Brevet FR2605375A1 — publié le 19880422

Mouvement a vis comprenant une tige filetee et un Écrou a filetaaes trapézoïdaux L' invention concerne un mouvement a vis comportant des filetages trapézoïdaux exterleur, disposé notamment sur une tige filetée, et intérieur disposé notamment dans un écrou, qui sont uniformes sur toute leur longueur, les points ou sections de contact absorbant la charge de basculement, lors de l'inclinaison des filetages l'un par rapport a l'autre, étant disposes exclusivement sur la surface de sommet de filet des zones de filet concernées d'au moins un filetage, et, sous une charge radiale dirigée dans le même sens, les filetages ne présentant qu'un jeu axial récuit ou pas ce jeu axial au tout, et les sections de contact concernées oe ia surface au sommet de filet de l'un des filetages étant en contact avec les sections correspondantes du fond oe rainure ce i'autre filetage. Un mouvement a vis de ce type est connu par le orevet DE-3 505 467 et est utilise de preference pour la conversion d'un mouvement rotatif en un mouvement lineaire. Avec un pas de filetage d'une grandeur correspondante il est possible adutiliser ce mouvement a vis de façon inverse, c'est-a-dire pour generer un mouvement rotatif a partir d'un mouvement llneaire. La realisation au flietage a simple filet peut être remplacee par une reallsation a filet multiple, ce qui permet d'obtenir des pas plus grands avec la meme capacite de charge. Le filetage est reallse sous la forme d'un filetage trapezo'ïdal, des flancs de filet avec une surface relativement grande etant obtenus en vue d'une grande capacite de 2 5 charge. En presence d'une charge axiale on vise une repartition de la charge si possible sur toute la longueur du filetage, c'est-a-dire que les filetages de la tige et de l'ecrou doivent être fabriques avec des tolerances extrêmement serrees. Pour evlter de realîser toutes les dimensions des filetages avec une exactitude extreme ou pour eviter un appariement individuel, dans de nombreux cas la tige presente par rapport a l'ecrou un leger jeu 2- axial, ce qui fait qu'un petit interstice se forme entre les flancs de filet non sollicites lorsque la charge est purement axiale. En presence d'une charge axiale inverse, l'interstice se trouve du cote des autres flancs de filet des flletages exterieur et ilnterleur. Par contre, lors d'une charge radiale, les deux flancs de filet du filetage interleur sont en contact avec ceux du filetage exterleur a l'endroit peripherlque correspondant. Le mouvement a vis connu est realise de telle manlere que dans ce cas par exemple dans la zone des flancs de filet sollicites, un contact existe entre la surface de sommet de filet du filetage interleur et le fond de rainure du filetage exterieur. Lors d'une repartltion de charge complexe il est possible que l'ecrou soit incline ou bascule par rapport a la tlge. Ce cas limite entraine justement sur des mouvements a vis des consequences 1 5 facheuses pour le fonctionnement, notamment lorsque le mouvement linealre de l'ecrou doit provoquer la rotation de la tige ou lbien, de façon correspondante, lorsque le mouvement linealre de la tige doit provoquer la rotation de l'ecrou. L'inclinaison reauit a un minimum la surface portante et il ne subsiste qu'un contact lînaire voire meme ponctuel infiniment petit dans deux zones de transition opposees dans le sens radial/axlal du flanc oe filet vers la surface de sommet de filet du filetage exterleur sur la tige filetee avec la surface partielle correspondante du filetage interieur de i'ecrou. Dans de nombreux cas, cette inclinaison provoque un coincement avec une legere deformation des surfaces de contact. Une rotation relative entre l'ecrou et la tige est dans ce cas difficile a effectuer. Dans l'exemple cite de la conversion d'un mouvement lineaire en mouvement rotatif, un auto-blocage se fait qui rend un mouvement impossible. Il faut d'abord corriger a nouveau l"inclinaison afin de garantir un fonctionnement sans perturbations. Dans la realîsation connue, sous une charge de basculement les filetages sont appuyes par les surfaces de sommet sur le fond de rainure. Un coincement est ainsi quasiment evlte. Pour obtenir un fonctionnement souple, il n'est pas necessalre que les flancs de filet restent hors contact. La aussi, un contact peut s'etaDlir; il suffit d'eviter qu'une composante de force generee par la force de basculement apparaisse dans la zone des flancs de filet. Or, cela n'est pas toujours possible en raison d'erreurs de tolerance dues a la fabrication. L' invention a pour but de creer un mouvement a vis du type cite au debut qui presente, lors de l'lnclinaison entre l'ecrou et la tige filetee, un fonctionnement encore plus souple. Ce but est atteint par le fait que les flancs de filet d'au moins un filetage presentent, en direction axiale, un profil convexe et que le fond de rainure d'au moins un filetage presente un socie meaian en saillie et, des deux cotes de ceiui-ci, des zones de coin disposees radialement plus profondément, de sorte qu'il suosiste au moins un petit Interstice, lors de l'lnclinaison maximale des filetages l'un par rapport a l'autre, entre les zones de transition des flancs de filet vers la surface de sommet de filet du premier filetage et les faces de fond des zones de coin de i autre filetage. La realîsation convexe d'un des flancs de filet evite un contact des aretes et donc une pression superficielle elevee, meme en cas de déplacements extrêmes des filetages l'un par rapport a l'autre, tels qu'lls apparaissent aux spires exterieures du filetage sous une charge de basculement. La courbure convexe s'etend sur toute la hauteur des flancs de filet en direction radiale avec un grand rayon de maniere a fournir une courbure extremement recuite. 2 5 Lors des deplacements mentionnes des filetages l'un par rapport a l'autre, une portion courbee des flancs de filet est ainsi toujours en contact avec le filetage applique. Par consequent, des zones d'arête ou de coin ne sont pas en prise. Cela ameliore davantage la souplesse de fonctionnement en position inclinee. Le socle en saillie se trouvant au milieu du fond de rainure sert d'appui radial pour la surface de sommet de l'autre filetage. Les zones de transition correspondantes de ce filetage, se trouvant entre les flancs de filet et la surface de sommet, peuvent avancer sans contact dans l'espace libre forme par les zones de coin -4 - en retrait se trouvant des deux cotes du socle en saillie. Un usinage precis des zones de coin n'est donc pas necessaire, aussi bien en ce qui concerne les dimensions qu'en ce qui concerne la qualite de la surface. Seule la surface d'entree en contact du socle en saillie devrait etre usinee pour obtenir un mouvement de glissement souple meme en position inclinee. Dans ce cas il est utile d'arrondir la face d'arête. Selon une autre caracteristique de l'invention, un profil arrondi de façon entèlerement convexe est partlcullerement avantageux. Selon une autre caracterîstique de l'invention, le flanc de filet de l'un des filetages applique contre le flanc de filet profile de façon convexe de l'autre filetage presente un rayon de courbure superieur. Cette mesure permet d'obtenir une meilleure osculatlon des flancs de filet appliques l'un contre l'autre et de redulre la charge superficielle differentielle. Cela est egaiement avantageux en vue d'un fonctionnement souple. D'autres caracteristiques du mouvement a vis conforme a l'invention sont decrites cl-dessous a l'aide de l'exemple montre dans le dessin, sur lequel la figure I represente la coupe longitudinale partielle dun mouvement a vis, la figure 2 represente la coupe longitudinale agrandioe du profil au filetage sous une charge radiale orlentee cans la meme direction, et la figure 3 represente le profil du filetage selon la figure 2, la tige filetee étant en position inclinee par rapport a l'ecrou. Le mouvement a vis represente dans la figure I se compose d'une tige filetee 1 et d'un écrou 2 qui sont relies par l'întermediaire d'un filetage 3 essentiellement trapezoidal. Le filetage interleur 3 de l'ecrou 2 et le filetage extérieur 3 de la tige filetee 1 sont adaptes l'un a l'autre de telle maniere qu'il existe un jeu aussi bien axial que radial. Lorsque la tige filetee 1 est sollicitee, comme illustré, par une force F par rapport a l'ecrou 2, les flancs - 5 - de filet 5 inclines provoquent un centrage qui fait que, au moins en theorie, un interstice 4 uniforme est forme sur toute la peripherie, cet interstice correspondant au jeu radial. Sous cette condition, un des flancs de filet 5 est porteur sur toute la longueur du filetage 3 a l'lnterieur de l'écrou 2 et est en contact avec le flanc de filet 5 correspondant de la tige filetee 1. Cela fait qu'un interstice 6 se forme sur l'autre flanc de filet 5, interstice qui correspond au jeu axial. Le pas du filetage 3 est relativement grand, ce qui fait que sous la force axiale F exercee sur la tige 0 filetee 1 un couple est applique a l'ecrou 2. Les jeux radial et axial sont dans une certaine relation l'un par rapport a l'autre. Cela est clairement visible dans la figure 2 qui montre la zone de filetage 7, representee dans la figure I en haut a gauche, de la tige filetee 1 et les portions correspondantes de la rainure de filet 8 de l'ecrou 2. Des forces radiales F orientees dans le meme sens agissent sur la tige filetee 1, celle-ci étant decalee par rapport a l'ecrou 2 d'une distance radiale correspondant au jeu radial. Cela fait disparaître l'interstice 4 et la surface 9 de sommet de filet est appliquee contre le fond de rainure 10. Le jeu axial dans cette position est encore si grand qu'un interstice 6 subsiste entre les flancs de filet 5. Dans la figure 2 cet interstice 6 n'est represente que sur le flanc de filet droit afin de le rendre mieux visible. Cette position est creee en presence d'une charge axiale reduite. De meme, l'interstice 6, avec 2 5 une charge axiale orientee dans le sens inverse, pourrait se former sur le flanc de filet 5 gauche. Le fond de rainure 10 comporte un socle en saillie 11 s'étendant au milieu dans le sens axial et se poursuit des deux cotes de ce socle avec une zone de coin situee plus profondement (en retrait) dans le sens radial. Le profil du socle en saillie Il est arrondi de façon convexe. Les flancs de filet 5 de l'ecrou 2 sont egalement arrondis de façon legerement convexe dans le sens radial. La figure 3 montre la zone de filetage 7 exterieure, disposee en haut a gauche selon la figure 1, dans une position inclinee entre - 6 - lecrou 2 et la tige filetee 1 sous une charge de basculement F. Les axes de symetrle des filets de l'ecrou 2 et de la tige filetee l font un léger angle l'un avec l'autre. La courbure convexe des flancs de filet 5 de l'écrou 2 fait que dans cette position incllnee, les conditions de contact avec le flanc de filet 5 de la tige filetee l sont les mêmes que sans inclinaison selon la figure 2. La charge superficielle differentlelle n-est pas plus grande qu'en cas normal. Le filetage 3 est dimensionne de telle sorte que même en inclinaison maximale selon la figure 3 il subsiste un interstice axial 6 reduit ou tout Juste plus aucun interstice. Cela n'est pas clairement visible dans la figure 3. Neanmolns, dans cette position, le filetage 3 de la tige filetee I ne peut pas coincer avec les deux flancs de filet 5'du filetage de l'ecrou 2. Ceia est du en partie au socle en saillie Il avec son profil arrondi ae façon i 5 convexe, qui supporte la tige filetee 1 par sa surface 9 ce sommet de filet et empêche que les filetages 3 se rapprochent davantage dans le sens radial. La zone de transition 13 entre le flanc de filet 5 et la surface 9 de sommet de filet peut, comme montre dans la figure 3 a gauche, être reçue sans contact dans la zone de coin 12 correspondante de l'ecrou 2. Le socle en saillie il, son rayon de courDure et la profondeur radiale des zones de coin 12 sont representes ce façon grossie afin ae permettre une meilleure comprehension. De preference, la largeur du socle en saillie il correspond a 2 5 environ un tiers de la largeur totale du fond de rainure 10. Revendications 1. Mouvement a ViS comportant des filetages trapezo'aaux (3) exterieur, dispose notamment sur une tige filetee (1), et interieur dispose notamment dans un ecrou (2), qui sont uniformes sur toute leur longueur, les points ou sections de contact absorbant la charge de basculement, lors de llnclinaison des filetages (3) l'un par rapport a l'autre, étant disposes exclusivement sur la surface (9) de sommet de filet des zones de filet (7) concernées d'au moins un filetage (3), et, sous une charge radiale dirigee dans le meme sens, les filetages ne presentant qu'un jeu axial reduit ou pas de jeu axial du tout, et les sections de contact concernees de la surface (9) du sommet de filet de l'un des filetages (3) etant en contact avec les sections correspondantes du fond de rainure (10) de l'autre filetage (3), caractérise en ce que les flancs de filet (5) d'au moins un filetage (3) présentent, en direction radiale, un profil convexe et que le fond de rainure (10) d'au moins un filetage (3) presente un socle (11) median en saillie et, des deux côtes de celui-ci, des zones de coin (12) disposees radlalement plus profondement, de sorte qu'il subsiste au moins un petit interstice, lors de l'lnclinaison maximale des filetages (3) l'un par rapport a l'autre, entre les zones de transition (13) des flancs de filet (5) vers la surface (9) de sommet de filet du premier filetage (3) et les faces de fond des zones de coin (12) de l'autre filetage (3). 2. Mouvement a vis selon la revendication 1, caracterise en ce que le profil du socle en saillie (11) est légerement arrondi de façon convexe. 3. Mouvement à vis selon la revendication I ou 2, caractérise en ce que le flanc de filet (5) de l'un des filetages (3) applique contre le flanc de filet (5), profilé de façon convexe, de l'autre filet (3) présente un rayon de courbure superieur. 4. Mouvement & vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérise en ce que la largeur du socle en saillie (11) - 8 correspond a environ un tiers de la largeur totale du fond de rainure (10).