Brevet FR2512907A1 — publié le 19830318

i La présente invention se rapporte à un réducteur à en- grenages à plusieurs étages dans lequel il est prévu, entre un pignon central et une roue dentée centrale à denture inté- rieure, au moins un renvoi, qui présente une roue de renvoi engrenant avec le pignon central et un pignon de renvoi en- grenant avec la roue centrale. Dans-de tels réducteurs, le pignon central forme un pre- mier étage de réduction avec la roue de renvoi de chaque ren- voi; le pignon de renvoi correspondant forme un deuxième éta- ge de réduction avec la roue centrale Le fait de réaliser la roue centrale sous la forme d'une roue à denture intérieure permet d'obtenir dans le deuxième étage de réduction un rap- port de transmission qui est beaucoup plus grand que dans les réducteurs qui se distinguent de ceux du genre décrit par le fait que la roue centrale est dentée extérieurement la réa- lisation de la roue centrale sous la forme d'une roue à den- ture intérieure, conformément au genre en question limite toutefois l'espace disponible pour les paliers du renvoi dans la région du pignon de renvoi Or c'est justement dans cette région qu'il est particulièrement important de disposer de pa- liers de robustes dimensions parce que c'est au niveau des dentures des pignons de renvoi que se manifestent les plus grandes forces circonférentielles, et en conséquence les plus grandes forces radiales. La force radiale qui se manifeste sur la denture de cha- que pignon de renvoi engendre, en combinaison avec la force radiale qui se manifeste sur la denture de la roue de renvoi correspondante, un couple qui tend à faire basculer le renvoi autour d'un axe qui s'étend perpendiculairement au plan com- mun des axes du renvoi et du pignon central Ce couple engen- dre dans les paliers du renvoi ou de chaque renvoi des con- traintes qui s'ajoutent aux contraintes dues aux forces cir- conférentielles Dans les réducteurs du genre en question qui sont déjà connus pour absorber les contraintes de paliers ré- sultantes, on prévoit de part et d'autre de chaque renvoi dans la direction axiale, des paliers qui prennent beaucoup 12907 de place, avec cette conséquence que pour une taille donnée du carter du réducteur, le rapport de transmission maximum réalisable est plus petit qu'il ne serait souhaitable. L'invention a donc pour but de perfectionner un réduc- teur du genre cité au début du présent mémoire de manière à supprimer ou, du moins à atténuer les limitations liées à 1 ' encombrement des paliers des arbres de renvoi. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'il est prévu entre un pignon central et une roue centrale à denture intérieure, au moins un renvoi qui comprend une roue de renvoi engrenant avec le pignon central et un pignon de renvoi engrenant avec la roue centrale, caractérisé en ce que les renvois présentent chacun un alésage axial dans le- quel ils sont montés chacun sur un corps de portée et en ce que les dentures du réducteur à engrenages présentent des an- gles d'inclinaison d'hélice avec lesquels, dans chaque ren- voi les couples engendrés, l'un par les forces radiales qui agissent au niveau des dentures de la roue de renvoi et du pignon de renvoi et l'autre, par des forces axiales s'annu- lent au moins approximativement. Les portées disposées suivant l'invention à l'intérieur de chaque renvoi n'ont sensiblement à transmettre que la ré- sultante des forces circonférentielles qui se manifestent au niveau des dentures de la roue de renvoi et du pignon de ren- voi Le corps de portée qui supporte cette résultante ne tourne pas lui-même et, de cette façon, il peut être suppor- té de part et d'autre du renvoi d'une façon peu encombrante, et il est surtout important que le support ne demande que peu de place dans la région de la roue centrale à denture in- térieure de manière qu'il subsiste suffisamment d'espace pour la configuration de cette roue centrale-elle-même L'équili- brage important sinon complet, des couples précités par rap- port à un axe perpendiculaire aux axes du pignon central et du renvoi a pour conséquence que le renvoi ou chaque renvoi n'a qu'une tendance faible, sinon nulle à basculer autour du corps de portée correspondant De ce fait, les pressions sur les bords du corps de portée, même lorsque ce dernier ne pos- sède qu'une faible longueur axiale, sont maintenues à une va- leur faible ou même pratiquement éliminées. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le centre du corps de portée ou de chaque corps de portée est au moins approximativement confondu avec le point d'inter- section entre l'axe du renvoi correspondant et la ligne qui joint les points de roulement de la roue de renvoi et du pi- gnon de renvoi On obtient par ce moyen que la tendance du renvoi à basculer autour d'un axe perpendiculaire aux axes du renvoi et du pignon central est également supprimée ou du moins limitée à une valeur pratiquement négligeable puisque la résultante des forces circonférentielles qui agissent sur chaque renvoi passe par le point d'intersection précité. La compensation des forces et des couples est encore améliorée lorsque chaque renvoi peut basculer avec une ampli- tude limitée sur son corps de portée autour du point central de ce corps Dans cette construction, le corps de portée ou chaque corps de portée peut former ule portée oscillante, ca- pable d'absorber également les forces axiales, pour le ren- voi correspondant. Pour le cas o il n'est pas possible d'obtenir un équi- librage au moins approximatif des forces axiales compte tenu de l'équilibrage des couples, complet ou presque complet, que l'on vise à obtenir, on peut associer au renvoi ou à chaque renvoi un palier axial séparé du corps de portée correspon- dant Ce palier axial peut également supporter des couples peu importants qui ne sont pas entièrement équilibrés. les angles d'inclinaison des dentures de la roue de ren- voi et du pignon de renvoi peuvent être différents l'un de l'autre; en général, il est avantageux que la denture de la roue de renvoi possède un plus grand angle d'inclinaison que le pignon de renvoi. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: 12907 la Fig 1 est une coupe axiale d'un réducteur à engrena- ges à deux étages avec division de la charge en trois renvois; la Fig 2 est une vue de face simplifiée prise dans le sens de la flèche II de la Fig 1, sur laquelle les dentures d'un renvoi et celles qui engrènent avec elles sont repré- sentées uniquement par leurs cercles primitifs; la Fig 3 est une vue de dessus correspondante, prise dans le sens de la flèche III de la Fig 2; et la Fig 4 montre les éléments dentés du réducteur par une vue en perspective, avec arrachement d'un secteur. Le réducteur représenté comprend un carter 10 dans le- quel un arbre d'entrée 12 et un arbre de sortie 14 sont mon- tés sur un même axe géométrique A Sur l'arbre d'entrée 12 est formé un pignon central 16 à denture hélicoïdale; sur l'arbre de sortie 14 est fixé un moyeu élastique 18 en forme de cloche et sur lequel est formée une roue centrale 20 à denture intérieure et également à denture hélicoïdale. Sur une paroi extérieure 22 et une paroi intermédiaire 24 du carter 10 sont fixés trois axes 26, qui sont décalés les uns par rapport aux autres d'intervalles angulaires égaux, de chacun 1200, comme le montre la Fig 4, et sur cha- cun desquels est formé un corps de portée 28 Sur chacun des trois corps de portée 28 tourne un renvoi 30 qui présente à cet effet un alésage axial 32 Les axes géométriques des axes 26, qui sont au moins approximativement confondus avec les axes B des renvois 30, s'étendent parallèlement à l'axe géo- métrique commun A de l'arbre d'entrée 12 et de l'arbre de sortie 14, à des distances égales de cet axe. Sur chaque renvoi 30 sont formées une roue de renvoi 34 qui engrène avec le pignon central 16 et qui est par consé- quent également à denture hélicoïdale, ainsi qu'un pignon de renvoi 36 qui engrène avec la roue centrale 20 et qui est par conséquent également à denture hélicoïdale Le pignon central 16 et la roue de renvoi 34 forment un premier étage de réduction, le pignon de renvoi 36 et la roue centrale 20 forment un deuxième étage de réduction Le centre C de chaque corps de portée 28 se trouve, d'une part, sur l'axe B du ren- voi 36 correspondant et, d'autre part, sur la ligne D qui joint les points de roulement E 1 et E 2 des deux étages de réduction. Lorsqu'on parle de centre C de corps de portée 28, ceci ne doit pas signifier que le corps de portée 28 de chaque renvoi 30 doit être en une seule pièce comme on l'a indiqué sur la Fig 1 Chaque corps de portée 28 peut également être composé de deux segments formés à un certain écartement axial mutuel sur le corps d'axe correspondant ou encore l'alésage 32 du renvoi 30 peut présenter deux segments disposés à un certain écartement axial mutuel et constitués par exemple par des trous borgnes, à l'intérieur desquels le renvoi 30 prend appui indirectement ou directement sur le corps de por- tée 28 Toutefois chaque corps de portée 28 est de préféren- ce en une seule pièce et d'une forme légèrement bombée en tonneau de manière que le renvoi 30 qui tourillonne sur ce corps de portée puisse décrire de petite mouvements de bas- culement autour du point central C Lorsque le corps de por- tée 28 est réalisé sous la forme d'une portée oscillante, il peut en supplément supporter des forces axiales On peut éga- lement obtenir un résultat correspondant par l'utilisation d'une portée intermédiaire élastique entre chaque corps de portée 28 et le renvoi 30 correspondant Dans chaque cas, C est le point central de l'ensemble des portées formées à 1 ' intérieur du renvoi 30. Dans les sens de rotation du pignon central 16, du ren- voi 30 et de la roue centrale 20 qui sont désignés par les flèches G, H et J sur les Fig 1, 2 et 4, au point de roule- ment E 1 de chacun des premiers étages de réduction formés par le pignon central 16 et par une roue de renvoi 34, il se transmet une force normale F 1 Ni orientée perpendiculairement aux flancs des dentures qui engrènent entre eux Cette force normale FNî peut être décomposée, dans un système de coor- données rectangulaires à trois dimensions, en une force cir- conférentielle FP, une force radiale F Ri et une force axia- le FAI Ces forces sont représentées sur les Fig 1 à 3 de la façon dont elles agissent sur le renvoi 30 On a également représenté de la même façon les forces correspondantes qui se manifestent au point de roulement E 2 a savoir la force nor- male FN 2 et ses composantes, la force circonférentielle FU 29 la force radiale FR 2 et la force axiale FA 2. Les forces radiales FRI et FR 2 produisent, par rapport à l'axe qui s'étend perpendiculairement au plan des deux axes A et B en passant par le point central C du corps de portée 28 correspondant un couple ER qui est orienté dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre dans le cas des sens de rotation indiqués Toutefois, en même temps, les for- ces axiales FAI et FA 2 qui se manifestent aux deux points de roulement E 1 et E 2 engendrent un couple MA par rapport au même axe qui passe par le centre C et ce couple MA est orien- té en sens inverse du couple x Les angles d'hélice A i et /12 des dentures qui engrènent entre elles sont de préféren- ce choisis de manière que le couple MA soit égal en valeur absolue au couple MR de manière que ces deux couples s'annu- lent mutuellement En général, il est nécessaire pour cela de choisir l'angle d'hélice dû 1 plus grand que A 2 Si, dans ce cas, il subsiste sur chaque renvoi 30 une force axia- le résultante FA 2 F Al et si le corps de portée 28 n'est pas réalisé sous la forme d'une portée oscillante on prévoit sur le carter 10 du réducteur des paliers axiaux 38 et 40 sur lesquels les roues de renvoi 34 ou les pignons de renvoi 36 prennent appui, selon le sens de rotation de l'arbre d'entrée 12. REVENDICATIONS 1 Réducteur à engrenages à plusieurs étages dans le- quel il est prévu entre un pignon central ( 16) et une roue centrale ( 20) à denture intérieure, au moins un renvoi ( 30) qui comprend une roue de renvoi ( 34) engrenant avec le pi- gnon central ( 16) et un pignon de renvoi ( 36) engrenant avec la roue centrale ( 20), caractérisé en ce que les renvois ( 30) présentent chacun un alésage axial ( 32) dans lequel ils sont montés chacun sur un corps de portée ( 28) et en ce que les dentures du réducteur à engrenages présentent des angles d' inclinaison d'hélice (/I 1, 4; 2) avec lesquels, dans chaque renvoi ( 30) les couples (MR et MA) engendrés, l'un par les forces radiales (FR,) et (FR 2) qui agissent au niveau des dentures de la roue de renvoi ( 34) et du pignon de renvoi (? 6) et, l'autre, par des forces axiales (F Ai et FA 2) s'an- nulent au moins approximativement. 2 Réducteur à engrenages suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le point central (C) de chaque corps de portée ( 28) est au moins approximativement confondu avec le point d'intersection entre l'axe (B) du renvoi ( 30) corres- pondant et la ligne (D) qui joint les points de roulement (E 1, E 2) de la roue de renvoi ( 34) et du pignon de renvoi ( 36). 3 Réducteur à engrenages suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque renvoi ( 30) est monté basculant avec une amplitude limitée sur son corps de portée ( 28), au- tour du point central (C) de ce corps. 4 Réducteur à engrenages suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de portée ( 27) ou chaque corps de portée forme une portée oscillante pour son renvoi ( 30). Réducteur à engrenages suivant l'une des revendica- tions 2 et 3, caractérisé en ce qu'à chaque renvoi ( 30) est associé au moins un palier axial ( 38,40) qui est séparé du corps de portée ( 28) correspondant. 6 Réducteur à engrenages suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les angles d'inclinaison de l'hélice (/ 1,,32) des dentures de la roue de renvoi ( 34) et du pignon de renvoi ( 36) sont différents l'un de l'autre. 7 Réducteur à engrenages suivant la revendi- cation 6, caractérisé en ce que la denture de la roue de renvoi ( 34) possède un plus grand angle d'inclinaison de l'hélice (/3 1) que le pignon de renvoi ( 36).