Brevet FR2871540A1 — publié le 20051216

Domaine de l'invention La présente invention concerne un moto-réducteur notamment pour actionner les pièces mobiles d'un véhicule automobile, comprenant une roue à vis entraînée par une vis, et ayant un prolongement axial central, et avec un pignon entraîné métallique ayant une denture intérieure et coopérant avec la roue à vis. Etat de la technique Le document DE 198 04 502 Al décrit un motoréducteur comportant un moteur électrique qui entraîne une roue dentée munie d'un prolongement axial, l'entraînement se faisant par une transmission par exemple une transmission à vis. La roue dentée est reliée solidaire- ment en rotation à un axe (habituellement fabriqué en métal) et dont une extrémité comporte une denture cannelée sur laquelle on glisse axialement un pignon entraîné. Le pignon entraîné est fixé axialement par une ron- delle élastique pour que la roue droite s'applique axialement d'une part contre les épaulements des rondelles de serrage et d'autre part contre le boîtier. Pour amplifier l'effet de serrage généré par la force de friction sur l'arbre, celui-ci comporte des nervures périphériques contre lesquelles s'applique une arête du bord intérieur des rondelles élastiques. Le couple est transmis par la roue dentée au pignon de sortie à l'aide d'une denture cannelée habituelle pour des axes métalliques; or, une telle denture est relativement coûteuse à fabriquer. Exposé et avantages de l'invention Selon la présente invention le moto-réducteur défini ci- dessus est caractérisé en ce que le prolongement axial comporte une denture extérieure réalisée par injection de matière plastique et directe- ment en prise avec la denture intérieure du pignon entraîné. Ainsi, selon l'invention, en formant la denture extérieure sur le prolongement axial de la roue à vis on couple directement le pignon entraîné à la roue à vis. On supprime ainsi une fabrication relativement coûteuse d'un axe en acier et la réalisation par enlèvement de copeaux d'une denture cannelée ainsi que la réalisation des rainures pour l'élément de serrage. La roue à vis avec son prolongement axial et la denture extérieure directement formée sur celle-ci peut être fabriquée de manière sim- ple et économique par une seule opération par injection. La suppression de l'axe en acier supprime en même temps une étape de montage supplémentaire car le nombre de pièces est réduit. Comme la roue à vis et son prolongement axial ne sont pas installés par une liaison de forme sur un axe en acier, il y aura à l'intérieur du prolongement axial et après son montage, une cavité réduisant le poids total de la transmission. De plus, la surface intérieure du prolongement radial peut avoir une forme quelconque et c'est pourquoi elle peut être adaptée de manière économique au procédé d'injection de matière plastique utilisé. La fabrication de la roue à vis en une seule pièce avec le prolongement axial et la denture extérieure pour le pignon entraîné per-met de monter la roue à vis de manière économique au niveau du prolongement axial dans une forme correspondante du boîtier. L'axe creux du prolongement axial constitue une surface appropriée dont la matière peut être optimisée pour sa combinaison avec la matière du palier formé par le boîtier. La réalisation du prolongement axial sous la forme d'un arbre creux permet d'optimiser la forme de la paroi intérieure du point de vue de sa solidité et de son procédé de fabrication. Il est particulièrement avantageux de donner à la cavité intérieure une forme diminuant selon un profil conique car cela permet d'absorber les efforts lorsque les contraintes de cisaillement diminuent. Une telle forme est très économique à réaliser par injection. Pour fixer axialement le pignon entraîné, le prolongement axial comporte une zone d'extrémité cylindrique à son extrémité située à l'opposé de celle portant la roue à vis et cette zone d'extrémité reçoit une rondelle ou un disque de serrage. La rondelle de serrage pousse le pignon entraîné contre un épaulement du prolongement axial et/ ou du boîtier ce qui permet de garantir le montage axial du pignon entraîné avec peu de pièces. De façon avantageuse, la zone d'extrémité du prolongement axial est réalisée en matière plastique avec une surface radiale lisse pour que l'élément de serrage puisse se glisser axialement sans gradin sur la zone d'extrémité, pour supprimer tout jeu axial du pignon entraîné. Pour l'élément de serrage on utilisera une matière dure par exemple de l'acier à ressort et cet élément s'accroche dans la surface moins dure de la zone d'extrémité pour s'appuyer axialement par rapport au pignon entraîné. Si pour un fonctionnement de secours, le moto-réducteur doit également pouvoir être entraîné manuellement, la zone d'extrémité en regard du côté de la roue à vis peut recevoir un insert enfoncé de force par une liaison de forme. Cet insert peut par exemple comporter un logement à six pans librement accessible à travers le boîtier pour permettre d'engager le cas échéant une clef à six pans. Un tel insert se fabrique de manière économique par coulée ou frittage; on peut également le cas échéant le supprimer sans que cela n'entraîne de modification constructive de la roue à vis ou du boîtier. Il est avantageux que le pignon entraîné présente une denture d'entraînement, extérieure, inclinée, qui s'engage par exemple directement dans deux broches hélicoïdales, parallèles d'un dispositif d'actionnement de toit ouvrant (toit coulissant). On supprime ainsi tout autre composant de transmission et les spires hélicoïdales peuvent être par exemple guidées directement dans des cavités correspondantes du boîtier du moto-réducteur. Pour transmettre de manière fiable le couple à partir du prolongement axial en matière plastique au pignon entraîné, métallique, l'engrènement métal/matière plastique présente une forme particulière permettant une transmission harmonieuse sans contrainte du couple entre la denture extérieure de la roue à vis et la denture intérieure du pignon entraîné. Le décalage du profil, la hauteur des talons et des têtes des dents peuvent être choisis pour que les dents de la matière plastique moins dure soient plus larges que les dents du métal plus dur du pignon entraîné. Une telle réalisation de la denture par développante permet à la combinaison de matière selon l'invention de transmettre des efforts plus importants qu'une denture habituelle. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'une unité d'entraînement et de transmission selon l'invention représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale du moto-réducteur selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus dans la direction axiale II, - la figure 3 est une section selon la ligne III-III de la figure 1, - la figure 4 est une coupe longitudinale d'un autre moto-réducteur, - la figure 5 est une section selon la ligne V-V de la figure 4. Description des modes de réalisation La figure 1 est une coupe longitudinale d'un moto-réducteur 10 dont la roue à vis 12 (roue dentée à vis) est montée à rota- tion dans un boîtier 14. La roue à vis 12 comporte une denture de roue à vis 16 engrenant avec une vis 18. Cette vis est montée solidairement en rotation sur l'axe 20 de l'induit d'un moteur électrique 22. La roue à vis 12 est une pièce en matière plastique injectée comportant en son centre un prolongement axial 24 de forme cylindrique qui s'étend axialement à travers le boîtier 14 et dépasse de celui-ci. Le prolongement axial 24 est réalisé comme axe creux ayant une surface supérieure extérieure 26 coopérant comme surface radiale de palier de la roue à vis 12 avec un logement de palier 28 du boîtier 14. Au niveau du prolongement axial 24 qui dépasse du boîtier 14 il y a une denture radiale extérieure 30 dans laquelle pénètre une denture intérieure correspondante 32 d'un pignon entraîné 34. Après montage de la roue à vis 12 dans le boîtier 14, le pignon entraîné 34 se glisse axialement sur la denture extérieure 30 et se bloque axialement à l'aide d'un élément de serrage 36. Pour cela le prolongement radial 24 porte à son extrémité située à l'opposé de la denture 16 de la roue à vis, une zone d'extrémité 38, cylindrique recevant un élément de serrage 36 en forme de bague de serrage 37. L'élément de serrage 36 a une zone radiale extérieure 40 qui s'appuie contre la face frontale 42 du pignon entraîné ou élément entraîné 34. Par son arête intérieure 44, l'élément de serrage 36 pénètre dans la surface supérieure, radiale 46 de la zone d'extrémité cylindrique 38 pour pousser le pignon entraîné 34 de façon à le bloquer en vibration contre une collerette axiale 48 du boîtier 14. Suivant une va-riante de réalisation, le pignon entraîné 34 est serré directement contre une collerette 49 du prolongement axial 24 et alors la roue à vis 12 est montée dans le boîtier 14 avec un certain jeu axial de base. La surface supérieure 46 de la zone d'extrémité cylindrique 38 de cet exemple de réalisation est lisse de sorte que l'élément de serrage 36 peut se glisser de façon continue sur la zone d'extrémité cylindrique 38. Comme l'élément de serrage 36 est fabriqué en une matière plus dure par exemple en métal que la matière plastique de la roue à vis 12, l'arête intérieure 44 de l'élément à ressort 36 s'accroche facilement au montage dans la surface supérieure 46 de la zone d'extrémité 38. Le pignon entraîné 34 a une denture d'entraînement 50 permettant de pénétrer directe-ment dans les spires hélicoïdales 52 montées dans les cavités 56 du boîtier 14. Comme les spires hélicoïdales 52 ont de préférence une denture périphérique hélicoïdale, la denture entraînée 50 est de préférence réalisée comme denture inclinée 51. Pour guider la spire 52, le boîtier 14 comporte des déformations 54 de sorte que le pignon entraîné 34 peut pénétrer di- rectement dans deux spires opposées 52 sans nécessiter d'autres éléments de transmission. Les spires 52 font par exemple partie d'un dispositif d'actionnement de toit ouvrant de sorte que l'unité d'entraînement et de transmission 10 peut se loger à l'aide d'éléments de liaison 56 dans des cavités 58 correspondantes du boîtier 14 pour être fixée à la carrosserie du véhicule. Le prolongement axial 24 fait corps avec la denture 16 de la roue à vis et la denture extérieure 30. La paroi intérieure 60 du prolonge-ment axial 24 est étagée comme le montre la figure 1 ou encore elle comporte des transitions continues vers la zone d'extrémité 38. Le prolongement 24 constitue un axe creux qui présente lorsque le montage est terminé, une cavité 62 intérieure. En regard de la zone d'extrémité 38 du prolongement 24, la roue à vis 12 de la figure 1 reçoit un insert 64 en-foncé de force. Cet insert comporte un six pans intérieur 66 permettant de recevoir une clef à six pans à travers l'ouverture 68 du boîtier 14. La figure 2 est une vue de dessus dans la direction II de l'insert 64 mis en place. L'insert 64 est par exemple une pièce métallique frittée dont la surface frontale extérieure 71 comporte le six pans intérieur 66. L'insert 64 comporte à cet effet par exemple deux entretoises radiales extérieures 70 qui pénètrent dans des cavités correspondantes 72 de la roue à vis 12. Grâce à cette liaison de forme 74 entre l'insert 64 et la roue à vis 12, en cas de fonctionnement de secours on peut appliquer manuellement un couple et le transmettre à la roue à vis 12. Pour fixer axiale-ment l'insert 64 dans la roue à vis 12, l'insert 64 et/ou la paroi intérieure 60 comportent des renforcements 76, radiaux pour serrer l'insert 74 dans la roue dentée 12. La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III du pi-gnon entraîné 34 installé sur le prolongement axial 24. Le prolongement axial 24 en matière plastique comporte la denture extérieure 30 réalisée dans la masse. Les dents 31 de cette denture sont plus larges que les dents 33 de la denture intérieure 32. Ainsi la denture extérieure 30 reçoit le pignon entraîné 34 constitué par une pièce métallique frittée, avec sa denture intérieure correspondante 32 par un montage axial. Pour transmettre le couple entre le composant en matière plastique 24 et le pignon entraîné 34 en métal, les dentures 30, 32 ont une forme particulière qui est nettement différente de celle d'une denture habituelle telle que celle utilisée habituellement pour des liaisons entre un arbre en métal et un pignon en métal. La figure 4 montre une variante du moto-réducteur 10 de la figure 1 dont le prolongement axial 24 se rétrécit suivant une forme conique vers l'extrémité 38. Pour cela le prolongement 24 comporte une transition continue 61 entre un grand diamètre au niveau du logement de palier 28 et un petit diamètre au niveau de la denture extérieure 30. La paroi intérieure 60 du prolongement axial 24 en forme d'axe creux diminue également suivant une forme conique ce qui permet de façon très avantageuse de réaliser cette pièce par injection. La denture extérieure 30 est réalisée en une seule pièce avec la roue à vis 12 et reçoit le pignon en-traîné 34 par sa denture intérieure 32. Pour compenser le jeu axial, le pi-gnon entraîné 34 est poussé axialement contre la collerette axiale 48 du boîtier 14 et le pignon est serré par l'élément de serrage 36. La figure 5 est une coupe selon V-V du moto-réducteur 10, dans laquelle la denture extérieure 30 et la denture intérieure 32 ont des dents plus larges 31, 33 que celles d'une denture normale. Les dentures à développante 30, 32 ont ainsi des transitions 35 très harmonieuses entre les dents 31, 33, et la prise entre les dents est à faible contrainte et très grande résistance des dents, ce qui permet de transmettre des couples importants directement de la roue à vis 12 en matière plastique au pignon entraîné 34 en matière frittée. Il est à remarquer que les exemples de réalisation représentés dans les figures et décrits dans la description permettent de multiples combinaisons des différentes caractéristiques. C'est ainsi que par exemple la réalisation pratique de la roue à vis 12, du prolongement axial 24 de l'insert 64 et du boîtier 14 peuvent être modifiés, l'essentiel pour l'invention étant que le couple d'entraînement étant directement transmis de la roue à vis 12 au pignon entraîné 34. La denture 30, 32 entre la matière plastique et le métal sera adaptée au couple d'entraînement. Le moto-réducteur 10 convient tout particulièrement pour l'entraînement motorisé d'un toit ouvrant de véhicule automobile mais peut également s'utiliser pour n'importe quel autre dispositif d'actionnement ou de réglage. REVENDICATIONS 1 ) Moto-réducteur (10) notamment pour actionner les pièces mobiles d'un véhicule automobile, comprenant une roue à vis (12) entraînée par une vis (18), et ayant un prolongement axial central (24), et avec un pignon entraîné (34) métallique ayant une denture intérieure (32) et coopérant avec la roue à vis (12), caractérisé en ce que le prolongement axial (24) comporte une denture extérieure (30) réalisée par injection de matière plastique et directement en prise avec la denture intérieure (32) du pignon entraîné (34). 2 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prolongement axial (24) présente intérieurement une cavité (62) lorsqu'il est monté et en particulier n'est pas monté sur un axe métallique. 3 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prolongement axial (24) est un axe réalisé en une seule pièce avec la roue à vis (12) et présente une surface radiale extérieure (26) par laquelle le prolongement axial (24) est monté à rotation dans un boîtier (14) en matière plastique. 4 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prolongement axial (24) a une paroi intérieure (60) en forme d'enveloppe cylindrique qui se rétrécit suivant une forme conique. 5 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prolongement axial (24) comporte en plus de la denture extérieure (30), une zone d'extrémité (38) cylindrique pour recevoir un élément de serrage (36, 37) par lequel le pignon entraîné (34) est précontraint axialement contre un épaulement (48, 49) du boîtier (14) et/ ou le prolongement axial (24). 6 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone d'extrémité (38) présente une surface supérieure (46) de matière synthétique, lisse, sur laquelle se glisse de façon continue au montage l'élément de serrage (36, 37) avant que cet élément de serrage (36, 37) notamment métallique s'accroche dans la surface supérieure (46) de la zone d'extrémité (38). 7 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un insert (64) muni d'un logement à plusieurs pans (66) se place axiale- ment dans la roue à vis (12), l'insert (64) réalisant une liaison par la forme (74) avec la roue à vis (12) pour transmettre le couple. 8 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon entraîné (34) a une denture d'entraînement inclinée (50, 51) qui vient en prise avec au moins une spire hélicoïdale (52) notamment d'un dispositif d'actionnement de toit coulissant. 9 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier (14) comporte des déformations (54) guidant au moins une spire hélicoïdale (52) pour venir en prise avec la denture d'entraînement (50, 51). 10 ) Moto-réducteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la denture extérieure (30) du prolongement axial (24) et la denture intérieure (32) du pignon entraîné (34) constituent une denture particulière matière plastique/métal pour laquelle notamment les dents (31) de la denture extérieure (30) sont plus larges que les dents (33) de la denture intérieure (32).