Brevet FR2531513A1 — publié le 19840210

MOTOREDUCTEUR A DOUBEL VIS HELICOIDALE Leinvention concerne un motoréducteur à double vis hélicoïdale, dans lequel le rotor d'un moteur électrique a un arbre qui porte deux vis sans fin ayant des pas algé- briquement différents, ledit arbre étant relié à un arbre mené par deux voies cinématiques d engrenage différentes comportant9 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. On a déjà antérieurement décrit des dispositifs réducteurs du type de celui ci-dessus indiqué, notamment dans le brevet français 2 372 988. On a également proposé d'utiliser ces réducteurs9 qui permettent dVobtenir un excel lent rendements en combinaison avec des moteurs électriques de petite puissance pour constituer des motoréducteurs destinés à l'entraïnement d'accessoires sur un véhicule automobile ; on peut se référer, à cet égard, au brevet français 2 430 683.Comme il a été bien explicité dans les brevets français précités, 1' un des avantages du type de réducteur concernés lorsque les deux vis hélicoidales portées par 1 arbre menant ont des pas égaux et de sens inverseS est que les efforts agissant sur chacune des deux vis ont des composantes axiales égaies et opposées, de sorte qu il n est pas nécessaire de mettre en place une butée au bout de 19 arbre menant. L9arbre menant est donc disposé en porte à faux à la sortie du moteur électrique du motoréducteur.On a constaté que, compte-tenu des tolérances de fabrication habituelles, tant pour les vis hélicoïdales que pour les pignons qui interviennent dans le réducteur sus-mentionné, le fonctionnement d'un tel motoréducteur se faisait avec un bruit important lorsque le couple transmis était rela- tivement faible, par exemple de l'ordre de 5 cm-kg. ------------------------ Etant donné que de tels motoréducteurs peuvent notamment entre utilisés pour entraîner des servitudes de véhicules automobiles à fonctionnement prolongé,tels que des essuieoglaces, par exemple, le bruit de fonctionnement à faible couple constitue un inconvénient non négligeable. La présente invention a pour but de proposer un perfectionnement permettant de réduire de façon considérable le bruit de fonctionnement de tels motoréducteurs au cours de la transmission de faibles couples. Selon l'invention, on a constaté que,pour réduire ce bruit, il suffisait d'exercer sur l'arbre qui porte les deux vis hélicoîdales un effort tendant au déplacement axial dudit arbre par rapport aux pignons avec lesquels il engrène, c'est-à-dire par rapport au carter qui supporte lesdits pignons et qui est solidaire du stator du moteur électrique d'entratne- ment.Le moyen proposé selon l'invention a un effet tout-àfait surprenant eompte-tenu du fait que le dispositif de transmission à double vis hélicoldale a comme propriété cas de géométne partie, de ne générer aucune b roue résultante axiale sur l'arbre menant3 lorsque le couple résistant sur l'arbre mené subit des variations en cours de fonctionnement. Dans l'état de la technique, pour des dispositifs de transmission comportant une vis hélicoSdale et une roue tangente9 toute variation du couple résistant sur l'arbre mene entraîne une réaction sur l'arbre menant et, compte-tenu de cette caracteristique connue, on avait déjà proposé, par exemple dans le brevet français 2 176 439,---------------- d'exercer sur l'arbre menant un effort tendant au déplacement axial dudit arbre9 par exemple un effort créé par un ressort.Cependant, étant donné que les systèmes réducteurs à double vis hélicoidale ont été adoptés, notamment, pour supprimer cette réaction axiale en cas de variation de couple, il est clair que,pour l'homme de l'art, il n y avait plus aucun intérêt à soumettre 19arbre menant à une force axiale de rappel. L'invention a constaté que l'application d'une telle force tendant au déplacement axial de l'arbref menant avait, dans le cas des réducteurs à double vis, non plus l'intérêt d'atténuer l'effet des réactions axiales, mais l'intérêt de réduire des bruits de fonctionnement. ---------------------------------------- La présente invention a, en conséquence, pour objet le produit industriel nouveau que constitue un dispositif motoréducteur comportant, d'une parts un moteur électrique, dont l'arbre de rotor constitue 19arbre menant du réducteur et dont le stator constitue une partie du carter du motoréducteur, d'autre part, un réducteur dont l'arbre menant porte deux vis hélicoldales de pas invenses, qui coopèrent chacune avec un pignon intermédiaire d'axe fixe par rapport au carter, les deux pignons précités engrenant avec une meme roue de sortie, dont 90axe constitue l'arbre mene du réducteur, caractérisé par le fait qu'un moyen de poussée exerce sur l'arbre menant du réducteur un effort tendant au déplacement axial dudit arbre par rapport au carter Dans un mode préféré de réalisation, le moyen de poussée exerce un effort axial sur l'arbre menant9 mais on pourrait envisager d'exercer sur l'arbre menant un effort oblique dès lors que cet effort aurait une composante axiale. Il est souhaitable que l'effort tendant au déplacement-axial de l'arbre par rapport au carter soit sensiblement constant quelque soit le déplacement dudit arbre. On préfère que le moyen de poussée exerce sur l'arbre menant un effort élastique ; dans ce cas, le moyen de poussée peut, avantageusement, entre un ressort. On peut prévoir que le ressort soit disposé à l'une quelconque des ex trémités de l'arbre menant, mais il est également possible de prévoir l'utilisation d'un ressort dispose en un point intermédiaire de l'arbre menant ; par exemple, effort élastique peut entre appliqué sur l'arbre menant dans la zone où il sort du stator du moteur électrique pour rentrer dans la -par- tie contenant les organes mécaniques du réducteur et, dans ce cas, on peut, par exemple, utiliser comme ressort au moins une rondelle appropriée, qui prend appui sur le stator du moteur électrique. On a constaté que les résultats de réduction du bruit étaient sensiblement les mêmes queg que soit le sens de la composante axiale de l'effort appliqué sur l'arbre menant. Dans une réalisation avantageuse, l'effort appliqué à l'arbre menant est obtenu en disposant un ressort à une des extrémités de l'arbre menant ç on préfère appliquer le ressort à celle des extrémités qui est la plus éloignée des deux vis hélicoSdales à pas inverse portées par l'arbre menant. Lorsque l'effort applique sur l'arbre menant est exercé par. un ressort, ce ressort peut être de tout type connu ; il peut s'agir, notamment, d'un ressort hélicoïdal ou d'un ressort à lame. L'effort peut être exercé directement ou indirectement sur l'arbre menant 9 dans le e cas d'une action indirecte, le ressort peut agir sur un coin, qui agit lui-même sur une extrémité de l'arbre menant. Enfin, l'effort peut être exercé par un ressort de traction, soit par un ressort de compression On peut prévoir que l'arbre menant soit porté, aux extrémités du stator, par deux rotules, dans lesquelles il peut coulisser, un ressort poussant ledit arbre vers les pignces du réducteur et prenant appui sur le carter ; dans ce cas, le ressort peut être un ressort hélicotdal disposé au bout de l'arbre menant, qui est le plus éloigné des deux vis héIicatdales. On a constaté que l'effort tendant au déplacement axial de l'arbre menant était pour des dispositifs dams lesquels la puissance maximum transmise est d'environ 50 watts, inférieur à 20 Newtonset, de préférence, comprise entre 5 et 20 Newtons P'effort tendant au déplacement axial de l'arbre menant peut également être un effort d'origine magnétique en particulier, le moyen de poussée peut être constitué par un inducteur de stator décalé axialement par rapport au noyau portant le bobinage du rotor : dans ce cas, le champ magnétique exerce sur le rotor une,force qui comporte une composante axiale suffisante pour réduire le bruit de fonctionnement du motoréducteur. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant9 à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figuré unique représente, schématiquement, un motoréducteur selon l'invention. En se référant au dessin, on voit que le disposé tif motoréducteur selon l'invention comporte un moteur électrique désigné par 1 dans son ensemble et un réducteur désigné par 2 dans son ensemble. Le carter du moteur électrique (1) est solidaire du carter du réducteur 2 et il ------------------------------ cons-titue le stator 3 du moteur électrique ; le stator 3 porte des ferrites 4,entre lesquelles sont mis en place les bobinages 5 du rotor. Le rotor comporte un arbre 6, qui est supporté aux deux extrémités du stator par des rotules 7. Sur le dessin, la rotule,qui correspond à l'extrémité adjacente au réducteur 2,n'est pas visible puisque la paroi du stator a été arrachée uniquement sur la partie du stator qui est la plus éloignée du réducteur 2. La rotule 7 est disposé dans un logement de rotule hémisphérique pratiqué sur le fond 3a du stator 3 ; la rotule 7 est maintenue en place par une coupelle rapportée 8, qui est fixée sur le fond 3a par tousmoyens appropriés, par exemple par soudure. Dans le fond du logement de la rotule 7, on a prévu une cuvette 9, qui forme une saillie vers l'extérieur et qui est réalisée en même temps que le logement de rotule au moment de ltem- boutissage de la t81e métallique qui constitue le stator 3.Entre cette cuvette et l'extrémité de l'arbre 6, on a interposé un ressort hélicoïdal 10, qui pénètre dans un chambrage 11 prévu à l'extrémité de l'arbre 6. Le ressort 10 se trouve donc disposé dans l'axe de l'arbre 6, à l'extrémité de celui-ci qui est la plus éloignée du réducteur 2 et il s'appuie sur le fond de la cuvette 9 par l'intermé- diaire d'un poussoir 16. Le réducteur 2 comporte > de façon connue, deux vis hélicotdales portées par l'arbre 6. Ces deux vis hélicoi- dales,désignées par 6a et 6b sur le dessin, ont des pas inverses de même valeur et comportent chacune deux filets. Sur ces deux vis hélicotdales 6a > 6b 6b engrènent deux pignons 12 et 13 ; les pignons 12 et 13 sont identiques ; ils com portent chacun une première roue, qui engrène avec l'une des deux vis hélicoidales et une deuxième roue solidaire de la première, qui engrène avec une même roue de sortie 74. L'axe 15 de la roue 14 est porté par le carter du motoréducteur et constitue l'arbre mené.Les pignons 12 et 13 sont disposés symétriquement par rapport au point central 0, qui sépare les deux tronçons de 1' arbre menant portant les deux vis hélicoîdales 6a, 6b Ce dispositif de réducteur ne sera pas décrit plus en détail étant donné qu'il est bien connu dans l'état de la technique (voir, à cet égard les brevets français 2 372 988 et 2 430 683). Sur la figure unique, la partie constituant le réducteur 2 est représentée couvercle enlevé de façon à rendre visibles les éléments mécaniques constitutifs du réducteur. Lorsque l'on utilise un tel dispositif en l'absence du ressort 10, on constate que le bruit de fonctionnement est très important, principalement lorsque le motoréducteur transmet des couples faibles, de l'ordre de 5 cm-kg. Au contraire, lorsque l'on met en place le ressort 10 comme ci-dessus décrit, on constate que le bruit de fonctionnement est considérablement réduit, quel que soit le couple transmis. Pour le dispositif décrit, à titre d'exemple, on peut utiliser un ressort 10 appliquant sur l'arbre 6 un effort axial de 15 Newcons, l'appareil étant susceptible de transmettre une puissance maximum de 50 watts. Un tel motoxéducteur est particulièremetn utile pour l'en txatnement des essuie-glace d'un véhicule aucomobile. Il est bien entendu que le mode de réalisation cidessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables,èans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1 - Dispositif motoréducteur comportant, d'une part, un moteur électrique, dont l'arbre de rotor constitue l'arbre menant du réducteur et dont le stator constitue une partie du carter du motoréducteur, d'autre part, un réducteur, dont l'arbre menant porte deux vis hélicoidales de pas inverse, qui coopèrent chacune avec un pignon in termédiaire d'axe fixe par rapport au carter, les deux pignons précités engrenant avec une même roue de sortie, dont l'axe constitue l'arbre mené du réducteur, caractérisé par le fait qu'un moyen de poussée (10) exerce sur l'arbre menant (6) du réducteur (2) un effort tendant au déplia; cement axial dudit arbre (6) par rapport au carter (3). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'effort tendant au déplacement axial de l'arbre (6) par rapport au carter (3) est sensiblement constant quelque soit le déplacement dudit arbre (6). 3 - Dispositif selon 1'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le moyen de poussée (t0) exerce un effort axial sur l'arbre menant (6). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 , caractérisé par le fait que le moyen de poussée (10) exerce sur 11 arbore menant (6) un effort élastique. 5 - Dispositif selon les revendications 3 et 4 prises simultanément, caractérisé par le fait que le moyen de poussée est un ressort (10). 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le ressort (10) est disposé à l'une des extrémités de l'arbre menant (6). 7 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de poussée exerce sur l'ar- bre menant un effort d'origine magnétique. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le moyen de poussée est constitué par un inducteur de stator décalé axialement par rapport au noyau portant le bobinage du rotor. 9 -Dispositif selon la revendication 5s carac- térisé par le fait que l'arbre menant (6) est porte aux extrémités du stator par deux rotules (7) dans les- quelles il peut coulisser, un ressort (10) poussant ledit arbre (6) vers les pignons (12,13) du réducteur (2) et prenant appui sur le carter (3). 10 - Dispositif selon les revendications 6 et 9 prises simultanément, caractérisé par le fait que le ressort est un ressort hélicotdal (10) disposé au bout de l'arbre menant (6), qui est le plus éloigné des deux vis hélicotdales (6aç 6b). 11 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le ressort (10) s'appuie sur le carter (3) par l'intermédiaire d'un poussoir (16). 12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que l'effort tendant au déplacement axial de l'arbre menant (6) est inférieur à 20 Newtons et, de préférence, supérieur à 5 Newtons, pour une puissance maximum transmise d'environ 50 watts.