Brevet FR2583838A1 — publié le 19861226

Dispositif flexible tubulaire de transmission d'efforts longitudinaux. La présente invention concerne les disposi- tifs flexibles tubulaires destinés à assurer la transmission d'efforts de traction et/ou de compres- sion du type constitué par une enveloppe ou gaine tubulaire flexible, métallique ou plastique, à sec- tion circulaire, dans l'axe de laquelle est disposée une lame centrale plate souple, généralement en acier inoxydable à haute résistance, destinée à transmettre les efforts dans son mouvement axial par rapport à la- dite enveloppe fixe, entre deux rangées de billes, qui se déplacent guidées dans les chemins de roulement, creusés de part et d'autre dans ladite lame. Les billes, roulant contre la lame, sont main- tenues à écartement fixe par une cage à billes, gêné- ralemènt constituées par une bande méplate percée d'orifices de réception des billes. Dans un mode de réalisation connu (tel que ce- lui décrit dans le brevet français No. 1 124 613 dépo- sé le 8 avril 1955 au nom du même inventeur), les deux rangées de billes se déplacent, d'une part, dans les chemins de roulement creusés sur les deux faces de la lame centrale et, d'autre part, dans ceux de deux rails flexibles fixes opposés, appliqués contre la face interne circulaire de ladite gaine, également de forme aplatie et généralement faits en acier ino- xydable. Dans les transmissions connues de ce genre, les deux extrémités de chaque rail sont accrochées à embouts fixés au bâti de la machine sur laquelle est montée la transmission, tandis que les deux extrémi- tés de la lame centrale sont respectivement solidai- res de deux tiges coulissantes montées dans l'axe des- dits embouts et attelées respectivement aux organes de commande ou à commander. L'ensemble de la transmission, faite de pro- fils plats peut prendre une configuration courbe ou sinueuse, grace à la possibilité qu'ont les attaches des rails et de la lame centrale de s'orienter en tournant autour de l'axe des embouts d'extrémité, de façon à mettre le plan contenant les deux rangées de billes dans le plan de la courbe de la gaine flexible, comme cela a été décrit dans le brevet français numé- ro 1 212 730 déposé le 25 mars 1958 au nom du même inventeur. Suivant ce brevet, l'organe d'accrochage des rails est constitué par un manchon, rotatif à l'inté- rieur de l'embout, qui est composé de deux demi-co- quilles dont le plan de joint est un plan diamétral passant par le plan médian de la lame centrale, cha- que demi-coquille étant intercalée entre l'un des rails et la face correspondante de la lame centrale. Chaque demi-coquille comporte deux ou trois tétons en saillie qui s'accrochent dans des orifices percés dans le rail. Cette disposition connue du manchon d'accro- chage impose de prévoir un écartement appréciable en- tre les deux rails et, par conséquent, un diamètre intérieur relativement important pour la gaine. D'au- tre part, la présence du manchon empêche la circula- tion des billes et des cages à billes à l'intérieur des embouts, ce qui réduit la course utile de la lame centrale et laisse une longueur appréciable des rails et de la lame centrale sans le soutien des billes. Il en résulte un risque de flambage en compression de l'un ou l'autre de ces organes. La présente invention a pour but d'améliorer le système d'accrochage des rails pour permettre un rapprochement maximal des rails et, par conséquent, une réduction du diamètre de la gaine. Ceci procure une flexibilité accrue de la transmission, un encom- brement et un poids réduits, une réduction de la dif- férence de longueur des rails lorsque la transmission est recourbée. L'invention a également pour but de permettre, grace à une disposition nouvelle des manchons d'accro- chage, de prolonger lacourse des billes et des cages à billes à travers les embouts, ce qui, notamment, élimine le risque de flambage en compression des rails ou de la lame, même sur une grande course. Au surplus, la longueur des embouts d'extrémité peut être réduite, ce qui facilite le montage de ces embouts sur les bâtis fixes. Comme on le verra dans ce qui suit, l'inven- tion s'applique également aux dispositifs flexibles de transmission dits "Monorail", dans lesquels les billes de l'une des rangées de billes roulent dans le, chemin de roulement d'un rail unique, tandis que les billes de l'autre rangée de billes roulent directement sur la surface interne lisse de la gaine. Un tel dis- positif de transmission à rail unique a été décrit dans la demande de brevet français No. 84-19 126 dépo- sée le 14 décembre 1984 au nom du même inventeur. L'invention a pour objet un dispositif flexi- ble tubulaire de transmission d'efforts longitudinaux du type qui comprend: une gaine tubulaire flexible à section circulaire; une lame centrale plate sou- ple disposée à l'intérieur de la gaine; une première rangée de billes roulant dans un premier chemin de roulement creusé sur une première face de la lame centrale; une deuxième rangée de billes roulant dans un deuxième chemin de roulement creusé sur la deuxiè- me face, opposée à la première, de la lame centrale; ainsi qu'une première et une deuxième cages à billes retenant les billes; au moins un rail métallique présentant une gorge de roulement pour les billes de l'une des rangées de billes, ledit rail étant appli- qué contre la surface.interne de la gaine; un embout tubulaire fixé à chaque extrémité de la gaine; et un organe d'accrochage du rail monté rotatif à l'inté- rieur dudit embout et calé axialement dans ledit em- bout. Suivant l'invention, l'organe d'accrochage du rail est constitué par un manchon tubulaire, formé par deux tronçons opposés demi-tubulaires, d'un dia- mètre intérieur égal au diamètre intérieur de la gaine; le plan de jonction des deux tronçons demi- tubulaires est perpendiculaire au plan médian de la lame centrale; les bords en regard des tronçons demi-tubulaires présentent des dents rabattues qui s'engagent dans des crans ménagés de chaque côté du rail pour accrocher ce dernier au manchon, l'inter- valle subsistant entre lesdites dents rabattues du manchon et la lame centrale étant suffisant pour laisser libre passage aux cages à billes à l'inté- rieur du manchon. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'exa- men des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisa- tion de l'invention. La figure 1 représente schématiquement l'en- semble d'un dispositif de transmission à billes auquel s'applique l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif, à plus grande échelle, au niveau des embouts, dans le cas o celui-ci comporte deux rails de roulement des billes. La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant le plan III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale du dispositif de la figure 2 montrant l'embout et le manchon rotatif d'accrochage des deux rails. Les figures 5 et 6 représentent respective- ment l'accrochage d'une première et d'une deuxième extrémités des-rails dans les manchons d'accrochage. La figure 7 est une vue analogue à la figure 2 mais dans le cas d'un dispositif ne comportant qu'un seul rail de guidage des billes. La figure 8 est une vue partielle en coupe longitudinale du dispositif de la figure 7, montrant l'embout et le manchon rotatif d'accrochage du rail unique. Le dispositif représenté sur la figure 1 com- prend: une gaine tubulaire 2, deux embouts d'extré- mité 4, 4' enserrant la gaine et assurant sa fixation sur deux parties 6, 6' du bâti de la machine, une lame centrale 8 guidée par deux jeux de billes (non représentés sur la figure 1), et deux organes d'ac- tionnement 10, 10' (moteur ou récepteur) fixes aux extrémités de la lame centrale 8 par deux tiges cylin- driques 12, 12' coulissant dans l'axe des embouts d'extrémités et pouvant pivoter dans ces embouts. L'âme centrale 8 est une lame plate souple, en acier inoxydable à haute résistance, creusée sur chacune de ses faces d'un chemin de roulement 16, 16' pour les deux rangées de billes 18, 18' (figures 2 et 3). Les billes 18 de la première rangée de billes roulent sur un rail flexible fixe 20 appliqué contre la face interne circulaire 22 de la gaine 2, ce rail, également en acier inoxydable, ayant une forme apla- tie comme représenté sur la figure 3 (avec un méplat 21 dans la partie en arc-de-cercle s'appliquant con- tre la gaine) et présentant une gorge 23 de roule- ment des billes 18. Entre les faces en regard de la lame centrale 8 et du rail 20, une cage à billes 24 maintient l'écartement des billes 18. Les billes 18' de la deuxième rangée de bil- les 18' roulent dans les gorges 16' et 23' de la la- me centrale 8 et du deuxième rail 20', l'écartement des billes 18' étant maintenu par une deuxième cage à billes 24' logé entre la deuxième face de la lame centrale 8 et la surface interne de la gaine. Les deux extrémités des deux rails 20, 20' sont respectivement accrochées dans un manchon, calé.- axialement à l'intérieur des embouts 4, 4', et pou- vant tourner dans ces embouts de façon que l'ensemble de la transmission, faite de profils plats puisse prendre une configuration courbe ou sinueuse, grâce à la possibilité qu'ont les attaches des rails et de la lame centrale de s'orienter en tournant autour de l'axe des embouts d'extrémité, de façon à mettre le plan contenant les deux rangées de billes 18, 18' dans le plan de la courbe de la gaine flexible. Le manchon d'accrochage pour l'une des ex- trémités des rails 20, 20' sera décrit en détail dans ce qui suit à propos des figures 2, 4, 5 et 6. On a représenté sur la figure 4 un embout tubulaire 4 dont l'extrémité filetée 26 permet de fixer l'embout dans le bâti fixe 6 de la machine (figure 1) et dont l'autre extrémité filetée 26' re- çoit un bouchon d'embout 28 comportant une jupe 30 qui enserre l'extrémité de la gaine flexible 2. On a représenté également la lame centrale 8, les rails , 20', les deux jeux de billes 18, 18' et les deux cages à billes 24, 24'. Les deux rails 20, 20' sont retenus par un manchon tubulaire d'accrochage 32, lequel est mainte- nu axialement dans l'embout 4 par appui contre l'ex- trémité 39 du bouchon d'embout 28 et, à son autre ex- trémité par une bague 42 enfilée dans l'embout. Le manchon 32 est ainsi libre de tourner à l'intérieur de l'embout 4, avec les rails 20, 20' qui y sont accrochés. Le manchon tubulaire 32 est constitué par deux tronçons opposés demitubulaires 34, 34' (voir figure 2) d'un diamètre intérieur 01 égal au diamètre intérieur 02 de la gaine 2 (voir figure 3). Les deux tronçons demi-tubulaires opposés 34, 34' sont accolés suivant un plan de jonction P' qui est perpendiculaire au plan médian P de la lame centrale (et qui est la plan de la figure 4). Dans les bords en regard des tronçons demi- tubulaires 34, 34' sont ménagées des dents dont une sur deux est rabattue vers le centre du manchon. Chaque dent rabattue 40, 40' (voir figures 2 et 5) s'engage dans des encoches ou crans corres- pondants 44 taillés latéralement, de chaque côté des extrémités des rails 20, 20', pour accrocher ces rails au manchon 32. On peut prévoir par exemple, comme il est représenté sur les figures 4 et 5, trois dents rabattues 40, 40' sur chaque bord des tronçons demi- tubulaires, ces dents rabattues pouvant avoir par 2S83838 exemple 4 à 6 mm de longueur. Ehtre les dents rabattues 40, 40' subsistent des; portions non rabattues 46, 46' des tronçons demi- tubulairea 34, 34', ces portions étant accolées les unes contre les autres suivant le plan de jonction P' précité et supportant, par leurs faces internes cylin- driques 48 (de même diamètre que le diamètre intérieur de la gaine 2), les rails 20, 20', comme on le voit sur la figure 2. Les dents rabattues 40, 40' laissent subsis- ter entre elles et la face en regard de la lame cen- trale 8 un espace suffisant pour laisser libre passa- ge aux cages à billes.24, 24'. Il apparaît bien que les manchons d'accrocha- ge 32 ne présentent aucun obstacle délimitant la libre circulation des billes 18, 18' et des cages 24, 24' dans les manchons 32 et, par conséquent, dans les embouts d'extrémité 4. Ceci présente de grands avantages. En effet, dans les transmissions à billes, le déplacement des billes est égal à la moitié de celui de la lame centrale. Si les manchons d'accrochage des rails limitent en fin de course le déplacement des cages à billes, les profilés plats de la lame centra- le et des rails, à la fin de course inverse, ne sont plus entretoises par les billes, au minimum sur une demi-course à laquelle s'ajoute une garde de sécurité, d'environ 20 mm dans la pratique. D'autre part, les manchons d'accrochage des rails connus, tels que ceux décrits dans le brevet précité No. 1 212 730, sont intercalés entre la lame centrale et les rails, ce qui crée un écartement né- cessairement important entre ces éléments flexibles qui e peuvent résister au flambage, sur la lon-. sueur indiquée ci-dessus de la demi-course, plus la garde, en cas d'effort important à transmettre. Enfin, avec les manchons d'accrochage connus, la partie de la gaine flexible 2 qui est démunie du soutien des billes risque de plier si on impose une courbure de faible rayon au flexible. En conséquence, avec ces manchons d'accrochage connus, on devait pro- longer la jupe 30 du bcuchon d'embout 28 au moins jusqu'à la dernière bille. Au contraire, le manchon 32 suivant l'inven- tion accroche les rails 20, 20' latéralement, sans aucun élément d'accrochage intercalé entre la lame centrale 8 et les rails 20, 20'. L'écartement E entre les rails 20, 20' (voir figure 2)peut être ainsi réduit au minimum possible permettant le passage des cages 24, 24'. On obtient ainsi: une réduction du diamètre de la gaine (par exemple 8 mm de diamètre intérieur, au lieu de 9,5 sur les transmissions connues) et des embouts; une amélioration de la souplesse du flexible; un gain de poids et d'encombrement sur la transmission. Enfin le rapprochement entre les rails 20, ' réduit leur différence de longueur aux attaches, due aux changements de direction des embouts d'extré- mité de la transmission (voir l'angle a sur la figure 1). En effet, on devait prévoir jusqu'à présent, à cause de l'écartement relativement important des rails, un jeu longitudinal important entre rail et manchon d'accrochage pour deux des quatre extrémités des rails. La différence de longueur entre les rails, due aux courbures, étant plus faible grace à l'inven- tion, on peut prévoir seulement ce jeu longitudinal J sur une seule des quatre extrémités des deux rails, comme cela est représenté sur la figure 6. Dans ce cas, chacun des tronçons demi-tubulaires 34, 34' peut ne comporter qu'une seule dent rabattue 40, 40', l'en- coche 44, 44' creusée latéralement de chaque côté du rail 20 ayant une extension suffisante pour permettre le jeu J du rail dans le manchon. Les trois autres extrémités des rails étant accrochées positivement dans les manchons, on obtient une meilleure réparti- tion des charges que par le passé. La pénétration des billes et des cages à l'in- térieur des manchons, qui est réalisée grâce à l'in- vention, permet de réduire de façon importante la longueur de la partie sans billes, hors des manchons d'accrochage. On supprime ainsi toutes les possibili- tés de flambage ou de déformation d'un rail ou de la lame centrale, même dans le cas d'une grande course de la lame. En conséquence, il est possible de trans- mettre des efforts nettement plus importants, en trac- tion et en compression. Enfin la longueur des embouts d'extrémité 4 et des jupes 30 peut être notablement réduite, sans risque de pliure de la gaine à la sortie des embouts. On a décrit dans ce qui précède le système d'accrochage des rails dans les manchons pour une transmission comportant, de façon classique, deux rails 20, 20'. Mais l'invention s'applique également, comme il est représenté sur les figures 7 et 8, aux trans- missions flexibles comportant un rail unique 20 dans lequel roulent les billes 18 du premier jeu de billes, tandis que les billes 18' du deuxième jeu de billes roulent directement sur la surface interne lisse de la gaine. Ce type de transmission, dit "Monorail" per- met de réduire le diamètre de la transmission. Dans ce cas, le manchon d'accrochage 32 du rail unique 20 est encore constitué de deux tronçons demi-tubulaires 34, 34' qui sont accolés suivant un l! plan P' perpendiculaire au plan médian P de la lame centrale 8. Chaque tronçon tubulaire 34, 34' est pour- vu de dents rabattues 40, 40' seulement sur un de ses bords, pour l'accrochage du rail unique 20, tandis que les deux autres bords 48, 48' sont des bords lis- ses, dépourvus de dents, qui s'appliquent l'un contre l'autre suivant le plan P'. Bien entendu le manchon 32 est librement rotatif dans l'embout 4. Comme on le voit sur la figure 8, ce système d'accrochage du rail 20 permet la pénétration à l'in- térieur du manchon 32 des billes 18, 18' et des cages 24, 24'. Dans le manchon 32, les billes 18' roulent di- rectement sur la surface interne du manchon qui est de même diamètre que la gaine. Là encore, l'accrocha- ge du rail 20 se faisant latéralement, et non pas par un organe d'accrochage intercalé entre la lame centra- le 8 et le rail 20, il est possible de réduire au minuinum I'écartement entre rail et lane, donc de réduire le diamètre de la gaine (par exem- ple un diamètre intérieur de gaine de 6 mm peut être choisi au lieu de 8mm comne dans 1 'exemple précédent à deux rails. Bien entendu, tous les avantages qui ont été décrits à propos de la transmission à deux rails se retrouvent dans le cas d'application à la transmis- sion monorail sauf qu'il n'y a pas à tenir compte d'une différence de longueur de rails due à la cour- bure de la transmission (puisqu'il n'y a qu'un seul rail). Il en résulte que, dans ce cas, les deux ex- trémités du rail unique peuvent être ancrées, sans jeu longitudinal, dans les manchons par coopération positive des dents rabattues 40, 40' avec les crans latéraux du rail. Une telle transmission peut être fabriquée a priori sans connaître les conditions de montage, puis- qu'il n'y a pas à prévoir de jeu J (entre rail et man- chon) dépendant de l'angle a de courbure de la trans- mission. REVENDICATIONS 1. Dispositif flexible tubulaire de transmis- sion d'efforts longitudinaux qui comprend: une gaine tubulaire flexible à section circulaire; une lame centrale plate souple disposée à l'intérieur de la gaine; une première rangée de billes (18) roulant dans un premier chemin de roulement (16) creusé sur une première face de la lame centrale; une deuxième rangée de billes (18') roulant dans un deuxième che- min de roulement (16') creusé sur la deuxième face, opposée à la première, de la lame centrale; ainsi qu'une première et une deuxième cages à billes (24, 24') retenant les billes (18,,18'); au moins un rail métallique (20) présentant une gorge (23) de roule- ment pour les billes (18) de l'une des rangées de billes, ledit rail (20) étant appliqué contre la sur- face interne (22) de la gaine (2); un embout tubu- laire (4, 4') fixé à chaque extrémité de la gaine (2); et un organe d'accrochage du rail monté rotatif à l'intérieur dudit embout et calé axialement dans le- dit embout, ledit dispositif étant caractérisé en ce que: l'organe d'accrochage du rail est constitué par un manchon tubulaire (32), formé par deux tronçons opposés demi-tubulaires (34, 34'), d'un diamètre inté- rieur 02 ê au diamètre intérieur 0 de la gaine; l plan. de joaction P' des deux tronçons demi-tubu- laires est perpendiculaire au plan médian P de la la- me centrale; les bords en regard des tronçons demi- tubulaires présentent des dents rabattues (40, 40') qui s'engagent dans des crans (44) ménagés de chaque côté du rail pour accrocher ce dernier au manchon, l'intervalle subsistant entre lesdites dents rabattues du manchon et la lame centrale étant suffisant pour laisser libre passage aux cages à billes à l'intérieur du manchon. 2. Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend deux rails métalliques (20, 20'), les billes (18') de la deuxième rangée de billes roulant dans une gorge de roulement (23') qui est creusée dans le deuxième rail (20'), ce dernier étant appliqué également contre la surface interne (22) de la gaine (2); en ce que chaque tronçon demi- tubulaire (34, 34') est pourvu sur ses deux bords de dents rabattues (40, 40') pour l'accrochage des deux rails (20, 20') dans le même manchon (32); et en ce que l'intervalle subsistant entre lesdites dents ra- battues et la lame centrale est suffisant, sur les deux faces de ladite lame centrale, pour laisser libre passage aux deux cages à billes à l'intérieur du manchon. 3. Dispositif suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que, à l'une des deux extrémités de l'un des deux rails, un jeu longitudinal est prévu dans l'accrochage entre les dents rabattues du man- chon et les crans dudit rail, l'ancrage des trois au- tres extrémités des rails dans les manchons étant fait sans jeu longitudinal. 4. Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend: un rail métallique unique (20) présentant une gorge (23) de roulement pour les billes (18) de la première seulement des 2S83838 rangées de billes; en ce que les billes (18') de la deuxième rangée de billes roulent directement sur la surface interne de ladite gaine (2), en ce que la gaine (2) présente une surface interne lisse propre à servir de chemin de roulement auxdites billes (18'); et en ce que chaque tronçon demi-tubulaire (34, 34') est pourvu seulement sur un de ses bords de dents ra- battues (40, 40') d'accrochage du rail unique (20), l'autre bord étant lisse et s'appliquant sur le bord lisse opposé de l'autre tronçon demi-tubulaire.