Brevet FR2695700A1 — publié le 19940318

La présente invention a pour objet un réducteur à pla- nétaire comprenant au moins un étage constitué d'un pi- gnon planétaire d'entrée, de satellites montés sur un porte-satellites solidaire d'un arbre de sortie et d'une couronne fixe. De tels réducteurs, généralement à deux ou trois étages, sont notamment utilisés dans les moteurs tubulaires destinés à l'entraînement de stores, volets roulants ou portes En raison des jeux, nécessaires, qu'ils présen- tent, ces réducteurs sont relativement bruyants. Pour parvenir à réduire le bruit ou augmenter la capa- cité de charge de tels réducteurs, il est connu d'aug- menter le rapport de conduite des éléments engrenants en réduisant les jeux de fonctionnement Cette solution a l'inconvénient d'être coûteuse, en raison de la qua- lité et de la précision qu'elle nécessite En effet, il faut que la géométrie et les dimensions des pièces constitutives soient très précises, car les entre-axes, dans ce type de réducteur, sont petits et les axes sont situés sur des supports indépendants les uns des autres. Cette technique a enfin des limites, car un jeu minimum est indispensable pour absorber les dilatations dues aux échauffements En outre, les pièces constitutives du réducteur étant généralement fabriquées par moulage, un jeu est nécessaire pour absorber le retrait après moulage qui se produit au bout d'un certain temps Pour y remédier, il faut procéder à un traitement thermique destiné à accélérer ce retrait Il convient également de tenir compte du fait qu'il est devenu usuel de fa- briquer de tels réducteurs en matière plastique et il faut alors tenir compte des gonflements de reprise d'humidité. Dans le même but il est connu d'utiliser des transmis- sions à denture hélicoïdale, mais les inconvénients de telles transmissions sont bien connus Ce sont la géné- ration d'une composante axiale qu'il faut absorber, la génération de forces de frottement préjudiciables au rendement et une fabriction plus délicate et plus coû- teuse. L'invention vise, d'une part, à réduire le bruit et, d'autre part, à augmenter la capacité de charge du ré- ducteur par des moyens simples, peu coûteux et faciles à maîtriser. Le réducteur selon l'invention est caractérisé en ce que les satellites sont montés flottant radialement dans le porte-satellites et que les dentures des élé- ments engrenant sont déportées de telle sorte que la résultante des forces exercées, d'une part entre la couronne et les satellites, et d'autre part, entre les satellites et le planétaire, est dirigée dans une di- rection préalablement choisie. De cette manière, les satellites sont naturellement plaqués soit contre le planétaire, soit contre la cou- ronne et les rapports de conduite entre les éléments concernés ont une valeure maximale. Le bruit étant généré essentiellement entre le plané- taire et les satellites du premier étage de ce type de réducteur, le bruit peut être fortement diminué en di- rigeant la résultante radiale vers le planétaire. En dirigeant la résultante radiale vers l'élément le plus fragile, on augmente la capacité de charge du ré- ducteur. Il n'est pas nécessaire de faire appel à une grande précision de réalisation et les jeux de fonctionnement peuvent être notablement limités, étant donné que les satellites sont flottants Des engrenages à dentures droites peuvent être utilisés Le même porte-satellites peut recevoir des satellites différents, ce qui permet de réaliser plusieurs rapports de réducteur, c'est-à- dire plusieurs réducteurs. Si le réducteur comporte plusieurs étages, il sera gé- néralement judicieux que la résultante radiale soit di- rigée vers le planétaire pour le premier étage, le bruit provenant principalement du premier étage tour- nant à vitesse élevée et vers l'élément le plus fragi- le, planétaire ou couronne, pour au moins le dernier étage, la capacité de transmission de couple étant li- mitée par celle du dernier étage Cette mesure permet à la fois de réduire le bruit et d'augmenter la capacité de transmission du réducteur. Selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le portesatellites est en forme de barillet comprenant deux flasques dont les faces en regard sont traversées par des raiunures radiales dans lesquels les axes des satellites peuvent coulisser librement Un tel porte- satellites peut être obtenu de moulage,sans reprise. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention, ainsi qu'une variante de celle-ci. La figure 1 est une vue en coupe axiale, selon I-I de la figure 2, d'un réducteur à planétaire à trois éta- ges, associé à moteur électrique tubulaire. La figure 2 est une vue en coupe transversale selon II-II de la figure 1. La figure 3 représente les angles de pression de fonc- tionnement et les force de pression dans le premier étage du récuteur. La figure 4 représente les angles de pression de fonc- tionnement et les forces de pression dans le dernier étage du réducteur. Aux figures 1 et 2, on distingue partiellement un mo- teur tubulaire comprenant un rotor 1 tournant dans un stator 2 fixé à l'intérieur d'un tube cylindrique 3. Dans ce tube 3 est également monté un réducteur à pla- nétaire à trois étages 4, 5, 6 chacun de ces étages comprend un planétaire 7 autour duquel tournent trois satellites 8, 9, 10 montés dans un porte-satellites il et engrenant avec une couronne 12 tubulaire et commune aux trois étages Cette couronne 12 est fixée au tube 3 Le planétaire 7 du premier étage 4 est constitué par un prolongement du rotor 1, tandis que les planétaires 7 des étages suivants 5 et 6 font partie du porte-sa- tellites il de l'étage précédent Le porte-satellites 11 du troisième étage 6 présente un prolongement 13 constituant l'axe de sortie du réducteur. Chacun des portes-satellites 11 est en forme de baril- let se présentant sous la forme de deux plateaux circu- laires parallèles 14 et 15 reliés par des entretoises 16, 17, 18 définissant trois logement dans lesquels sont respectivement logés les trois satellites 8, 9, Le porte-satellites il présente une portée circu- laire 19 coopérant avec le sommet des dents de la den- ture de la couronne 12 pour centrer approximativement le porte- satellites dans la couronne 12 lors du montage du réducteur afin de faciliter le montage du porte-sa- tellites dans la couronne. Les satellites 8, 9, 10, de préférence en matière syn- thétique, de même que la couronne 12, sont montés cha- cun libre en rotation sur un axe 20 dont les extrémités 21 et 22 présentent des faces planes parallèles par lesquelles l'axe 20 est engagé dans deux rainures ra- diales 23 et 24 pratiquées dans chacun des plateaux 14 et 15 du porte-satellites, ces rainures débouchant aussi bien vers l'intérieur que vers l'extérieur des plateaux 14 et 15 Les axes 20 peuvent coulisser libre- ment dans ces rainures, de telle sorte que les satelli- tes 8, 9, 10 sont montés flottant radialement dans leur porte-satellites, les axes 20 des satellites étant tou- tefois empêchés de tourner de telle sorte que la rota- tion des satellites se fait entre les satellites et leurs axes. Les dentures des éléments engrenant du réducteur, c'est-à-dire des planétaires, des satellites et de la couronne sont déportées de telle sorte que pour chacun des satellites, la résultante radiale des forces exer- cées, d'une part, entre la couronne 12 et le satellite et, d'autre part, entre le satellite et le planétaire 7, soit dirigée vers le planétaire pour le premier éta- ge, qui tourne plus rapidement, et vers l'élément en- grenant le plus fragile, en l'occurrence la couronne 12, pour le troisième étage En ce qui concerne le deuxième étage, ladite résultante pourrait être dirigée soit vers le planétaire, soit vers l'élément engrenant le plus fragile, planétaire ou couronne, selon la prio- rité donnée à la diminution du bruit ou à l'augmenta- tion de la charge, le fait d'avoir des satellites flot- tants et une résultante dirigée vers le planétaire ayant pour effet de diminuer le bruit du réducteur, alors que la résultante dirigée vers l'élément engre- nant le plus fragile, en l'occurrence la couronne, per- met d'augmenter la charge, c'est-à-dire la capacité de transmission du réducteur Ainsi, les satellites du premier étage 4 sont naturellement plaqués contre le planétaire Le bruit étant généré essentiellement entre le planétaire et les satellites du premier étage tour- nant rapidement, il est diminué par la suppression du jeu. Les satellites du dernier étage 6 sont par contre pla- qués contre la couronne 12 et les angles de conduite entre les satellites et la couronne ont une valeur ma- ximale ce qui permet d'augmenter la capacité de trans- mission, c'est-à-dire la charge sur l'axe de sortie 13. La figure 3 représente les angles de pression de fonc- tionnement a et les forces P engendrées par la pression de fonctionnement des dentures les unes dans les au- tres, pour le premier étage 4 Au sujet des dentures déportées et de l'angle de pression de fonctionnement a on se rapportera par exemple à G HENRIOT, TRAITE THEO- RIQUE ET PRATIQUE DES ENGRENAGES et on rappellera que l'angle de pression de fonctionnement a croît si la somme des déports des éléments engrenants est positif et décroît si le déport négatif Comme on le voit à la figure 3, l'angle a détermine la direction des forces de pression de fonctionnement Pl, Pl', Pl" entre les satellites et la couronne et P 2, P 2 ' et P 2 " entre les satellites et le planétaire. Dans le cas de la figure 3, les dentures sont déportées de telle manière, que pour chacun des satellites, la composante radiale Ri de la force Pl est supérieure à la composante R 2 de la force P 2 c'est-à-dire que la ré- sultante de Ri et R 2 est dirigée vers le planétaire 7. De même, Ri' est supérieur à R 2 ' et Ri" est supérieur à R 2 ". Ce résultat peut bien entendu être obtenu en déportant toutes les dentures ou une partie de ces dentures seu- lement. La figure 4 illustre les angles de pression de fonc- tionnement et les composantes radiales dans le dernier étage du réducteur On admet toujours que la couronne 12 constitue l'élément le plus fragile Dans ce cas, on a R 2 supérieur Ri, Ri' supérieur à R 2 ', R 2 " supérieur à Ri", de telle sorte que les satellites flottants 8, 9, sont pressés contre la denture de la couronne 12. Selon une variante d'exécution du porte-satellites, l'axe 20, au lieu d'être maintenu axialement par des rainures, pourrait traverser les deux plateaux 14 et 15 du porte-satellites à travers deux lumières radiales et être maintenu axialement au moyen de circlips. L'invention est applicable à un réducteur comportant un seul étage ou un nombre d'étages différent de trois. Dans le cas d'un réducteur à un seul étage, cet étage sera considéré soit comme un premier étage soit comme un dernier étage selon le résultat considéré comme prioritaire. Dans le cadre d'un réducteur à plusieurs étages, les étages intermédiaires pourront être réalisés soit comme le premier étage, soit comme le dernier étage selon le résultat considéré comme prioritaire. REVENDICATIONS. 1 Réducteur à planétaire comprenant au moins un étage constitué d'un pignon planétaire d'entrée ( 7), de sa- tellites ( 8, 9, 10) montés sur un porte-satellites ( 11) solidaire d'un arbre de sortie ( 13) et d'une couronne fixe ( 12), caractérisé en ce que, les satellites sont montés flottant radialement dans le porte- satellites et que les dentures des éléments engrenant sont déportées de telle sorte que la résultante radiale des forces exercées, d'une part, entre la couronne et les satelli- tes et, d'autre part, entre les satellites et le plané- taire est dirigée dans une direction préalablement choisie. 2 Réducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dentures sont déportées de manière que la- dite résultante radiale est dirigée vers le planétaire de manière à réduire le bruit du réducteur. 3 Réducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dentures sont déportées de manière que la- dite résultante radiale est dirigée vers l'élément en- grenant le plus fragile de manière à augmenter la capa- cité de charge du réducteur. 4 Réducteur selon la revendication 1, comprenant plu- sieurs étages ( 4, 5, 6) comportant chacun un planétaire et un jeu de satellites ( 8, 9, 10), caractérisé en ce que dans au moins le premier étage les dentures des éléments engrenant sont déportées de manière que ladite résultante est dirigée vers le planétaire et que, dans au moins le dernier étage, les dentures des éléments engrenant sont déportées de telle sorte que ladite ré- sultante est dirigée vers l'élément engrenant le plus fragile. Réducteur selon l'une des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce que le porte-satellites ( 11) est en forme de barillet comprenant deux flasques ( 14, 15) dont les faces en regard sont traversées par des rai- nures radiales ( 23, 24) dans lesquels les axes ( 20) des satellites peuvent coulisser librement. 6 Réducteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les axes ( 20) des satellites présentent, au moins à l'une de leurs extrémités, des méplats ( 21) coopérant avec les flancs de la rainure ( 23) pour empê- cher les axes de tourner avec les satellites. 7 Réducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les portes-satellites pré- sentent une portée cylindrique ( 19) de centrage dans la couronne ( 12).