau 9a, 10a, assure, en outre, l'arrêt en rotation du moteur M et de la roue dentée 11 par rapport à la partie fixe 10. L'écartement axial des roues 4 et 11 est maintenu, en l'absence de la poussée F, par un protecteur cylindrique 22 fixé par un sertissage 22a sur la roue 11 et arrêté axialement sur la roue 4 par un jonc élastique 23 (fig. 2). Ce jonc 23 a la forme d'un étrier à deux branches parallèles qui s'engagent dans deux zones diamétralement opposées d'une gorge 4b prévue à la périphérie de la roue 4, et dans deux évidements 22b, 22c, du protecteur 22. Ce protecteur 22 est légèrement espacé radialement de la périphérie de la roue 4 ; l'espace annulaire est fermé par une bague d'étanchéité glissante 24 logée dans une gorge prévue à la périphérie de la roue 4. Le fonctionnement du vérin résulte immédiatement des explications précédentes. La rotation, relativement rapide, de l'arbre e du moteur provoque par engrènement du pignon 19 avec les satellites 15, et par engrènement de ceux-ci avec les roues dentées 11 et 4, une rotation beaucoup plus lente de la roue 4 et donc de l'arbre 2. Le porte-satellite 18 effectue, lui-meme, un mouvement de rotation autour de l'axe géométrique de l'arbre e. L'écrou 3, en coopérant avec la partie filetée 2a, effectue un déplacement rectiligne ou sensiblement rectiligne. Comme déjà expliqué précédemment, dans l'exemple de réalisation envisagé, le centre O de l'écrou parcourt un arc de cercle 0î O . Il en résulte un léger 2 basculement de l'ensemble (moteur M - réducteur R - arbre 2) autour de l'articulation à couteau 9. La poussée axiale F est transmise à la partie fixe 10 par la roue dentée 4, le palier de butée 5, la deuxième roue dentée 11, la portion cylindrique 8a du carter du moteur et par le fond 8b et son articulation à couteau. Une telle articulation à couteau, avantageuse par sa simplicité de fabrication et sa grande résistance par absence de frottement, est notamment utilisée dans le cas où la poussée F est sensiblement constante. Il convient de noter qu'une telle articulation pourrait être remplacée par un axe d'articulation orthogonal au plan de la figure l. L'ensemble moteur-réducteur de l'invention est particulièrement peu encombrant, et léger, le palier de butée 5 utilisant les pièces existantes du réducteur sans introduire, pratiquement, d'encombrement supplémentaire tout en étant de dimensions maximales assurant sa fiabilité. Le vérin de l'invention peut remplacer, dans de nombreuses applications, un vérin hydraulique. REVENDICATIONS 1. Vérin destiné à maintenir et/ou à déplacer linéairement un corps à l'encontre d'un effort, comprenant un moteur rotatif et un réducteur à engrenages, propre à etre entrainé par le moteur, ce réducteur ayant un arbre de sortie relié au corps par un moyen propre à transformer le mouvement de rotation de l'arbre en mouvement rectiligne ou sensiblement rectiligne du corps, caractérisé par le fait que le réducteur (R) comporte une roue (4) dentée intérieurement, solidaire de 1 'arbre de sortie (2), et qu'un palier de butée (5), propre à encaisser la réaction axiale (F) sur l'arbre de sortie (2) du réducteur est placé entre une face (4a) de la susdite roue, à proximité de sa denture (6), et une pièce (7) du réducteur solidaire du carter (8) du moteur. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réducteur est du type à engrenages épicycloidaux. 3. Vérin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le carter (8) du moteur est muni d'un moyen d'appui (9) contre une partie fixe (10) situé dans l'alignement de l'arbre de sortie (2) du réducteur. 4. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le palier de butée (5) est situé entièrement à l'intérieur,dans le sens radial, du contour extérieur de la roue dentée (4). 5. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'axe (e) de rotation du moteur (M) est coaxial à l'arbre de sortie (2) du réducteur et que la pièce (7) de ce réducteur solidaire du carter (8) moteur est formée par une deuxième roue (11) dentée intérieurement coopérant, ainsi que la première (4),avec des pignons satellites (15), l'axe du moteur étant solidaire d'un planétaire (19) qui coopère également avec ces satellites. 6. Vérin selon la revendication 3 ou selon l'ensemble de la revendication 3 et de la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que le moyen d'appui (9) du carter contre la partie fixe (10) est constitué par une articulation à couteau (9a, 10a) assurant l'arrêt en rotation du carter moteur (8) tout en permettant un léger basculement de l'ensemble moteur-réducteur-arbre de sortie dans un plan orthogonal au couteau. 7. Vérin selon la revendication 3 ou selon l'ensemble de la revendication 37e l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le carter (8) du moteur est composé d'un cylindre (8a) délimité par deux fonds (8b, 8c) dont l'un (8c) porte le moyen d'appui (9) et dont l'autre (8b) est réalisé monopièce avec la deuxième roue dentée. 8. Vérin selon la revendication 5 ou selon l'ensemble de la revendication 5 et de la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un organe protecteur cylindrique (22) enveloppant les deux roues dentées (4, 11) et fixé sur l'une d'elles (11) tout en étant légèrement espacé radialement de l'autre roue (4), avec interposition d'une bague glissante d'étan chéité (24) entre cette autre roue (4) et ledit protecteur (22). 9. Vérin selon la revendication 5 ou selon l'ensemble de la revendication 5 et de l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le palier de butée est constitué par une butée à billes (12) dont les pistes (13, 14) sont directement formées dans les faces transversales (4a, lla) en vis-à-vis des deux roues dentées (4, 11). 10. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moteur est électrique.