Brevet FR2571462A2 — publié le 19860411

FR 2571462 A2 19860411 FR 8415856 A 19841008 Le brevet déposé le 7 Septembre 1984 sous le N 84 14080 concerne un réducteur avec deux excentriques doubles comportant une couronne à denture intérieure, deux satellites à dentures extérieures ayant un nombre de dents légèrement inférieur à celui de la couronne à denture intérieure, les deux satellites recevant un mouvement circulaire à l'aide de deux excentriques doubles, les deux excentriques doubles étant entrainés par un train primaire situé à l'intérieur du porte satellites, le porte satellites étant centré dans le carter à 1' aide de deux roulements'de diamZtre relativement faible, situés de part et d'autre du porte satellites, chaque excentrique double étant centré dans le porte satellites à l'aide de roulements situés de part et d'autre de l'excentrique double et de chaque roue dentée du train primaire qui entraine chaque excentrique double. Le but de la présente addition est, d'une part d'améliorer la résis- tance à la torsion du porte satellites tout en améliorant sa facilité d'exécution et en augmentant les précisions, précisions dont dépendent la bonne répartition, entre les deux satellites, de la puissance trans- mise, et d'autre part, d'assurer une bonne répartition, pour le train primaire, de la puissance transmise entre les deux roues dentées de ce train primaire. Les brevets japonais 57-144334 et 57-163752, cités dans le brevet principal, ont besoin, vu la position de leurs roulements, d'une grande rigidité du porte satellites, tant dans le sens tangentiel que dans le sens radial; dans le cas du brevet déposé le 7 Sept. 1984 sous le N 84 14080, la présence du roulement 17, entre le porte satéllites et le carter, élimine la nécessité d'une grande rigidité radiale pour les pivots 16 puisque le flasque 13 du porte satellites prend radialement appui sur le roulement 17; par contre dans le sens tangentiel, une rigidité maximum compatible avec l'espace disponible est requise pour les pivots 16. Pour obtenir une bonne répartition des éfforts transmis entre les deux satellites 6 et 7, il est important que le parallelisme des axes des pivots 16 et des axes des excentriques doubles 3,4 soit le plus parfait possible et que les dentures et les alesages des deux satellites 6, 7 et des deux roues dentées 5 du train primaire soient terminées d'usinage, taillage ou rectification selon les cas, assemblées deux par deux l'un contre l'autre, les rainures de clavettes des deux roues dentées 5 du train primaire doivent également être usinées ensemble. Pour obtenir, à moindre frais, un parallelisme quasi parfait entre les axes des pivots 16 et des excentriques doubles 3, 4, la présente addition prévoit d'assembler ensemble par vissage l'un contre 1' autre, les flasques 13,14 du porte satellites afin d'usiner ensemble les alésages 50, 51 et 52, 53 ( voir figures 1 et 2 de la présente addition) qui reçoivent d!une part les roulements 11, 12 des bouts d'arbres 70, 54 des excentriques doubles 3,4 et d'autre part les bouts d'arbres 55, 56 des pivots 16. Les alésages 50, 51 et 52, 53 étant usinés ensembles en étant les uns contre les autres, un bon paralle- 1 5 lisme entre les axes des excentriques doubles 3, 4 et les axes des pivots 16 est assuré. Selon la présente addition, les extrémités 55, 56 des pivots 16 sont emmanchés sérrés dans les alésages 52, 53 et sont munis chacun, coté flasque de sortie 14, d'une semelle 57 renfor- cée par des nervures 58, 59, cette semelle étant vissée par les vis 60 contre le flasque de sortie 14. Les découpes 61 réalisées dans les satellites 6, 7 permettent à ces découpes 61 d'avoir les mouvements circulaires des satellites 6, 7 autour des pivots 16 munis des nervures 58, 59, ceci selon les trajectoires imposées par les excentriques doubles 3,4, sans aucune collision entre les bords des découpes 61 et les pivots 16 avec nervures 58, 59. Les semelles 57 et les nervures 58, 59 permettent, selon la présente addition, d'obtenir pour le porte satellites une rigidité torsionelle suffisante sans affaiblir la rigidité des satellites 6, 7 par les découpes 61. Pour ces types de réducteurs à excentriques multiples, il n'y a qu'une réaction de denture par saté- 1lite, cette réaction de denture tournant autour du satellite en synchro- nisme avec la rotation des excentriques; en conséquence, les réac- tions de l'engrenement sur les roulements d'excentriques ne sont pas constantes, comme c'est le cas pour les roulements des satellites d'un réducteur planétaire classique. Ces réactions sont cycliques, leurs directions et leurs intensités sur chacun des excentriques changent au cours de chaque rotation de 360'. Il est un fait que les réactions cycliques sur les roulements d'excentriques passent par une valeur maximum chaque fois que, au cours du cycle, l'éffort d'engrenement passe à la distance et avec la direc- tion la moins favorable pour chacun de ces roulements; cette pointe, qui est plus forte que l'éffort d'engrenement, se produit au moins une fois par tour pour chaque roulement d'excentrique, ceci quelque soit le nombre des excentriques. La multiplication des excentriques ne diminue pas la valeur de cet éffort de pointe sur chaque roulement d'excentrique, au contraire car il est un fait que la pointe précitée sera d'autant moins forte que les différents excen- triques seront plus écartés les uns des autres, or, pour une dimension donnée de roulement et de satellite, c'est en ayant seulement deux excentriques que l'on peut avoir l'écartement maxi possible entre les excentriques; limiter le nombre des excentriques doubles à deux permet de diminuer la valeur de la ou des pointes que chaque roule- ment d'excentrique doit supporter à chaque tour d'excentrique. Les roulements des différents excentriques du même satellite sont parti- quement dans le même plan; les réactions cycliques dues à l'engre- nement occasionnent sur les roulements d'excentriques des éfforts qui se décomposent en un effort tangentiel au sens de rotation du porte satellites, éffort qui fait tourner l'arbre lent du réducteur, et des efforts situés dans les plans qui réunissent les différents excentriques entre eux. Pour connaitre les valeurs exactes des réactions sur les roulements des différents excentriques, il faut savoir comment se répartissent entre les différents roulements, qui sont situés dans le même plan, les éfforts qui sont situés dans chaque plan commun aux axes de chaque paire d'excentriques. Cette répartition est extrè- mement délicate et pratiquement inconnue s'il y a plus de deux excen- triques, les tolérances d'usinages et les tolérances pour les jeux internes des roulements ont une influence capitale sur ces répar- titions. Avec deux satellites et deux excentriques doubles, la répar- tition peut etre faite, selon la présente addition, en ayant pour chaque satellite le roulement d'un excentrique avec peu de jeu et le roulement de l'autre excentrique avec un jeu augmenté. Ainsi les éfforts qui sont situés dans le plan commun aux axes de rotation des deux excentriques sont repris par le roulement qui a peu de jeu, l'autre roulement ne reprenant que les éfforts qui sont perpendicu- laires au plan commun aux axes de rotation des deux excentriques. le roulement qui a peu de jeu est évidement plus chargé que celui qui a un jeu augmenté; à dimension égale les durées de vie de ces deux roulements ne sont pas les mêmes, elles peuvent etre calculées selon les méthodes classiques. Chaque excentrique double reçoit deux roulements, un pour chaque excentrique, chaque excentrique correspond à un satellite. En montant sur chaque excentrique double un roulement avec jeu interne normal et un roulement avec jeu interne augmenté, par exemple C4, chaque satellite étant équipé d'un roule- ment avec jeu interne normal et d'un roulement avec jeu interne augmenté, la transmission d'un couple régulier pendant la rotation des roues dentées 5 du train primaire est assurée; ces couples réguliers étant égaux, la puissance transmise par le pignon d'entré 2 est également répartie sur les deux roues dentées 5 du train primaire. Tel ne serait pas le cas si quatre roulements avec jeu interne normaux équipaient, deux par deux, les deux excentriques doubles; en éffet, par le jeu des tolérances, il serait possible que les deux roulements du même excentrique double reprennent les éfforts situés dans le plan commun aux axes des deux excentriques doubles; la division de pui- ssance entre les deux roues dentées 5 du train primaire serait alors cyclique et par moment, toute la puissance passerait par une seule roue dentée 5, l'autre tournant à vide, ceci ferait une surcharge de % pour certain secteur des dents des roues dentées 5, ces sur- charges se trouvant toujours sur les mêmes dents. Les figures ci annexées représentent à titre indicatif et non limi- tatif, des réducteurs planétaires avec deux excentriques doubles selon la présente addition ainsi que des shémas et courbes de répar- tition d'éfforts et de couples. La figure 1 est une coupe passant par les axes de rotation, à la fois du pignon d'entré, de l'arbre de sortie et des deux excentriques doubles, ceci pour un réducteur avec arbre creux et bras de réaction. La figure 2 est une coupe selon le plan II II de la figure 1. La figure 3 est une coupe passant par le plan III III de la figure 2. Les figures 4 et 5 sont des coupes partielles passant par les plans IV IV de la figure 2; la figure 5 étant une variante par rapport à la figure 4. La figure 6 est une figure similaire à la figure 1 mais pour un réduc- teur avec pattes et arbre lent plein, les roulements situés entre porte satellites et carter étant renforcés pour la reprise des éfforts extérieurs provenant de l'arbre lent; par éxemple à cause d'un mauvais alignement d'un manchon d'accouplement ou à cause de l'éffort tangen- tiel d'un pignon de chaine qui serait monté sur l'arbre lent plein. La figure 7 montre shématiquement, à titre indicatif, les éfforts constants sur les arbres qui supportent les satellites d'un réducteur planétaire classique avec trois satellites, réducteur dont la démulti- plication par étage est seulement une fraction de celle que l'on peut obtenir avec les réducteurs planétaires à excentriques multiples. Les figures 8 et 9 représentent pour une denture avec angle de pression 25 , les réactions sur les roulements des deux excentriques d'un même satellite, ceci pour la position 0',3600 sur la figure 8 et la position 90 sur la figure 9, réactions obtenues en tenant compte que les éfforts situés dans le plan commun des axes de rotation des deux excentriques ne sont repris que par l'excentrique situé à gauche sur les figures 8 et 9, excentrique qui est équipé du roule- ment avec faible jeu interne. Les figures 10 et ll représentent, en fonction de la position des excentriques doubles ( 0 à 360'), la somme des couples à trans- mettre pour chacun des excentriques doubles, donc pour chacune des roues dentées 5 du train primaire. La figure 10 correspond à un roulement à jeu interne normal et un roulement à jeu interne augmenté, à la fois pour chacun des excentriques doubles et pour chacun des satellites. La figure 11 correspond à deux roulements' avec jeu interne normal pour un excentrique double et deux roule- ments avec jeu interne augmenté pour l'autre excentrique double; avec le jeu des tolérances d'usinage, tant pour le porte satellites que pour les satéllites et les roulements avec jeu interne normal, ce cas de figure pourrait se réaliser si les deux excentriques doubles étaient équipés chacun de deux roulements avec jeu interne normal. L'arbre d'entré 1 entraine le pignon 2 qui entraine en rotation les excentriques doubles 3, 4, deux excentriques doubles diamétralement opposés par rapport à l'axe du réducteur, par l'intermédiaire des roues dentées 5, une roue dentée 5 par excentrique double. Les excentriques doubles 3,4 donnent aux satellites 6, 7, qui engrenent avec la couronne à denture intérieure 8, un mouvement circulaire. Les excentriques doubles 3, 4 sont chacun muni des roulements 9,10 situés respectivement dans les sat&ites 6, 7. Les roulements 9 ont un jeu interne normal et les roulements 10 ont un jeu interne augmen- té, par éxemple C4. Les- excentriques doubles 3,4 sont chacun centré par les roulements 11, 12 dans le porte satellites qui est composé du flasque 13, du flasquel4, qui est solidaire de l'arbre lent 15, et des pivots 16, deux pivots 16 diamétralement opposés par rapport à l'axe du réducteur. Le flasque 13 est centré par le roulement 17 sur le flasque avant 18 du carter; l'arbre lent 15 est centré dans le flasque arrière 19 du carter par le roulement 30. Les flasques avant 18 et arrière 19 du carter sont réunis -entreeux par la couronne à denture intérieure 8 en étant centrés en 20 et 21 sur l'extérieur de la cour- onne à denture intérieure 8. L'arbre 1 du pignon 2 est centré dans le flasque avant du carter 18 par les roulements 2Z et 23. Le flasque circulaire 24 est solidement vissé en 25, 26 à la fois sur le flasque 13 du porte satellites et sur les extrémités 55 des pivots 16 coté flasque 13. Les pivots 16 sont solidaires chacun d'une semelle 57 et des nervures 58 et 59. Les semelles 57 sont respec- tivement vissées sur le flasque 14 par les vis 60. Dans le cas de la figure 4, les vis 60 ont des têtes réduites qui se trouvent du coté des semelles 57; dans le cas de la figure 5, les vis 60 ont des têtes normales qui se trouvent du coté du flasque 14. Les semelles 57 et les vis 60 sont visibles en pointillés sur la figure 2 car elles se trouvent derrière le satellite 7 dont les découpes 61 laissent le passage aux pivots 16 et aux nervures 58, 59; ceci avec suffisement de jeu pour que les mouvements circulaires de ces découpes 61 laissent toujours un léger jeu entre les découpes 61 et les pivots 16 avec leurs 1 5 nervures 58 et 59. Sur la figure 6 le roulement 17 est plus grand que le roulement 17 de la figure 1; d'une part le diamètre extérieur de ce roulement 17 n'est plus limité par le diamètre extérieur des roule- ments 11 et d'autre part son écartement par rapport au roulement 30 est plus grand que sur la figure 1. Ce roulement-17 a son alésage qui est centré sur un tube 62 qui fait partie intégrante du flasque 13; ceci n'empêche pas de fixer ensemble les flasques 13 et 14 pour un usinage simultané des alésages pour les roulements 11 et 12 ainsi que des alésages 55 et 56 pour les pivots 16. La bague extérieure du roulement 17 est alors centrée dans le couvercle avant 18 du carter. Le couvercle avant 18 et le couvercle arrière 19 du carter sont munis des pieds de réducteurs classiques 63 et 64, l'arbre lent 65 reçoit soit un manchon d'accouplement, soit un pignon de chaine ou tout autre organe de transmission similaire. Dans le cas de la figure 1, l'arbre creux 15 est rendu solidaire, d'une manière connue, de l'arbre à entrainer, cet arbre entraîné étant supporté par ses propres paliers, seul le bras de réaction 66, qui est sensiblement dans le plan du roulement 30, a une influence sur la charge du 8 2571462 roulement 30, le roulement 17 ne supporte alors que des réactions internes du réducteur; tel n'est pas le cas pour le roulement 17 de la figure 6 qui participe à la reprise des éfforts externes provenant de l'organe de transmission qui est solidaire de l'arbre 65. Les alésages 67, situés au centre des satellites 6 et 7 servent au centrage de ces satellites lorsqu'ils sont usinés ensemble en étant boulonnés l'un contre l'autre. La figure 7 montre shématiquement la répartition des éfforts à l'intérieur d'un réducteur planétaire classique, ceci par opposition à la répartition des éfforts pour un réducteur à excentriques- multiples pour lequel les figures 8 et 9 montrent la répartition des éfforts sur les roulements d'excentriques, ceci pour les positions 0 360 sur la figure 8 et 90 sur la figure 9. Pour ces figures 8 et 9 les roulements des excentriques situés à gauche ont un jeu interne normal et les roulements des excentriques situés à droite ont un jeu interne augmenté C4. En admettant que les roulements 9 de la figure 1 aient un jeu interne normal et que les roulements 10 aient un jeu interne augmenté C4, l'intégration des couples sur chacun de ces deux excentriques doubles 3,4 donnent pour toute la rotation de ces excen- triques doubles une valeur constante, comme représenté sur la figure 10, ceci signifie que la puissance d'entré du pignon Z est également répartie entre les deux roues dentées 5 du train primaire. Par contre si les deux roulements 9 à jeu interne normal sont montés sur le même excentrique double 3,4 et les deux roulements 10 à jeu interne augmenté sont monté sur l'autre excentrique double 3,4 l'intégration des couples sur chacun des deux excentriques doubles donne les courbes de la figure 11 avec deux pointes à 100% de la puissance pour le même excentrique double entre 90 , 115 d'une part et 270, 295 d'autre part, ceci pour la roue dentée 5 qui entraine l'excentrique double sur lequel les deux roulement avec jeu interne normal sont montés. L'excentrique double équipé des deux roulements avec jeu interne augmenté tournent alors à vide sans transmettre de couple entre 90 ,115 et 270, 295. Par le jeu des tolérances d'usinage, tant pour le porte satellites que 2 5 7 1 4 6 2 pour les satellites et les jeux internes des roulements à jeu normal, il est possible d'avoir les courbes de la figure 11 en montant quatre roulements d'excentriques, deux roulements 9 et deux roulements 10, avec jeu interne normal. Etant donné que ce sont toujours les mêmes dents des roues dentées 5 qui auraient à supporter ces: surcharges de %, le train primaire, pignon 2 et roues dentées 5, devraient être calculé en conséquence. Les dispositions prévues par la présente addition sont: i) Roulements 9 avec jeu interne normal et roulements 10 avec jeu interne augmenté, par exemple C4 des normes des fabriquants de roulements. 2) Flasques 13 et 14 assemblées pour usinages simultanés des alésages 50, 51 et 52, 53. 3) Satéllites 6,7 assemblés pour usinages simultanés-des dentures et des logements des roulements 9 et 10. 4) Roues dentées 5 assemblées pour usinages simultanés des dentures, des alésages et des rainures de clavettes. La conjonction de ces quatre dispositions, qui ne sont pas onéreuses, permet l'assurance d'obtenir la division de puissance correspondant aux courbes de la figure 10 et de réduire en conséquence les dimensions du pignon Z et des roues dentées 5. Le renforcement des pivots 16 par les semelles 57 et les nervures 58 et 59 permet d'obtenir une rigidité torsionelle du porte satellites qui permet d'utiliser à leur juste valeur les capacités des roulements et des dentures du réducteur. Avec les dispositions 1) à 4) prévues par la présente addition et en ayant une attaque appropriée de l'arbre 1 du pignon 2, le pignon 2 peut être monté flottant, comme pour les planétaires classiques et les roulements de pignon 22, 23 peuvent etre supprimes. 2 2571462 REVENDICATIONS 1) Réducteur planétaire avec deux excentriques doubles selon revendications du brevet déposé le 7 Septembre 1984 sous le Ne 84 14080 caractérisé en ce que les pivots (16) qui relient entre eux les flasques (13,14) du porte satellites (13, 14, 16) sont munis, d'une part, coté flasque d'arbre lent (14), de semelles (57) sur lesquelles des nervures (58, 59) prennent appui, et d'autre part de bouts d'arbres cylindriques précis (55, 56) qui sont emman- chés sans jeu dans les alésages (52, 53) correspondants des flasques (1l3, 14), les semelles (57) étant vissées contre la face interne du flasque d'arbre lent (14); des découpes (61) étant prati- quées dans les satéllites (6, 7) pour permettre, en tenant compte des mouvements circulaires des satellites (6; 7), le passage des pivots (16) avec leurs nervures (58, 59) dans les satellites (6, 7) sans affaiblir la rigidité requise pour les satellites (6, 7). 2) Réducteur planétaire avec deux excentriques doubles selon revendication 1 de la présente addition, caractérisé en ce que chaque excentrique double (3,4) reçoit un roulement (9) avec jeu interne normal et un roulement avec jeu interne augmenté (1 0), chaque satellite (6,7) prenant appui, d'une part sur un roulement avec jeu interne normal (9} et d'autre part sur un roulement avec jeu interne augmenté (I10). -) Réducteur planétaire avec deux excentriques doubles selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 de la présente addition caractérisé en ce que les flasques (13, 14) du porte satéllites sont vissés ensemble l'un contre l'autre pour usinage simultané des logements de roulement (50, 51) pour excentriques doubles (3,4) et des alésages (52, 53) pour bouts d'arbre (55, 56) des pivots (16). 4) Réducteur planétaire avec deux excentriques doubles selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 de laprésente addition, 1l caractérisé en ce que les deux satéllites (6, 7) sont vissés ensemble pour l'usinage simultané des dentures et des logements des roulements d'excentriques (9, 10). ) Réducteur planétaire avec deux excentriques doubles selon l'une quelconque des revendications i à 4 de la présente addition, caractérisé en ce que les çleux roues dentées du train primaire (5) sont vissées ensemble pour l'usinage simultané de l'alésage central, de la rainure de clavette et des dentures. 6) Réducteur planétaire avec deux excentriques doubles selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 de la présente addition, caractérisé en ce que le flasque (13) du porte satellites, coté pignon d'entré (2), est muni dans sa partie centrale extérieure, d'une excroissance tubulaire (62) sur laquelle est monté un roulement (17) dont la bague extérieure est centrée dans le flasque avant (18) du carter, les flasques avant (18) et arrière (19) du carter étant munis de pieds de fixation (63, 64).