Brevet FR2851521A1 — publié le 20040827

Engrenage à roue et vis sans fin pour des dispositifs de réglage dans des sièges de véhicule automobile L'invention concerne un engrenage à roue et vis sans fin pour un dispositif de réglage dans un siège de véhicule automobile, notamment pour un dispositif de réglage en longueur d'un siège de véhicule automobile. L'engrenage à roue et vis sans fin a un boîtier, un écrou de vis sans 15 fin supporté par des paliers de manière à être mobile en rotation dans le boîtier et comportant un filetage interne complémentaire d'un filetage longitudinal de la vis sans fin ainsi qu'une denture externe et une roue tangente supportée par des paliers de manière à être 20 mobile en rotation dans le boîtier et comportant une vis sans fin qui est en prise avec la denture externe de l'écrou. Les engrenages à roue et vis sans fin sont utilisés avec 25 succès dans des sièges de véhicule automobile à réglage motorisé. Ils servent notamment à régler le siège de véhicule automobile dans le sens de la longueur, mais peuvent également être utilisés pour d'autres réglages, par exemple pour régler l'inclinaison du dossier, la 30 hauteur du siège, etc. L'entraînement est assuré par un moteur électrique. Les moteurs électriques tournent à une vitesse relativement grande, l'engrenage à roue et vis sans fin permettant d'atteindre une réduction très considérable par unité de ligne. La réduction se fait sur deux étages. La roue tangente tourne à la même vitesse que le moteur électrique. On obtient une première transmission grâce à l'engrenage à roue et vis sans fin 5 prévu entre la roue et la denture externe de l'écrou. Un deuxième étage de transmission est formé par l'accouplement écrou/vis, cette dernière comportant un filet de vis. Le filetage de la vis sans fin doit être capable de transmettre un certain couple. Dans un dispositif de réglage en longueur, le couple qu'il y a lieu de transmettre doit suffire pour le mouvement d'une personne assise sur le siège de véhicule automobile. Ce faisant, 15 le bruit doit rester faible. Un changement dans la direction de rotation, par exemple lors du passage du réglage vers l'avant à un réglage vers l'arrière, doit également s'effectuer sans bruit notable. Ceci vaut pour toutes les sollicitations habituelles du siège. 20 Pour finir, le filetage de la vis sans fin doit être capable d'encaisser des efforts produits par l'accident tels qu'ils se produisent par exemple dans un choc frontal d'un véhicule automobile. C'est en coopération 25 avec la vis sans fin que l'engrenage à roue et vis sans fin bloque le siège de véhicule automobile dans sa position dans le sens de la longueur. Il faut donc prendre des mesures suffisantes visant à empêcher que des accélérations dues à l'accident provoquent le déréglage 30 intempestif du siège de véhicule automobile. On connaît dans l'art antérieur un grand nombre de modes de réalisation d'engrenages à roue et vis sans fin de sorte que nous ne citerons les documents suivants qu'à titre d'exemple: WO 86-06036 A; DE 41 001 470 C; DE 1755740 A; US 6,260,922 B 1; US, 5,22,402 et US 5,349,878. Partant de ces engrenages à roue et vis sans fin, l'invention a pour objectif d'indiquer un engrenage à roue et vis sans fin d'une grande douceur de fonctionnement, c'est-à-dire un engrenage à faible niveau 10 de bruit dans toutes les conditions opératoires. Partant de l'engrenage à roue et vis sans fin du genre tel que mentionné en préambule, cet objectif est atteint en le dotant d'au moins une, de préférence de plusieurs 15 si pas de la totalité des caractéristiques suivantes: - l'écrou de la vis sans fin comporte au moins une surface extérieure de palier axialement décalée par rapport à la denture externe, une douille de palier 20 étant prévue qui comporte une surface intérieure de palier coopérant avec la surface extérieure de palier, la douille de palier comportant une fente axiale et la douille de palier étant insérée dans le boîtier de manière à être bloquée en déplacement 25 angulaire et/ou - l'écrou de la vis sans fin comporte une couche de vernis de glissement prévue sur la denture externe et/ou sur le filetage interne et/ou 30 - l'écrou de la vis sans fin comporte au moins une surface extérieure de palier axialement décalée par rapport à la denture externe, une rondelle de butée étant prévue qui est appliquée sur cette surface extérieure de palier qu'elle entoure, la rondelle de butée comportant une saillie (p.ex. axiale) qui s'engage dans un décrochement correspondant de 5 l'écrou de la vis sans fin, notamment entre deux dents de la denture externe de l'écrou, bloquant ainsi le déplacement angulaire et/ou l'écrou de la vis sans fin comporte au moins une 10 surface extérieure de palier axialement décalée par rapport à la denture externe, une rondelle de butée étant prévue qui est appliquée sur cette surface extérieure de palier qu'elle entoure, la rondelle de butée comportant une couche de vernis de glissement 15 et/ou - le boîtier est constitué d'au moins deux parties réalisées'en zinc coulé sous pression et/ou - la denture externe de l'écrou est une denture globique et/ou - la denture externe de l'écrou a un diamètre extérieur dont la dimension est la plus petite à la 25 hauteur de son centre axial et qui augmente vers les zones d'extrémité axiales, formant ce faisant notamment une courbe. Chacune de ces caractéristiques s'est avérée avantageuse 30 pour réduire le bruit de fonctionnement de l'engrenage à roue et vis sans fin autour de lui dans le siège de véhicule automobile. A titre préférentiel, on reproduit toutes les caractéristiques bien que le seul fait de ne munir l'engrenage à roue et vis sans fin que de quelquesunes d'entre elles s'est déjà avéré avantageux en soi. L'utilisation d'une seule des caractéristiques mentionnées suffit déjà à réduire notablement le bruit en fonctionnement. Les différentes caractéristiques mentionnées vont être exposées cidessous: Habituellement, les douilles de palier sont réalisées sous forme d'anneau; on propose ici de la munir d'une fente qui s'étend par exemple suivant la direction radiale. On obtient ainsi deux surfaces d'extrémité qui sont séparées par un espace. Cet espace peut varier 15 pendant le fonctionnement. Ceci permet de compenser les déviations d'ordre mécanique survenant pendant la rotation. Le matériau de la douille a de préférence des propriétés élastiques, on peut par exemple utiliser un métal. En revêtant l'écrou de la vis sans fin d'une couche de vernis de glissement, on réduit d'une part le frottement entre l'écrou et le filetage longitudinal de la vis sans fin et d'autre part le niveau de bruit. Par couche de 25 vernis de glissement on entend des revêtements de vernis comme par exemple les films de glissement au MoS2, les vernis ou matières plastiques au MoS2, comme par exemple le polytétrafluoréthylène (PTFE) ou des polymères similaires. Le blocage en rotation de la rondelle de butée par rapport à l'écrou réduit également notablement le niveau de bruit. La rondelle de butée n'est plus une rondelle de calage normale qui suit plus ou moins les mouvements de la vis, elle tourne maintenant de concert avec l'écrou. Le blocage de la rondelle de butée est assuré par une saillie axiale qui s'étend en saillie à partir de la 5 rondelle de butée et qui coopère avec l'écrou, de préférence par engrènement entre des dents voisines. De cette manière, le blocage en rotation est obtenu avec des moyens mécaniques très simples. Une inversion cinématique est également possible; c'est à cet effet que la saillie 10 est prévue sur l'écrou et qu'un évidement correspondant est ménagé dans la rondelle de butée. Le fait de recouvrir la rondelle de butée, à savoir notamment ses deux surfaces orientées radialement, d'un 15 vernis de glissement permet de réduire le bruit de fonctionnement. En principe, les boîtiers constitués de deux ou de plusieurs parties et destinés à loger les engrenages à 20 roue et vis sans fin sont connus. Pour réduire le bruit de fonctionnement par le biais de la construction, un boîtier en zinc coulé sous pression s'est avéré approprié ; il s'agit là d'une combinaison avantageuse, notamment lorsque cette disposition est combinée à 25 d'autres avantages. La forme globique des dents de la denture externe de l'écrou permet aux dents de s'engager avantageusement en douceur ce qui réduit les bruits de fonctionnement. 30 Comparée à une forme purement axiale, la forme courbe de l'écrou vu en coupe axiale agrandit les surfaces de contact avec le filetage de la roue tangente. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer chacune des caractéristiques a)-g) mentionnées ainsi que toutes leurs combinaisons possibles. D'autres modes de réalisation de l'invention font l'objet des revendications dépendantes; nous n'allons en décrire que quelques-uns cidessous. Il s'est en outre avéré avantageux de disposer la douille de palier de manière à ce qu'elle soit immobile en rotation par rapport au boîtier. A cet effet, la douille de palier comporte un ergot qui fait saillie radialement et/ou axialement, le boîtier comportant un évidement de 15 forme complémentaire. Une inversion cinématique est également possible; dans ce cas, c'est le boîtier qui présente l'ergot et l'évidement est ménagé dans la douille de palier. A titre préférentiel, l'ergot est alors diamétralement opposé à la fente de la douille. De 20 cette manière, le blocage en rotation ne nuit à la capacité de déplacement de la douille de palier dans la région de la fente que de façon très minime. Il est ainsi avantageux que la surface extérieure de palier de l'écrou soit cylindrique et que deux surfaces de palier sont 25 prévues entre lesquelles se situe la denture externe. Il est avantageux que la douille de palier comporte un bord extérieur et que le boîtier forme une rainure complémentaire destinée à recevoir ce bord extérieur, 30 et/ou que la douille de palier forme un ergot qui fait saillie radialement et que le boîtier forme un évidement recevant ledit ergot, et/ou que la denture externe ait un contour central orienté sensiblement axialement, que celui-ci est prolongé à gauche et à droite d'un contour courbe et que la longueur axiale du contour courbe est supérieure à la longueur axiale du contour central. Finalement, il est avantageux de conformer la forme courbe de la denture externe de telle sorte qu'en son centre son contour, orienté sensiblement radialement, est court. Ce n'est que de part et d'autre de cette partie centrale que les parties qui la prolongent prennent la 10 forme d'une courbe. On peut ainsi compenser les tolérances ce qui contribue encore à réduire le bruit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront des autres revendications ainsi que de la 15 description qui va être faite d'un mode de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple et se référant au dessin sur lequel: la figure 1 2 0 est un dessin en perspective éclatée du montage d'un engrenage à roue et vis sans fin, est une vue en perspective de la douille de palier telle qu'elle est illustrée à la figure 1 et la figure 2 la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une roue tangente conformée sous une autre forme qu'à la figure 1. L'engrenage à roue et vis sans fin comporte un boîtier qui est constitué d'une première partie 20 et d'une deuxième partie 22. Ces parties sont toutes deux réalisées en zinc coulé sous pression. Les deux parties 20, 22 sont réunies par rivetage. Le boîtier 20, 22 forme un volume interne et des zones de support pour l'écrou 24 d'une part et pour la roue tangente 26 d'autre part. Dans 5 la direction axiale, le boîtier 20, 22 est ouvert sur toute sa longueur pour recevoir une vis sans fin 28 qui n'est ici qu'esquissée. Elle a un filetage longitudinal 30. L'écrou 24 présente un taraudage 32 en prise avec le filetage longitudinal 30 de la vis sans fin 28 et une denture externe 34. Le contour des dents de la denture externe 34 du mode de réalisation illustré à la fig. 1 se situe sur un cylindre. De chaque côté de la denture 15 externe 34 est formée une surface extérieure 36 de palier qui est cylindrique et dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre extérieur de la denture externe 34 dans le fond des intervalles entre les dents, c'est-àdire qu'il est inférieur au cercle de pied de la denture 20 34. Une rondelle de butée 38 plate est appliquée sur chaque surface extérieure de palier 36. Elle est revêtue, de préférence entièrement, mais du moins sur ses deux faces 25 principales, d'un vernis de glissement, notamment de PTFE. Elle présente une saillie 40 qui, dans le mode de réalisation illustré, fait saillie axialement mais qui peut aussi bien être conformé sous forme radiale. Une fois monté, cette saillie axiale 40 s'engage entre deux 30 dents de la denture externe 34, provoquant un blocage en rotation. Celui-ci peut avoir un certain jeu qui peut par exemple être ajusté en adaptant la saillie, p.ex. sa dimension, dans le sens de la circonférence. A l'extérieur de chaque rondelle de butée 38, chaque surface extérieure de palier 36 est entourée par une douille de palier 42. Comparée à la rondelle de butée 38, 5 qui est relativement mince dans la direction axiale, la douille de palier a une longueur axiale de l'ordre de plusieurs millimètres, par exemple de 3-6 millimètres. Plus concrètement, elle est constituée d'un anneau qui correspond sensiblement à l'anneau de la rondelle de 10 butée et d'une bride détournée de la denture externe 34 et d'un diamètre extérieur plus petit. A elles deux, ces parties forment le trou intérieur. Un ergot 44 fait saillie radialement sur la bride. Sur le côté diamétralement opposé est formée une fente 46 de sorte 15 que la douille de palier 42, tout en étant réalisée d'un seul tenant, est sensiblement conformée en C. La fente est de faible dimensions, par exemple de l'ordre de 0,1 2 mm. Elle ménage un espace 46. Dans le mode de réalisation illustré, la fente est obtenue par coupe 20 radiale et axiale. L'espace 48 peut aussi être délimité différemment. La douille de palier 42 est réalisée en un métal qui, comparé au métal dans lequel est réalisé l'écrou 24, est 25 doté de propriétés de glissement avantageuses. L'écrou 24 peut aussi être réalisé en matière plastique renforcée. Dans la première partie 20 du boîtier sont ménagées des rainures 50 destinées à recevoir le bord extérieur de la 30 douille de palier 42. Le boîtier 20, 22 comporte aussi un évidement qui reçoit l'ergot 24 de sorte que la douille de palier 42 est immobilisée en rotation par rapport au boîtier 20, 22. Dans le boîtier 20, 22 est également logée la roue tangente 26 qui est supportée par des paliers. Son axe est sensiblement perpendiculaire et décalé par rapport à 5 l'axe de la roue tangente 26 et de la vis sans fin 28. Elle est pourvue d'une vis sans fin 52 sur son pourtour extérieur et, à l'intérieur, d'un logement polygonal destiné à recevoir un arbre menant élastique. A chaque extrémité axiale, la roue tangente 26 est supportée par 10 un roulement à billes 56 de manière à être mobile en rotation au sein du boîtier 20, 22. De plus, des bagues de palier 58 similaires aux douilles de palier 42 sont prévues. La figure 3 est une vue en coupe axiale d'un écrou 24 de réalisation différente de celle illustrée à la figure 1. Les lignes des têtes de dents de la denture externe 34 ne reposent plus sur un cylindre mais sur un corps rotatif présentant une certaine ressemblance avec un diabolo ou 20 une bobine de fil. Comme on le voit à la figure 3, la denture externe 34 a un contour central 60 qui est orienté sensiblement axialement et qui s'étend sur une distance axiale relativement courte, par exemple de 0,5 3 mm, de préférence de 1,5 mm. Il est parallèle à l'axe 25 de l'écrou 34. De chaque côté de ce contour central 60 un contour courbe prolonge celui-ci de manière homogène et continue. Ainsi, le diamètre extérieur de la denture externe 34 augmente constamment jusqu'en bordure de la denture externe 34 o il atteint son maximum. En gros, 30 les contours 60, 62 peuvent être décrits par un cercle dont le diamètre est supérieur au diamètre extérieur de la roue tangente 26. A titre préférentiel, il peut être entre 1,5 et 3 fois supérieur au diamètre extérieur de la roue tangente 26. De manière connue en soi, deux coussinets 64 en 5 caoutchouc ou en un matériau correspondant destinés à amortir le bruit enjambent l'engrenage qui est logé dans une équerre palier 64 sensiblement conformée en U. Revendications 1. Engrenage à roue et vis sans fin pour un dispositif 5 de réglage dans un siège de véhicule automobile, notamment pour un dispositif de réglage en longueur d'un siège de véhicule automobile, - avec un boîtier (20, 22), - un écrou (24) de vis sans fin supporté par des 10 paliers de manière à être mobile en rotation dans le boîtier (20, 22) et comportant un filetage interne (32) complémentaire d'un filetage longitudinal (30) de la vis sans fin (28) ainsi qu'une denture externe (34) et - avec une roue tangente (26) supportée par des paliers de manière à être mobile en rotation dans le boîtier (20, 22) et comportant une vis sans fin (52) qui est en prise avec la denture externe (34) de l'écrou (24), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une, de préférence plusieurs, des caractéristiques suivantes a) à g): a) l'écrou (24) de la vis sans fin comporte au 25 moins une surface extérieure (36) de palier axialement décalée par rapport à la denture externe (34), une douille de palier (42) étant prévue qui comporte une surface intérieure de palier coopérant avec la surface extérieure de 30 palier, la douille de palier (42) comportant une fente (46) axiale et la douille de palier (42) étant insérée dans le boîtier (20, 22) de manière à être bloquée en déplacement angulaire et/ou b) l'écrou (24) de la vis sans fin comporte une 5 couche de vernis de glissement prévue sur la denture externe (34) et/ou sur le filetage interne (32) et/ou c) l'écrou (24) de la vis sans fin comporte au 10 moins une surface extérieure (36) de palier axialement décalée par rapport à la denture externe (34), une rondelle de butée (38) étant prévue qui est appliquée sur cette surface extérieure (36) de palier qu'elle entoure, la 15 rondelle de butée (38) comportant une saillie (40) qui s'engage dans un décrochement correspondant de l'écrou (24) de la vis sans fin, notamment entre deux dents de la denture externe (34) de l'écrou (24), bloquant ainsi le 20 déplacement angulaire et/ou d) l'écrou (24) de la vis sans fin comporte au moins une surface extérieure (36) de palier axialement décalée par rapport à la denture 25 externe (34), une rondelle de butée (38) étant prévue qui est appliquée sur cette surface extérieure (36) de palier qu'elle entoure, la rondelle de butée (38) comportant une couche de vernis de glissement et/ou 30 e) le boîtier (20, 22) est constitué d'au moins deux parties réalisées en zinc coulé sous pression et/ou f) la denture externe (34) de l'écrou (24) est une denture globique et/ou g) la denture externe (34) de l'écrou (24) a un diamètre extérieur dont la dimension est la plus petite à la hauteur de son centre axial et qui augmente vers les zones d'extrémité axiales, formant ce faisant notamment une courbe. 2. Engrenage à roue et vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure (36) de palier de l'écrou (24) est cylindrique et que deux surfaces de palier sont 15 prévues entre lesquelles se situe la denture externe (34). 3. Engrenage à roue et vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille de 20 palier (42) comporte un bord extérieur et que le boîtier (20, 22) forme une rainure complémentaire destinée à recevoir ce bord extérieur. 4. Engrenage à roue et vis sans fin selon la 25 revendication 1, caractérisé en ce que la douille de palier (42) forme un ergot (44) qui fait saillie radialement et que le boîtier (20, 22) forme un évidement recevant ledit ergot (44). 5. Engrenage à roue et vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que, vue en coupe axiale, la denture externe (34) a un contour central (60) orienté sensiblement axialement, que celui-ci est prolongé à gauche et à droite d'un contour courbe (62) et que la longueur axiale du contour courbe (62) est supérieure à la longueur axiale du contour central (60). 6. Engrenage à roue et vis sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux, trois, quatre ou cinq des caractéristiques a) à g).