Brevet FR2790811A1 — publié le 20000915

"Dispositif vis-écrou à éléments roulants interposés entre eux" La présente invention présente un dispositif vis-écrou à éléments roulants interposés entre les filets de la vis et ceux de l'écrou. De tels dispositifs sont déjà connus et existent soit avec un jeu mécanique entre la vis et l'écrou soit avec une précharge ou une annulation de jeu entre ces derniers, qui sont réalisés jusqu'à maintenant de la manière suivante. Selon une première variante de réalisation connue, on propose d'adapter le diamètre des éléments roulants au jeu mécanique ou à la précharge que l'on souhaite obtenir. Cependant, si l'on souhaite modifier ces conditions, on est obligé de séparer la vis de l'écrou pour enlever les éléments roulants et mettre à leur place des éléments roulants de diamètres différents. Dans une autre réalisation connue, on propose de réduire le diamètre primitif de l'écrou. La piste de roulement des éléments roulants dans l'écrou est alors interrompue par une fente permettant de faciliter la déformation de cet écrou. Cette solution présente l'inconvénient de provoquer une concentration de charges accélérant les phénomènes de fatigue. Dans une autre réalisation proposée, l'écrou est divisé en deux tronçons réglables axialement l'un par rapport à l'autre. Ainsi, les éléments roulants sont en contact avec des flancs différents des filets lorsque l'on compare l'un et l'autre des deux tronçons. Un tel écrou doit cependant comporter un circuit d'éléments roulants indépendants pour chacun des deux tronçons pour éviter des irrégularités de frottement interne qui se produiraient au passage des billes dans la zone de transition entre les deux tronçons. Selon une autre disposition connue, les filets de l'écrou présentent un déphasage central réalisé au cours de l'usinage. Dans ce cas, l'écrou doit également comporter des circuits indépendants d'éléments roulants pour chaque côté de l'écrou. La présente invention a pour but d'améliorer la réalisation et l'utilisation des dispositifs vis-écrou à éléments roulants interposés. 1 Le dispositif selon l'invention vis-écrou comprend une vis, un écrou et des éléments roulants interposés entre les filets de la vis et de l'écrou. Selon l'invention, ce dispositif comprend en outre un dispositif hydraulique entourant ledit écrou et contenant dans une chambre un fluide, ce dispositif hydraulique comprenant des moyens permettant de faire varier la pression dudit fluide de manière à faire varier les conditions de contact desdits éléments roulants avec la vis et l'écrou en faisant varier le diamètre intérieur de cet écrou. Selon l'invention, le dispositif hydraulique précité comprend de préférence deux parties concentriques entre lesquelles est formée ladite chambre contenant ledit fluide, ainsi que des moyens pour solidariser de façon étanche lesdites parties concentriques. Selon une variante de l'invention, la partie intérieure du dispositif hydraulique précité peut avantageusement être constituée par ledit écrou. Selon une autre variante de l'invention, la partie intérieure du dispositif hydraulique précité peut avantageusement être constituée par une bague entourant ledit écrou. Selon l'invention, lesdites parties concentriques peuvent être assemblées par soudage, collage ou à l'aide de vis d'assemblage. Selon l'invention, lesdites parties concentriques peuvent être solidarisées par des vis d'assemblage ou vissées entre elles. Selon l'invention, des joints d'étanchéité de ladite chambre peuvent être disposés entre lesdites parties concentriques. Selon l'invention, le dispositif hydraulique précité peut être équipé d'une vis de réglage permettant de faire varier la pression du fluide dans ladite chambre. Selon l'invention, le dispositif hydraulique précité peut être équipé de moyens permettant de relier ladite chambre à une source de pression extérieure réglable. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs visécrou à roulement, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel 1 - la figure 1 représente une demi-coupe longitudinale d'une première variante d'exécution du dispositif vis-écrou selon la présente invention; - la figure 2 représente une seconde variante de réalisation d'un dispositif vis- écrou selon la présente invention; la figure 3 représente une demi- coupe longitudinale d'une troisième variante de réalisation d'un dispositif vis-écrou selon la présente invention; - et la figure 4 représente une demi-coupe longitudinale d'une quatrième variante de réalisation d'un dispositif vis-écrou selon la présente invention. En se reportant à la figure 1, on voit qu'on a représenté un dispositif vis-écrou 1 à roulement qui comprend une vis cylindrique 2 qui présente à sa périphérie un filetage hélicoïdal 3, un écrou 4 constitué par une bague cylindrique entourant à distance la vis 2 et présentant une multiplicité de filets 5 en correspondance avec le filetage 3 de la vis 2, ainsi qu'une multiplicité d'éléments roulants 6 constitués par des billes et interposés entre la vis 2 et l'écrou 4, dans les filets 3 et de ces derniers. Le dispositif vis-écrou 1 qui comprend la vis 2, l'écrou 4 et les éléments roulants 6 peut être réalisé conformément aux différentes variantes d'exécution connues. La vis 2 peut être à mono-filet ou multi- filets 3. L'écrou peut être à mono-filet ou multi-filets avec éventuellement un système de recirculation des éléments roulants 6. Les éléments roulants 6 peuvent ère constitués par des billes ou des rouleaux. Le dispositif vis-écrou 1 est équipé d'un dispositif hydraulique 7 qui entoure l'écrou 4 et dont le but est de faire varier les conditions de contact des éléments roulants 6 avec la vis 3 et l'écrou 4 en faisant varier le diamètre intérieur de cet écrou. Dans ce but, le dispositif hydraulique 7 comprend une bague intérieure 8 entourant l'écrou 4 sur toute sa longueur et en contact avec sa surface extérieure et une bague extérieure 9 entourant la bague intérieure 8 et de même longueur. 1 La bague 8 présente des épaulements périphériques d'extrémité et 1 1 en contact avec la surface intérieure de la bague 9 de telle sorte qu'entre la bague intérieure 8 et la bague extérieure 9 est managée une chambre cylindrique 12 qui enveloppe la longueur sur laquelle les éléments roulants 6 sont disposés. La bague extérieure 9 présente un épaulement périphérique 13 au travers duquel est ménagé un canal radial 14 qui présente un taraudage d'entrée 15 dans lequel est engagée une vis de réglage 16. Entre la vis 16 et une partie cylindrique 17 du canal 14 succédant à son taraudage 15 est interposé un joint d'étanchéité 18. La bague intérieure 8 et la bague extérieure 9 sont solidarisées de façon étanche par des cordons de soudure annulaire 19 et 20 réalisés en suivant les extrémités opposées de leur plan de joint cylindrique. La bague 8 est fixée à l'écrou 4 par exemple par collage. La chambre 12 et le canal 14 étant préalablement remplis d'un fluide tel que de l'huile ou de la graisse, on peut faire varier la pression de ce fluide en tournant dans un sens ou dans l'autre la vis de réglage 16. Cette pression variant, on peut ainsi obtenir une variation du diamètre intérieur de l'écrou 4 et en conséquence une variation des conditions de contact des éléments roulants 6 avec d'une part la vis 2 et d'autre part l'écrou 4. En conséquence, en fonction des dimensions préalables de la vis 2, de l'écrou 4 et des éléments roulants 6, on peut faire varier le réglage entre eux ou faire varier ou engendrer une précontrainte entre eux en agissant sur la vis de réglage 16, sans démontage du dispositif. Dans un exemple de réalisation selon lequel le diamètre de la vis 2 est égal à 40 millimètres, l'écrou mesure 70 millimètres de longueur et environ 200 éléments roulants 6 de diamètre égal à 5 millimètres sont interposés entre la vis et l'écrou. Quand la pression du fluide dans la chambre 12 varie entre zéro et 700 bars, on peut obtenir un couple de précharge qui varie entre zéro et 0,6 Newton.mètres. 1 Pour faciliter la transformation de la variation de pression du fluide dans la chambre 12 en variation du diamètre intérieur de l'écrou 4 et pour maintenir le diamètre atteint, il est préférable que la bague extérieure 9 du dispositif hydraulique 7 se déforme le moins possible. Pour celà, en particulier, il est préférable de surdimensionner l'épaisseur de la bague extérieure 9 par rapport à l'épaisseur cumulée de l'écrou 4 et de la bague intérieure 8 dans la zone de la chambre 12. En se reportant à la figure 2, on voit qu'on a représenté un dispositif vis-écrou 21 comprenant un dispositif hydraulique 7a qui se différencie du dispositif 1 décrit en référence à la figure 1 par le fait que l'écrou 4 et la bague intérieure 8 du dispositif 1 sont remplacés, dans cette variante, par une bague unique 22 qui présente dans sa face intérieure des filets 23 recevant les éléments roulants 6 ainsi que des épaulements périphériques d'extrémité 24 et 25 en contact avec la face intérieure de la bague extérieure 9 pour délimiter la chambre 12, cette bague unique 22 étant solidarisée à la bague extérieure 9 par des cordons de soudure annulaires 26 et 27. En se reportant maintenant à la figure 3, on voit que le dispositif visécrou 28 représenté est équipé d'un dispositif hydraulique 7b dont la bague intérieure 30 constitue également un écrou coopérant avec les éléments roulants 6 comme dans le cas de la figure 2. Dans cette variante, la bague extérieure 31 du dispositif hydraulique 7b présente des épaulements intérieurs d'extrémité 32 et 33 qui sont en contact avec la surface périphérique cylindrique de la bague 30 pour délimiter la chambre à fluide 12. A côté des épaulements 32 et 33, la face intérieure de la bague extérieure 31 présente des gorges annulaires 34 et 35 dans lesquelles sont disposés des joints d'étanchéité annulaires 36 et 37 également en contact avec la surface extérieure de la bague intérieure 30. La bague intérieure 30 présente, à une extrémité allant au-delà d'une extrémité de la bague 31, un épaulement périphérique 38 qui est en appui contre la face radiale d'extrémité 39 correspondante de la bague extérieure 31, des vis longitudinales d'assemblage 40 traversant l'épaulement 38 et étant vissées dans la bague 31 de façon à solidariser 1 la bague intérieure 30 et la bague extérieure 31. Dans une variante, les bagues extérieure et intérieure 30 et 31 pourraient présenter des filetages correspondants à leurs extrémité opposées à l'épaulement 38, de façon à les visser entre elles jusqu'à ce que l'épaulement 38 la bague intérieure 30 vienne en butée contre l'extrémité 39 de la bague extérieure. En se repportant à la figure 4, on voit qu'on a représenté un dispositif vis-écrou 41 qui se différencie de celui de la figure 2 uniquement par le fait que la chambre 12 est reliée à une source de pression extérieure 42 par l'intermédiaire d'un conduit 43 branché sur le canal 14. Ainsi, la pression générée par la source de pression 42 détermine la pression dans la chambre 12. De plus, en asservissant la pression délivrée par la source de pression 42 à la position de l'écrou 22 le long de la vis 2, il est possible de faire varier les conditions de contact des éléments roulants 6 avec d'une part la vis 2 et d'autre part l'écrou 4 lorsque la vis 2 et l'écrou 4 se déplacent longitudinalement l'un par rapport à l'autre. La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci- dessus. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif vis-écrou à roulement, comprenant une vis, un écrou et des éléments roulants interposés entre les filets de la vis et de l'écrou, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un dispositif hydraulique (7) entourant ledit écrou (4) et contenant dans une chambre (12) un fluide, ce dispositif hydraulique comprenant des moyens (16; 42) permettant de faire varier la pression dudit fluide de manière à faire varier les conditions de contact desdits éléments roulants (6) avec la vis (2) et l'écrou (4) en faisant varier le diamètre intérieur de cet écrou. 2. Dispositif vis-écrou selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif hydraulique précité comprend deux parties concentriques (8, 9) entre lesquelles est formée ladite chambre contenant ledit fluide, ainsi que des moyens (19, 20) pour solidariser de façon étanche lesdites parties concentriques. 3. Dispositif vis-écrou selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dispositif hydraulique précité est équipé d'une vis de réglage (16) permettant de faire varier la pression du fluide dans ladite chambre (12). 4. Dispositif vis-écrou selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif hydraulique précité est équipé de moyens permettant de relier ladite chambre à une source (43) de pression extérieure réglable. 5. Dispositif vis-écrou selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie intérieure du dispositif hydraulique précité est constituée par ledit écrou (22). 6. Dispositif vis-écrou selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie intérieure du dispositif hydraulique précité est constituée par une bague (8) entourant ledit écrou (4). 7. Dispositif vis-écrou selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que lesdites parties concentriques (8, 9) sont assemblées par soudage, collage ou à l'aide de vis d'assemblage. 8. Dispositif vis-écrou selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé par le fait qu'entre lesdites parties concentriques sont disposés des joints d'étanchéité (36, 37) de ladite chambre (12). 1 9. Dispositif vis-écrou selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que lesdites parties concentriques (30, 31) sont solidarisées par des vis d'assemblage (40) ou vissées entre elles.