Brevet FR2544824A1 — publié le 19841026

Réducteur a vs sans fin et roue dentée. La présente invention concerne un réducteur à vis sans fin et roue dentée. Ce type de transmission est largement utilisé dans de nombreux mécanismes car il permet des taux de réduction élevés avec seulement deux éléments engrenant lun avec l'autre. Suivant les puissances a transmettre, on utilise une vis droite ou une vis globique qui engrene avec une roue droite ou avec une roue enveloppante Malgré leurs avantages, ces transmissions ont pour inconvénient un très mauvais rendement, du fait des frottements par glissement qui interviennent entre les filets de la vis et les dents de la roue Au surplus, ils ne sont réversibles qusà condition de choisir convenablement le pas de la vis La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la realisation de réducteurs de ce type ayant un rendement au moins éai à 90 % et qui peuvent etre utilisés soit comme réducteurs soit comme multiplicateurs. L'invention consiste à faire engrener la vis sans fin et la roue (ou le secteur) dentée non pas directement l'une dans autre, mais par lintermé- diapre de billes qui sont recyclées à travers la roue dentée.On remplace ainsi les frottements de glisse ment par des frottements de roulement L'invention a pour objet un réducteur à vis sans fin et roue dentée dans lesquels l'engrènement entre la vis et la roue est effectué par l'intermé- diaire de billes roulant, d'une part, dans le trajet creux situé entre deux dents consécutives de la roue et, d'autre part, dans la portion de trajet creux située entre deux filets consécutifs de la vis, en regard de la roue ; dans lequel chaque trajet creux de la roue est prolongé par un conduit de recyclage des billes qui est solidaire de ladite roue, qui tra- erse l'épaisseur de ladite roue et qui conduit les billes d'une face vers l'autre de ladite roue ; et dans lequel un carter fixe de retenue des billes dans les trajets creux de la roue entoure la partie de ladite roue qui n'est pas en regard de la vis sans fin. Bien entendu la roue dentée peut être limi- à a un secteur denté s'étendant sur moins de 360 . De préférence on utilise, comme vis sans fin, une vis globique et, dans ce cas, le recyclage des billes se fait d'une des dents de la roue dentée vers la même dent de la roue dentée, c 'est-à-dire que chaque ant de la roue dentée (cu une dent sur deux) a son propre circuit de circulation de billes Suivant une forme de réalisation, à 1, exté- rieur de la roue dentée, le circuit de recyclage des billes peut comporter deux tubes de raccordement Suivant une autre forme de réalisation, le circuit de recyclage de billes peut comporter deux flasques annulaires appliquées contre la roue et creusées de canaux de raccordement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description detaillée qui va suivre et a l'examen des dessins annesés qui représentent à 'it d'exemples non. limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue en coupe du réducteur suivant le plan de la roue dentée. La figure 2 est une coupe partielle suivant le plan A-A de la figure 1. La figure 3 est une vue partielle d'une variante du circuit de recyclage des billes, en coupe suivant A-A de la figure 1. La figure 4 est une vue partielle en coupe suivant B-B de la figure 1. La figure 5 est une vue de dessus du réducteur, faite suivant la direction C de la figure 1. La figure 6 est une vue partielle à plus grande échelle montrant l'engrènement des billes avec la vis sans fin et avec la roue dentée. La figure 7 est une vue schématique d'un réducteur suivant l'invention dans lequel la roue dentée est remplacée par un secteur denté La figure 8 est une vue en coupe, suivant le plan A-B de la figure 1, d'une variante de réalisation de I'invention. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, le réducteur comprend une .vis globique 2 solidaire d'un arbre 4, notamment d'un arbre menant, supporté par des roulements 6 montés dans un carter 8. Le réducteur comprend également une roue dentée 10, à profil enveloppant, calée sur un arbre â2, notamment un arbre mené. Un carter fixe 13, pourvu de pattes de fixation 13', enveloppe la roue dentée 10. Les profils taillés sur la vis et sur la roue sont conjugués pour avoir un contact permanent, non pas directement entre les deux éléments, mais par l'intermédiaire de billes 14. Les billes 14 roulent, d'une part, dans le trajet creux 1.6 (figure 6) situe entre deux dents 18 consécutives de la roue 10 et, d'autre part, dans la portion de trajet creux 20 située entre deux filets consécutifs 22 de la vis 2, en regard de la roue 10, Chacun des trajets creux 16, entre les dents de la roue est prolongé par un conduit de recyclage des billes qui est solidaire de la roue dentée 10. Suivant la forme de réalisation représentée sur les figures 1, 2 et 4, ce conduit peut être constitue par deux tubes coudés en U 24, 24' emboîtés dans la roue 10 et communiquant par un trou de passage 26 traversant l'épaisseur de la roue 10. Comme on le voit clairement sur la figure 2, chaque creux, entre deux dents consécutives, de la roue 10 comporte son circuit individuel -de recyclage des billes qui peut comporter par exemple 18 billes. La mise en rotation de la vis 2, par l'arbre 4, entraîne les billes qui sont recyclées en per- manence par les passages 24, 26, 24' à travers la roue. Dans la portion de la roue dentée 10 qui 'est pas en regard de la vis sans fin, les billes 14 sont retenues par un guide 27 solidaire du carter 13. Dans le cas d'une roue dentée à profil enveloppant, ce guide 27 a un profil bombé comme on le voit sur les figures 4, 5 et 8. Dans le cas où la roue dentée 10 est de faible diamètre on peut percer les trous 26 de passage des billes sur des diamètres difféuentsp comme il est représenté sur la figure 1 par les trous 26 et 26, de façon à ne pas affaiblir la roue. Suivant une variante représentée sur les figures 3, 5 et 8, les tubes de recyclage peuvent être remplacés par deux flasques annulaires 28, 28' dans lesquelles sont creusées des gorges courbes5 sensiblement radiale , de raccordement 30, 30' qui forment, avec les trous traversants 26, le circuit de recyclage des billes.Ces flasques annulaires peuvent être fixées, sur les deux faces de la roue 10, au moyen de boulons 32 (figure 8) Une caractéristique importante de l'invention consiste dans le fait que chaque creux entre deux dents consécutives de la Que comporte son propre train de billes Ceci est important dans le cas représente ou la vis est globique car les vitesses périphériques ne sont pas les mêmes pour les filets extrêmes de la vis et pour les filets centraux. Les trains de billes ne circulent donc pas a la même vitesse dans tous les circuits de recyclage, ce qui n'es t pas le cas avec une vis sans fin droite pour laquelle le recyclage pourrait être fait d'une dent vers la dent voisine de la roue dentée, puisque les vitesses périphériques sont les mêmes. Le réducteur suivant l'invention présente un rendement éleve (supérieur à 90 %), un échauffement redut, il peut être lubrifié à vie et on peut, par une précharge appropriEe, supprimer les jeux. Il faut également noter que, contrairement aux réducteurs classiques à vis sans fin et roue dentée, le compor tement est identique sur toute la plage des vitesses, ce qui est avantageux dans le cas d'organes intervenant dans une boucle d'asservissement. On a surtout fait mention dans ce qui prdee- de d'un réducteur à vis et roue dentée, mais il est bien évident que la roue dentée peut être remplacee par un secteur denté 34, comme il est schématiquement représenté sur la figure 7, pour la commande de mouvements alternatifs angulaires On a également surtout fait mention de ivapK pareil utilisé comme réducteur de vitesse, mas, grâce aux ambles frictions, il peut également être utilisé comme multiplicateur. Il faut enfin noter que le carter 28 de retenue des billes a uniquement une fonction de maintien des billes; sans avoir à supporter aucun effort resistant, il peut donc être de construction légère. Par ailleurs, dans le cas de faibles puissan ces à transmettre, on peut choisir une vis sans fin droite et une roue dentée you un secteur) à profil droit et non pas enveloppant. REVENDICATIONS l. Réducteur à vis sans fin et roue dentée, caractérisé en ce que l'engrènement entre la vis (2) et la roue (10) est effectué par l'intermédiaire de billes (14) roulant, d'une part, dans le trajet creux (16) situé entre deux dents consécutives (18) de la roue et, d'autre part, dans la portion de trajet creux (20) située entre deux filets consécutifs (22) de la vis, en regard de la roue ; en ce que chaque trajet creux (16) de la roue est prolongé par un conduit (24, 26, 24') de recyclage des billes qui est solidaire de ladite roue, qui traverse l'épais- seur de ladite roue et gui conduit les billes d'une face vers l'autre de ladite roue ; et en ce qu'un carter fixe (13, 271 de retenue des billes dans les trajets creux de la roue entoure la partie de ladite roue qui nsest pas en regard de la vis sans fin. 2. Réducteur suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce que chaque conduit (24, 26, 24') de recyclage des billes débouche, sur les deux faces de la roue (lu), en regard d'un même trajet creux (16) situé entre deux dents consécutives (18) de la roue {lu). 3. Réducteur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque conduit de recyclage des billes comprend deux tubes coudées (24, 24') raccordés à un trou de passage (26) traversant l'épaisseur de la roue (10). 4. Réducteur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque conduit de recyclage des billes comprend des gorges courbes sensiblement radiales (30, 30') creusées dans des flasques annulaires (28, 28') fixées sur les deux faces de la roue (10), lesdites gorges (30, 30') se raccordant à un trou de passage (26) traversant l'épaisseur de la roue (10). 5. Réducteur suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un premier jeu de trous de passage (26) et un deuxième jeu de trous de passage (26') sont percés sur deux diamètres différents de la roue (lO) 6. Réducteur suivant l'une des revendications l à 5, caractérisé en ce que la roue (lO) est a profil enveloppant et en ce que le guide (27) de retenue des billes présente un profil bombé correspon dant. 7. Réducteur suivant l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce que la vis sans in (2) est une vis globique. 8. Réducteur suivant l'une quelconque des revendications l à 7, caractérisé en ce que la roue dentée (10) est limitée à un secteur denté (34) s'étendant sur moins de 3600.