Brevet FR2904673A1 — publié le 20080208

--> SYSTEME DE TRANSFERT D'EFFORT A HAUTES PERFORMANCES L'invention se rapporte au brevet français numéro 2822401 du 19 novembre 2004 (extension PCT numéro PCT/FR/00444 du 5 février 2002) qui consiste en un actionneur à gain mécanique variable. Le brevet ci-dessus référencé comprend un écrou qu coopère, d'une part, de manière réversible, avec une vis entraînée en rotation par un moteur, et d'autre part, grâce à au moins un galet monté fou sur un axe perpendiculaire à celui de la vis, avec une douille constituée par une paroi cylindrique concentrique à la vis dans laquelle est taillée au moins une gorge hélicoïdale à pas variable mais inversé par rapport à celui de la vis, gorge dans laquelle roule le galet. L'entraînement de la vis par le moteur va produire un déplacement longitudinal de l'écrou à une vitesse variable en fonction du pas de la gorge dans laquelle va rouler le galet. La génération de l'effort axial, et le fait que le système vis écrou soit réversible va provoquer un transfert d'effort entre le galet et la douille qui va venir alléger la contrainte axiale à laquelle est soumise la vis. Ce transfert d' effort sera d' autant plus important que le pas de la gorge taillé dans la douille sera faible par rapport à celui de la vis. Comme le tracé de la gorge peut prendre une valeur de pas nulle, on comprendra que la valeur de l'effort entre le galet et la douille peut être très élevé. C'est un des buts de l'invention de définir un système permettant un transfert d'effort élevé entre le (ou les) galet et la douille tout en assurant une bonne fiabilité et un niveau de rendement élevé compatible avec les utilisations de ce système (actionneur d'outil de serrage, de frein électrique, de voilure aéronautique, ) --> Le galet aura un profil tronconique tandis que la face de contact correspondant de la gorge sera inclinée par rapport à l'axe du galet d'une valeur telle que l'augmentation de vitesse provoquée par l' éloignement du point de contact entre le galet et la gorge par rapport à l'axe de la vis soit intégralement compensée par l'augmentation du diamètre du galet en fonction de ce même éloignement. On assure ainsi un contact entre le galet et la face de la gorge continu et homogène ne provoquant aucun glissement parasitaire quelles que soient les valeurs relatives de l'épaisseur de la paroi de la douille, de son diamètre et de celui du galet. C'est un autre but de l'invention que de prévoir plusieurs galets coplanaires afin que les efforts que produit sur leur axe leur profil tronconique s'annulent et ne provoquent aucune contrainte sur l'axe. On prévoira ainsi deux galets à 180°, 3 galets à 120° et ainsi de suite. C'est un autre but de l'invention que de prévoir dans chaque galet une butée permettant de reprendre l'effort axial généré par son profil tronconique. C'est enfin un quatrième but de l'invention de prévoir entre l'écrou et la vis un eu supérieur à la valeur de la tolérance du centrage de l'écrou par les galets afin de soustraire la vis à tous phénomènes hyperstatiques qui pourraient la contraindre. Dans la description qui suit faite à titre d'exemple, on reconnaît dans la figure 1 : La vis 10 qui fait avec l'écrou 12 un système réversible et qui peut être entraînée en rotation sur son axe XX' par un moteur non représenté. L'écrou 12 porte un galet 14 monté libre en rotation sur son axe YY' et qui prend appui sur la paroi 16 qui fait partie de la douille. Cette paroi 16 est cylindrique suivant l'axe XX' de telle sorte qu'elle est concentrique à la vis 10. Le galet 14 se déplace dans la gorge 18 hélicoïdale à pas variable, -->de sens inversé par rapport à celui de la vis 10, taillé dans ladite paroi 16. La mise en rotation de la vis 10 va entraîner un déplacement longitudinal de l'écrou 12 donc, suivant le sens de rotation du moteur et le pas de la vis 10, la génération de la force F. Le système vis écrou 10-12 étant réversible, l'écrou va se déplacer en suivant, par le galet 14, le pas de la gorge 18 taillée dans la pièce 16. Ainsi une part importante de l'effort F va être généré par l'appui du galet 14 sur la pièce 16. Cette part sera d'autant plus importante que le pas de la gorge 18 de la pièce 16 sera faible par rapport au pas de la vis 10. On a vu que lorsque ce pas est nul, on a une phase d'irréversibilité intrinsèque qui soustrait la vis 10 à tout effort axial. Le but de l'invention est donc de permettre un transfert d'effort entre le galet 14 et la pièce 16 le plus performant possible. Il s'agit donc d' adopter un profil de galet et de gorge assurant le meilleur rendement possible en supprimant tout glissement parasitaire et en assurant la parfaite égalité des vitesses des pièces en contact et ceci pour tous les points de contact. Il faut donc que le diamètre du galet 14 croisse proportionnellement au rayon autour de l'axe XX' du point de contact correspondant sur la pièce 16. Cette configuration est obtenue quand la face de contact entre le galet 14 et la pièce 16 est confondue avec 1 Λ axe ZZ' qu relie le point de rencontre O des axes XX' et YY' et le point P qui correspond au point de contact entre la pièce 16 et le galet 14 au niveau du diamètre moyen d de ce dernier. Cette configuration assure bien un contact intime et sans glissement parasitaire entre ces deux pièces quelles que soient les valeurs de D (diamètre de la douille) , d (diamètre moyen des galets) et E (épaisseur de la douille) . --> Bien évidemment, le nombre des galets et leur disposition (2 à 180°, 3 à 120° et ainsi de suite) seront tels que on ne ramène aucune contrainte particulière sur la vis à cause de l'effort axial généré sur chaque galet par sa forme tronconique. Le montage des galets 14 sur leur axe comportera une butée afin de reprendre ledit effort axial. Cette butée n'est pas représentée sur la figure 1. Enfin, le jeu mécanique entre l'écrou 12 et la vis 10 sera tel que le centrage produit par les galets 14 et la pièce 16 ne ramène sur la vis aucune contrainte. En fait, la valeur de ce jeu sera nettement supérieure à celle de la précision de réalisation du centrage de la pièce 16 et des galets 14, afin de ne pas créer de système hyperstatique. Par ailleurs, cette configuration susceptible de transférer des charges importantes est particulièrement intéressante dans le cas d'application de presses (manuelles ou motorisées) . Plus généralement, en rationalisant les conditions de transfert entre les galets et la douille, elle permet de réduire au minimum l'encombrement de l'ensemble de la cinématique pour une charge donnée. On notera enfin que le centrage de la pièce 16 et des galets 14 sur l'écrou 12 peut être un guidage linéaire intéressant pour l'ensemble du système mobile dans certaines configurations. --> REVENDICATIONS : 1 - Système de transfert d'ef ort à hautes performances comportant un écrou 12 qu coopère, d'une part, de manière réversible, avec une vis 10 entraînée en rotation par un moteur non représenté, et d'autre part, grâce à au moins un galet 14 monté fou sur son axe YY' perpendiculaire à celui XX' de la vis, 5 avec une douille constituée par une paroi cylindrique 16 concentrique à la vis 10 et dans laquelle est taillée au moins une gorge 18 hélicoïdale à pas variable mais de sens inversé par rapport à celui de la vis, gorge dans laquelle roule le galet 14, caractérisé en ce que le galet 14 aura un profil tronconique, tandis que la face de contact correspondant de la gorge 18 sera 10 inclinée par rapport à l'axe YY' du galet 14 d'une valeur telle que l'augmentation de vitesse provoquée par l' éloignement de l'axe XX' du point de contact entre le galet 14 et la pièce 16 soit intégralement compensée par l'augmentation du diamètre du galet 14 en fonction de ce même éloignement. On assure ainsi un contact entre le galet 14 et la face de la gorge 18, 15 continu, homogène, ne provoquant aucun glissement parasitaire, quelles que soient les valeurs relatives de l'épaisseur E de la paroi de la douille 16, de son diamètre D et de celui du galet 14, d. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif prévoit plusieurs galets 14 coplanaires afin que les efforts que 20 produit sur leur axe leur profil tronconique s'annulent et ne provoquent aucune contrainte sur la vis. On prévoira ainsi 2 galets à 180°, 3 galets à 120° et ainsi de suite 3 - Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'invention prévoit dans chaque galet 14 une butée permettant de reprendre 25 l'effort axial généré par son profil tronconique. --> 4 - dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'invention prévoit entre la vis 10 et l'écrou 12 un jeu mécanique supérieur à la valeur de la tolérance du centrage de l'écrou 12 par les galets 14 afin de soustraire la vis 10 à tous phénomènes hyperstatiques qui pourraient la contraindre.