Brevet FR2522760A1 — publié le 19830909

La présente invention se rapporte à un mécanisme de transmission de puissance et, plus précisément, a un mécanisme de transmission de puissance perfectionné du type comprenant une vis globique coopérant avec une roue d'en- grena Re. Dans un engrenage à vis sans fin, formé d'une vis globique et d'une roue d'engrenage associée, cette dernière porte un grand nombre de dents qui engrènent avec une saillie hélicoïdale continue formée sur la vis globique et la zone de pression de contact entre les dents de la roue et la saillie de la vis globique est plus grande que dans le cas d'un engrenage à vis sans fin classique Il en résulte comme avantages que l'usure des dents est réduite et que des forces élevées peuvent être transmises à partir d'une force d'entratne- ment comparativement faible. Toutefois, ce type d'engrenage à vis sans fin présente un inconvénient qui réside dans le fait que, lors d'un léger déplacement de la vis dans une direction perpendiculaire à son axe longitudinal, l'engrènement de la vis globique et de la roue dentée ne s'effectue pas correctement. A la lumière de ce qui précède, le but principal de la présente inven- tion est de procurer un nouveau mécanisme de transmission de puissance n'ayant ni les inconvénients d'un engrenage à vis sans fin classique, ni ceux d'un engrenage à vis globique connu. Un autre but de la présente invention est de procurer un mécanisme de transmission de puissance comprenant une vis globique et un dispositif associé du type roue d'engrenage, les éléments constituant les dents de ce dispositif étant conçus de telle façon à pouvoir être mis en rotation lors- qu'ils viennent en contact avec la saillie hélicoïdale de la vis. Un autre but de la présente invention est de procurer un mécanisme de transmission de puissance, du type spécifié ci-dessus, qui soit construit de telle façon que l'engrènement entre la vis et la roue se fasse sans jeu. Un autre but encore de la présente invention est de procurer un me- canisme de transmission de puissance formé d'une vis globique et d'une roue d'engrenage/soit d'unestructure simple, d'un fonctionnement fiable, et d'un faible coût. Un autre but encore de la présente invention est de procurer un mé- canisme de transmission de puissance dans lequel les éléments qui viennent s'engrenéraveclavsglobique puissent être facilement mis en place sur la roue. Un autre but de la présente invention est encore de procurer un mécanisme de transmission de puissance dans lequel un certain nombre de galets qui engrènent avec la vis globique sont montés sur une roue d'engrenage de manière à permettre un fonctionnement sans à-coups du mécansime. D'autres buts et caractéristiques de la présente invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre faite, sans aucun caractère limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation schématique partiellement en coupe, d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme de transmission de puissance conforme à la présente invention la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une roue d'engrenage démontée du premier mode de réalisation de l'invention la figure 3 est une vue schématique visant à expliciter l'angle d'inclinaison du filet d'une vis sans fin classique la figure 4 est un diagramme visant à expliciter l'angle d'inclinai- son du filet d'une vis globique la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un organe de roule- ment à billes utilisé dans le premiermode de réalisation de l'invention; la figure 6 est une vue latérale schématique partielle en élévation d'un deuxième mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance* conforme à la présente invention la figure 7 est une vue en coupe partielle de la roue d'engrenage de ce deuxième mode de réalisation la figure 8 est une vue en coupe partielle illustrant une variante de la roue d'engrenage du deuxième mode de réalisation de l'invention la figure 9 est une vue en coupe partielle illustrant une autre variante de la roue d'engrenage du deuxième mode de réalisation la figure 10 est une vue schématique, partiellement arrachée, mon- trant la structure intérieure d'un troisème mode de réalisation dumécanisme de transmission de puissance conforme à la présente invention; - la figure 11 est une vue en coupe agrandie faite dans la direction des flèches, sensiblement le long de la ligne XI-XI de la figure 10 la figure 12 est une vue en coupe faite dans la direction des flèches, sensiblement le long de la ligne XII-XII de la figure 11 la figure 13 est une vue en plan du dispositif représenté sur la figure 12; la figure 14 est une vue schématique partiellement arrachée, montrant la structure intérieure d'un quatrième mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance conforme à la présente invention; la figure 15 est une vue agrandie partiellement en coupe montrant la partie principale du mécanisme de transmission de puissance de la figure 14; la figure 16 est une vue de dessus correspondant à la figure 15; et la figure 17 est une vue de côté faite dans la direction des flèches, sensiblement le long de la ligne XVII-XVII de la figure 15. On va maintenant se référer aux dessins, sur lesquels les mêmes références numériques désignent les éléments identiques ou analogues d'une figure à l'autre. Sur la figure 1, est représenté un premier mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance conforme à la présente invention, qui est désigné dans son ensemble par la référence numérique 10 Ce mécanisme comprend une vis globique 12 fixée sur un arbre d'entraînement 11 et une roue d'engrenage 14 susceptible d'être entraînée par la vis globique 12, la roue 14 étant sans contact direct avec l'arbre d'entraînement 11 et s'étendant de telle façon que l'arbre 13, sur lequel elle est montée, soit perpendiculaire à l'arbre d'entraînement 11 de la vis et entrecroise ce dernier. La roue 14 porte un certain nombre d'organes de roulement à billes 18 sur toute sa surface périphérique, chacun de ces organes de roulement à billes 18 s'étendant radialement sur la surface périphérique de la roue 14 avec un certain pas angulaire correspondant au pas de la gorge hélicoïdale continue 16 définie par la saillie de la vis globique 12, de manière à en- grener avec cette gorge 16. Afin de faciliter le montage des organes de roulement à billes 18 sur la roue 14, comme représenté sur la figure 2, la roue 14 peut être de préférence constituée de deux disques 20 et 21 Chacun des disques 20 et 21 présente un certain nombre d'évidements périphériques 22 ménagés sur son pour- tour à intervalles égaux correspondant au pas de la gorge 16 de la vie 12. Chaque évidement 22 est incliné selon un angle déterminé par rapport à un plan parallèle à la surface du disque 20 et un organe de roulement à billes 18 est monté dans chacun de ces évidements 22 Pour le montage des organes de roulement à billes 18 dans les évidements 22, un renfoncement 24 est ménagé dans une partie de chaque évidement 22, sur la face intérieure de chacun des disques 20 et 21. Chaque organe de roulement à billes 18 porte en son centre un axe de montage 26, les deux extrémités de cet axe de montage faisant saillie de chaque côté du palier intérieur 28 de l'organe de roulement 18 de telle manière à pouvoir être engagés dans les renfoncements 24 formés dansl'évidement 22 sur chacun des disques 20 et 21 Les deux disques 20 et 21 peuvent être soli- darisés l'un à l'autre par tout moyen approprié, tel que par exemple des or- ganes de vissage 30 Ainsi, la bague de roulement extérieure 32 de l'organe de roulement 18 peut venir s'engager dans la gorge hélicoïdale continue 16 de la vis globique 12. La figure 3 est un croquisd'une vissansfin classique, sur lequel est l'angle d'inclinaison, d le diamètre du cercle primitif et 1 le pas de la vis En supposant que le module est m et que le nombre de filets de la saillie de la vis est désigné par n, 1 =n m Y= tg 1 1 Vd En conséquence, = tg-1 n m d On peut donc constater que l'angle d'inclinaison est constant. D'un autre c 8 té, dans la vis globique, esquissée sur la figure 4 oẢ est la distance entre l'axe X de la vis et l'axe Y de la roue, R le rayon de la roue et d le diamètre de la partie de la vis qui est en contact avec la roue, selon un angle de So( par rapport à une droite OY reliant le milieu de l'axe longitudinal X de la vis et l'axe Y de la roue. L'angle d'inclinaison e est déterminé comme suit: = 2 (A-R os) /cos. = 2 (A-R coso() /cos c. D ou, @ Comme cela ressort de ce qui précède, l'angle d'inclinaison de la vis globique varie en fonction de l'angle de contact " et n'est donc pas constant. En conséquence, dans le premier mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance selon la présente invention, la partie de la bague de roulement extérieure 32 de l'organe de roulement 18, qui vient s'engager dans la gorge 16 'de la vis globique 12 doit pouvoir se conformer à l'angle d'inclinaison. Afin d'arriver à ce résultat, la surface intérieure 36 de la bague de roulement extérieure 32 est, comme représenté sur la figure 5, incurvée pour recevoir des billes 34 et la surface extérieure 38 de la bague de roulement intérieure 28 présente des renfoncements 40 qui servent de logements aux billes 34 Il est en outre préférable que chacun des coins 41 de la bague de roulement extérieure 32 soit arrondi. La figure 6 est une représentation schématique du deuxième mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance conforme à la présente invention Dans ce deuxième mode de réalisation, un certain nombre de billes 118 sont disposées sur toute la longueur de la circonférence du disque 115 de la roue 114, à des intervalles égaux correspondant au pas de la gorge 16 de la vis 12 de façon à assurer la transmission du mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement 11 à l'arbre mené 13 de la roue d'engrenage 114. Comme représenté sur la figure 7, un certain nombre de logements hémisphériques 120 sont formés sur la surface périphérique du disque 115 pour le montage des billes 118 Chaque bille 118 peut être maintenue en place dans son logement respectif 120 au moyen d'un élément de retenue121 Cet élément de retenue 121 peut être fait d'une plaque métallique percée d'une ouverture circulaire 122 dont le diamètre est inférieur à celui de la bille 118, de telle façon qu'une partie de la bille 118 fasse saillie sur cette plaque L'élément de retenue 121 peut être solidarisé au disque 115 à l'aide de tout moyen approprié, tel que par exemple une vis. En variante, la roue 114 peut être construite à partir de deux disques A et 115 B placés l'un sur l'autre, comme représenté sur la figure 8 Un certain nombre d'évidement hémisphériques 120 A ou 120 B peuvent être formés dans la partie périphérique de chacun des disques 115 A et 1-15 B, de manière à maintenir en place les billes 118 dans la position voulue pour qu'elles fassent en partie saillie sur le bord de la roue. La figure 9 représente une autre variante de la roue d'engrenage du deuxième mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance con- forme à la présente invention Comme le montre cette figure, Plusieurs petites billes 130 peuvent être mise en place sur la surface de réception de la bille 118 pour permettre une rotation plus aisée et plus uniforme de cette dernière. En se référant maintenant à la figure 10, on peut voir le troisième mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance, dans lequel un certain nombre d'éléments à galets rotatifs 220 sont montés sur la circon- férence d'une roue 214 de telle manière que ces éléments à galets 220 puissent venir engrener avec la gorge hélicoïdale 16 de la vis globique 12. Comme représenté sur les figures il à 13, chaque élément à galet rota- tif 220 comprend un galet rotatif proprement dit 221 et un élément cylindrique 222 qui supporte le galet 221, le galet 221 étant conformé et dimensionné de telle façon à pouvoir s'engager dans la gorge 16 de la vis globique 12 Le- galet 221 est monté au moyen d'un axe ou d'un tourillon 223 autour duquel il peut tourner à l'intérieur d'un logement 224 ménagé, dans l'élément de support 222. Des cavités cylindriques 226, pour le montage des éléments de supports 222, sont formées sur la périphérie de la roue 214 Pour avoir un engrenage de grande précision du galet 221 avec la gorge 16 de la vis globique 12, il est préférable que le galet 221 soit pressé à l'intérieur de la gorge 16 A cette fin, un organe élastique approprié, tel que par exemple un ressort hélicoïdal 227 peut être inséré à l'intérieur dela cavité 226 et de l'élément de support 222 peut être retenu au moyen 'd'un organe d'arrêt 228 qui empêche tout glissement de l'élément de support hors de la cavité 226 Si on le souhaite, l'élément de support 222 peut être, comme représenté sur la figure 13, pourvu d'un épaulement 230 destiné à limiter la rotation de l'élément de support 222 dans la cavité 226, en coopération avec l'organe d'arrêt 228. Quand l'élément de support cylindrique 222, portant le galet 221, est monté dans la cavité cylindrique 226, comme spécifié ci-dessus, le galet 221 est poussé par le ressort hélicoïdal 227 en direction de la vis globique 12 de sorte que le galet 221 peut venir s'engager dans la gorge hélicoïdal 16 de cette dernière L'élément de support 222 peut subir une rotation à l'in- térieur de la cavité 226, et de la sorte, le galet 221 peut suivre la gorge hélicoïdale 16 quel que soit l'angle d'inclinaison. Dans le quatrième mode de réalisation du mécanisme de transmission de puissance 10 de la présente invention, représenté sur la figure 14, un certain nombre d'organes de roulement 320 peuvent être montés sur la périphérie d'une roue 314 en étant espacés d'une distance angulaire correspondant au pas de la gorge 16 de la vis 12. Comme représenté sur les figures 15 à 17, chaque organe de roulement 320 se compose de plusieurs galets en forme de disques 321, 322 et d'un élément de support cylindrique 324 pour le montage des galets Bien que deux galets 321 et 322 soient représentés sur les figures, le nombre de ces galets peut être plus élevé si on le souhaite La forme et les dimensions des galets sont déterminées de telle façon que l'organe de roulement dans son ensemble puisse s'engager dans la gorge 16 de la vis globique 12 Ces galets 321 et 322 sont respectivement montés au moyen d'un axe ou d'un tourillon 326 autour duquel ils peuvent tourner dans une fente 328 formée dans l'élément de support cylindrique 324. Un palier approprié 329 ou 330 peut être disposé entre les galets en forme de disques 321 et 322 et entre les parois latérales de la fente 328 et les galets 321 et 322 Les paliers 329 et 330 et le mécanisme constitué par la vis globique et la roue peuvent être,si on le souhaite, mis en place à l'intérieur d'un carter rempli d'huile. Un certain nombre de cavités cylindriques 332 sont ménagées dans la partie périphérique extérieurde la roue 314 pour le montage des éléments de support cylindriques 324 et un organe élastique 334, tel que par exemple un ressort hélicoïdal ou un empilage de rondelles-ressorts, peut être inséré entre l'élément de support 324 et le fond de la cavité 332, pour pousser les galets 321 et 322 montés sur l'élément de support 324 afin qu'ils s'engagent dans la gorge 16 de la vis globique 12 Si l'on préfère, un organe à actionne- ment pneumatique ou hydraulique peut être utilisé, à la place de l'oragane élastique, pour exercer une pression sur l'élément de support 324. Afin d'empêcher l'élément de support 324 de glisser hors de la cavité 332, un organe de retenue 338 peut être disposé entre deux éléments de support voisins 324 et 324, comme représenté sur la figure 15 L'organe de retenue 338 peut venir s'appliquer contre un épaulement 336 formé sur l'élément de support et être fixé à la roue 314, par tout moyen approprié tel qu'une vis 340. Si on le souhaite, la rotation de l'élément de support 324 autour de son axe longitudinal dans la cavité cylindrique 332 peut être limitée par le contact de l'organe de retenue 338 avec une échancrure 342 formée sur l'élément de support 324. Conformément à ce quatrième mode de réalisation du mécanisme de trans- mission de puissance selon la présente invention, les galets 321 et 322 peu- vent venir en contact respectivement avec les parois latérales a et b de la gorge 16 de la vis globique 12 Dans le cas o la distance séparant les parois latérales a et b de la gorge 16, c'est-a-dire la largeur de la gorge 16, èst grande, la différence entre les vitesses périphériques des parois latérales a et b de la gorge 16 peut être compensée par les galets 321 et 322. Etant donné que l'élément de support cylindrique 324 peut tourner librement autour de son axe longitudinal dans la cavité cylindrique 332, les galets 321 et 322 peuvent suivre la courbure de la gorge hélicoïdale 16 de la vis globique 12 quel que soit l'angle d'inclinaison du filet de cette dernière. Bien que l'invention ait été décrite dans ses modes de réalisations préférés, on comprendra que l'homme de l'art peut y apporter des modifications structurelles entrant dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS i 1 Mécanisme de transmission de puissance du type comprenant une vis globique ( 12) coopérant avec une roue d'engrenage ( 14), caractérisé en ce que la roue ( 14) présente un certain nombre d'évidements ( 22), répartis sur sa périphérie à intervalles angulaires égaux correspondant au pas d'une gorge continue ( 16) formée par la saillie de la vis globique ( 12) et inclinés selon un angle donné, un organe de roulement à billes ( 18) étant monté dans chacun de ces évidements ( 22) de façon à pouvoir tourner lorsqu'il est engagé dans la gorge ( 16). 1 ( 2 Mécanisme de transmission de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue ( 14) est formée de deux disques ( 20,21), chacun des organes de roulements ( 18) étant supporté entre ces deux disques. 3 Mécanisme de transmission de puissance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun des organes de roulement à billes ( 18) comprend une bague de roulement extérieure ( 32), une bague de roulement intérieure ( 28) et des billes ( 34), la face intérieure ( 36) de la bague de roulement extérieure ( 32) étant incurvée tandis que la face extérieure ( 38) de la bague de roulement intérieure ( 28) présente des renfoncements ( 40) de façon à retenir les billes *( 34) entre ladite face incurvée ( 36) et les renfoncements ( 40). 4 Mécanisme de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les coins ( 41) de chacun des organes de roulements ( 18) sont arrondis. Mécanisme de transmission de puissance du type comprenant une vis globique ( 12) coopérant avec une roue d'engrenage ( 115) qui est montée sur un arbre ( 13) disposé de telle manière à s'étendre perpendiculairement à et à entrecroiser l'axe longitudinal de la vis ( 12) , caractérisé en ce que la roue ( 115) porte un certain nombre de billes ( 118) réparties sur sa-périphérie à intervalles angulaires correspondant au pas-d'une gorge continue ( 16) formée par la saillie de la vis et montées de telle manière à pouvoir tourner lors- qu'elles sont en contact avec cette gorge 6 Mécanisme de transmission de puissance selon la revendication 5, caractérisé en ce que la roue ( 115) présente un certain nombre de logements ( 120) dans chacun desquels une bille respective ( 118) est disposée de telle manière à pouvoir tourner librement quand elle est engagée dans la gorge ( 16) formée sur la vis globique ( 12). 7 Transmission de puissance selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des billes ( 118) est montée dans son logement respectif ( 120) avec interposition d'un certain nombre de secondes billes ( 130) dont le dia- mètre est inférieur à celui de la première bille mentionnée. 8 Mécanisme de transmission de puissance selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque bille ( 118) est maintenue en place par un élément de retenue ( 121 ') qui l'empêche de sortir de son logement ( 120) . 9 Mécanisme de transmission de puissance du type comprenant une vis globique ( 12) coopérant avec une roue d'engrenage ( 214; 314), caractérisé en ce que la roue ( 214; 314) présente, à sa périphérie, un certain nombre de cavités cylindriques ( 226; 332) séparées l'une de l'autre d'une distance correspondant au pas d'une gorge continue ( 16) formée par la saillie de la vis globique (i 2), et porte un certain nombre d'éléments à galet rotatif ( 220; 320) montés dans chacune des cavités cylindriques ( 226; 332) de façon à pouvoir tourner autour de leur axe longitudinal, chacun de ces élémentsà galet rotatif ( 220; 320) se composant d'au moins un galet ( 221; 321, 322) monté sur un élément de support cylindrique ( 222; 324). Mécanisme de transmission de puissance selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un organe élastique ( 227; 334) est inséré dans chaque cavité cylindrique ( 226; 332) pour pousser vers l'extérieur l'élément à galet rotatif ( 220; 320) logé dans cette dernière. 11 Mécanisme de transmission de puissance selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 228; 338) pour empêcher chaque élément à galet rotatif ( 220; 320) de glisser hors de sa cavité cylindrique ( 226; 332) - 12 Mécanisme de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 228, 230; 338,342) pour limiter la rotation de chaque élément à galet ( 220; 320) autour de son axe longitudinal à l'intérieur de la cavité cylindrique ( 226 332) - 13 Mécanisme de transmission de puissance selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que chaque élément à galet rotatif ( 320) se compose de plusieurs galets ( 321, 322) montés sur un même élément de support cylindrique ( 324). i 4 Mécanisme de transmission de puissance selon la renvendication 13, caractérisé en ce que des paliers de roulement ( 329, 330) sont mis en place entre les galets ( 321, 322).