Brevet FR2856452A1 — publié le 20041224

VERIN A VIS ET ECROU DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un vérin à vis et écrou. De tels appareils comprennent un bâti ou support fixe, un moteur fixé au bâti, et un système à vis et écrou engagés l'un autour de l'autre. Le moteur 10 est relié soit à la vis soit à l'écrou de manière à lui transmettre ses rotations, que l'engagement fileté convertit en translations de l'autre pièce. Les vérins à vis et écrou possèdent quelques avantages notoires, comme la précision du mouvement et le caractère 15 réversible ou non de la transmission d'après l'angle d'inclinaison du filetage. La conversion du mouvement n'est possible qu'en prévoyant un dispositif d'arrêt en rotation de la pièce soumise à la translation. Il en existe de genres 20 nombreux, comme l'interaction d'un doigt et d'une rainure, l'utilisation de galets ou de rouleaux roulant sur une surface plane parallèle à la direction de la translation, etc. ; certains peuvent appartenir à des dispositifs eux aussi usuels pour maintenir la 25 coaxialité de la vis et de l'écrou et assurer ainsi un bon fonctionnement du vérin, d'autres en sont indépendants. Mais tous doivent avoir une longueur assez importante, au moins égale à la course linéaire totale de déplacement entre la vis et l'écrou. Les 30 vérins en sont beaucoup alourdis. Un nouveau système s'opposant à la rotation de la pièce, écrou ou vis, qui est soumise à la translation est proposé comme l'invention. Il présente les avantages qu'il est simple à installer, léger, et 5 qu'il permet souvent, en prenant sa fonction, de renoncer au dispositif de maintien de coaxialité entre l'écrou et la vis, ce qui allège encore le vérin. Les soufflets sont couramment exploités en mécanique, mais plutôt en raison de leur souplesse dans 10 la plupart des directions pour absorber des déplacements de translation ou de basculement entre deux pièces qu'ils relient, ou encore pour offrir une capacité volumique variable susceptible, par exemple, d'absorber l'énergie d'un coup de bélier dans une 15 tuyauterie en hydraulique. Dans cette application-ci, le soufflet est avant tout utile par sa grande rigidité en torsion combinée à sa grande souplesse en extension: fixé entre le bâti et soit l'écrou, soit la vis, il peut suivre les mouvements de translation de 20 cette pièce sans opposer d'effort notable, tout en exerçant au contraire un effort important contre sa rotation. La souplesse en flexion et en translation latérale du soufflet est cependant appréciée 25 puisqu'elle n'introduit pas de défaut de parallélisme entre les axes de l'écrou et de la vis susceptible de produire une usure prématurée du mécanisme, ce qui est un des principaux inconvénients des vérins à vis. Un autre avantage du soufflet entourant la 30 vis est qu'il la protège des salissures exterieures, et aussi qu'il arrête toute fuite de lubrifiant. Quelques modes de réalisation de l'invention seront maintenant décrits en liaison aux figures. Les figures 1 et 2 représentent deux variantes de vérin à vis avec un écrou tournant, et la figure 3 un vérin à vis tournante. Se référant à la figure 1, un écrou 1 est logé dans un boîtier 2, dans lequel il est ajusté par une paire de roulements 3 de manière à y pouvoir tourillonner. Une couronne 4 de l'écrou 1 sort 10 cependant du boîtier 2 et reçoit une courroie 5 de mise en rotation dans une rainure 6 ménagée à sa périphérie. La courroie 5 est animée par un moteur 7 fixé sur la face extérieure du boîtier 2. Une vis 8 traverse le boîtier 2 de part en 15 part et se trouve unie à l'écrou 1 par un engagement fileté de nature usuelle, qui peut être simple ou comporter des billes intermédiaires. Ce vérin linéaire sert typiquement à modifier l'écart entre deux objets non représentés en détail, dont l'un A est solidaire 20 d'une extrémité 9 de la vis 8 et l'autre B est solidaire du bâti 2. Les liaisons aux objets A et B sont en général tournantes afin d'offrir au vérin une liberté d'inclinaison qui est même nécessaire si les points de liaison sont à des hauteurs différentes 25 perpendiculairement à la direction de déplacement des objets A et B, car la vis 8 doit basculer quand elle est déplacée. L'extrémité de la vis comprend donc une rotule 9 percée d'un trou circulaire pour recevoir un axe non représenté de l'objet A, et le boîtier 2 porte 30 un pivot 10 engagé dans un trou correspondant de l'objet B. Un soufflet métallique de nature usuelle entoure la vis 8 et la relie au boîtier 2. Il est ici double et comprend deux portions 11 et 12, s'étendant respectivement de chaque face extrême du boîtier 2 aux 5 extrémités correspondantes de la vis 8. Comme le soufflet sert avant tout à interdire la rotation de la vis 8 par rapport au boîtier 2, une seule des portions 11 et 12 pourrait suffire, mais en pratique il est utile de couvrir toute la longueur extérieure au 10 boîtier 2 de la vis 8 pour compléter l'étanchéité. L'élasticité du soufflet en flexion contribue à maintenir sans autre dispositif une bonne coaxialité de la vis 8 et de l'écrou 1, par l'intermédiaire du boîtier 2 maintenu à une orientation 15 invariable de l'écrou 1 par les roulements 2 et relié à la vis 8 par le soufflet. La réalisation de la figure 2 comprend encore le boîtier 2, les roulements 3, l'écrou 1, la vis 8 et la rotule 9 de réception d'un objet déplacé à 20 une des ses extrémités, ainsi que le moteur 7, mais celui-ci est maintenant placé derrière l'extrémité opposée de la vis 8, avec un arbre de sortie 13 coaxial à la vis 8 et à l'écrou 1, qu'il entraîne par un accouplement rigide composé d'un manchon 14. Le bâti 25 comprend encore une gaine 15 fixée au boîtier 2 et au bout de laquelle le moteur 7 est fixé. Dans cette configuration, la portion de la vis 8 qui ne comprend pas l'extrémité à la rotule 9 est entourée à la fois par le manchon 14 et par la gaine 15, ce qui fait que 30 le soufflet caractéristique de l'invention se résume à la portion 12, la portion 11 étant devenue inutile. Rien d'autre n'est changé par rapport à la configuration précédente. On a déjà souligné que l'invention s'appliquait aussi aux vérins o la vis était 5 tournante. La figure 3 représente l'un d'eux, qui possède encore certains éléments identiques à ceux de la figure 1, portant le même numéro. Le boîtier porte ici la référence 16, le moteur 7 lui est fixé et son arbre 13 s'étend à travers le boîtier 16; un manchon 10 d'accouplement 17 permet d'entraîner la vis 8, coaxiale à l'arbre du moteur 13, par celui-ci; l'écrou 1 est dégagé du boîtier 16 et porte ici un pivot 18 destiné à la liaison à l'objet A, alors que le boîtier 16 porte le pivot 10 destiné à la liaison à l'objet B. Le 15 soufflet comprend encore les deux portions 11 et 12 de part et d'autre de l'écrou et couvrant toute la longueur libre de la vis 8, mais ici les portions 11 et 12 sont liées à l'écrou 1; elles s'étendent jusqu'au boîtier 16 pour l'une, jusqu'à un roulement 19, disposé 20 à l'extrémité de la vis 8 qui est opposée au moteur 7, pour l'autre; seule la portion 11 du soufflet comprise entre l'écrou 1 et le boîtier 16 sert effectivement à arrêter la rotation, l'autre 12 n'ayant qu'un rôle d'étanchéité et le roulement 19 maintenant la liberté 25 de rotation entre la vis 8 et l'écrou 1. Il est évident que l'invention peut être mise en oeuvre de bien des façons, qui peuvent ne différer des précédentes que par des détails mineurs. On doit ainsi mentionner que le boîtier 2 ou 16 peut 30 prendre d'autres formes ou proportions, comme on l'a vu à la figure 2 o il est prolongé par une gaine 15 qu'on a représentée séparée de lui, mais qui pourrait en faire partie; on désigne par ce terme de boîtier tout élément de structure soutenant ou reliant entre eux les autres éléments qui ont besoin de l'être, comme le 5 moteur 7, et apte à absorber certains efforts; un boîtier traditionnel de vérin enveloppe une partie de la longueur de la tige mobile, comme le fait la gaine 15 de la figure 2, mais le boîtier peut être beaucoup plus petit ici puisqu'il devient inutile pour couvrir 10 cette partie de la tige quand un soufflet à deux portions 11 et 12 est employé. REVENDICATIONS 1) Vérin comprenant un boîtier (2), une vis (8), un écrou (1) engagé autour de la vis, un moteur 5 (7) fixé au boîtier et faisant tourner l'écrou, et caractérisé par un soufflet coaxial à la vis, rigide en torsion et fixé par des extrémités opposées au boîtier et à la vis. 2) Vérin comprenant un boîtier (16), une vis (8), un écrou engagé autour de la vis, un moteur (7) fixé au boîtier et faisant tourner la vis, et caractérisé par un soufflet coaxial à la vis, rigide en torsion et fixé par des extrémités opposées au boîtier 15 et à l'écrou. 3) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le soufflet est composé de deux portions (11, 12) s'étendant chacune vers une extrémité respective de la 20 vis (8) de part et d'autre de l'écrou (1). 4) Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrou (1) est soutenu dans le boîtier (2) par des roulements (3). 5) Vérin selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le moteur (7) est coaxial à la vis (8) et entraîne l'écrou par un manchon (14) entourant la vis (8). 6) Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier (16) et l'écrou (2) 30 portent chacun un point d'accrochage (10, 18) à un objet respectif (B, A) dont la distance mutuelle est définie par le vérin.