Brevet FR3011052A1 — publié le 20150327

L'invention concerne un réducteur planétaire à double vitesse et concerne le domaine technique des réducteurs de vitesse notamment des réducteurs planétaires. On rappelle de manière parfaitement connue pour un homme du métier qu'un réducteur planétaire comprend, pour l'essentiel, un carter fixe à l'intérieur duquel est monté au moins un équipage mobile composé, par exemple, d'au moins un train de pignons du type planétaire avec au moins un pignon central engrenant avec des pignons satellites. Différentes solutions peuvent être envisagées pour le montage de l'arbre de sortie du réducteur en combinaison avec le ou les trains de pignons. Ce type de réducteur trouve de nombreuses applications dans différents domaines techniques. Or, dans certaines applications, telles que les machines-outils, il est parfois nécessaire de disposer d'un réducteur à double vitesse afin d'entraîner par exemple une broche en rotation et de passer rapidement d'une vitesse de rotation élevée, avec un faible couple d'usinage, à une vitesse de rotation plus lente et avec un couple plus élevé, en fonction du type de travail que l'on souhaite effectué. Par exemple on peut citer le domaine de l'usinage pour exécuter un travail d'ébauche et un travail de finition. Ce type de réducteur à double vitesse est connu. Il comprend, pour l'essentiel, un arbre d'entrée assujetti à un planétaire central et à un satellite dont les pignons satellites engrènent avec la denture d'une couronne fixe. Le planétaire central est en communication avec un arbre de sortie. Pour obtenir un rapport de vitesse différent, le réducteur présente des moyens aptes à solidariser l'arbre de sortie soit, avec le porte satellites pour obtenir un certain rapport, soit avec le planétaire d'entrée ou central, pour obtenir un autre rapport. Dans une forme de réalisation connue, ces moyens peuvent être constitués par deux électro-aimants qui permettent de faire basculer un doigt selon deux positions afin de mettre en position un manchon coulissant pour, comme indiqué, solidariser l'arbre de sortie soit, avec le porte satellites soit, avec le planétaire d'entrée. A partir de cet état de la technique le problème que se propose de résoudre l'invention est d'améliorer et de simplifier la commande des moyens aptes à permettre la solidarisation de l'arbre de sortie soit, avec le porte satellites soit, avec le planétaire d'entrée ou central en fonction du rapport de vitesse que l'on souhaite obtenir. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un réducteur planétaire à double vitesse du type de ceux comprenant, de manière connue, un arbre d'entrée assujetti à un planétaire central et à un porte satellites dont les pignons satellites engrènent avec la denture d'une couronne fixe, un arbre de sortie, des moyens aptes à solidariser l'arbre de sortie soit avec le porte satellites pour obtenir un certain rapport, soit avec le planétaire d'entrée ou central pour obtenir un autre rapport. Selon l'invention, compte tenu du problème posé à résoudre, les moyens sont constitués par un manchon coulissant commandé en translation par un moto réducteur entraînant une roue d'entrée engrenant avec une couronne mobile en rotation et présentant des agencements coopérant avec des agencements d'une bague solidaire dudit manchon, de sorte que l'entraînement en rotation de la couronne provoque le déplacement en translation du manchon pour l'accouplement de l'arbre de sortie, soit avec le porte satellites, soit avec le planétaire d'entrée. Pour résoudre le problème posé d'assurer le déplacement en translation du manchon, sous l'effet de l'entraînement en rotation de la couronne, les agencements sont constitués par au moins une rainure profilée formée dans l'épaisseur de la couronne et par au moins un doigt monté en débordement de la périphérie de la bague, ledit doigt coopérant avec ladite rainure. Le manchon est indexé en rotation sur l'arbre de sortie et est monté avec capacité de coulissement guidé en translation. Selon une autre caractéristique, l'alésage du manchon présente des cannelures coopérant avec une portée circulaire cannelée d'une manière complémentaire, que présente l'arbre de sortie. Selon d'autres caractéristiques, la bague solidaire du manchon présente des tiges de guidage solidaire d'un carter. En position d'accouplement de l'arbre de sortie avec le porte satellites, le rapport est de 4/1. En position d'accouplement de l'arbre de sortie avec le planétaire d'entrée le rapport est de 1/1. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation d'un réducteur double vitesse selon l'invention, la figure 2 est une vue partielle et en coupe considérée au niveau du moto réducteur pour l'entraînement en translation du manchon, la figure 3 est un synoptique du réducteur planétaire à double vitesse en position rapport 1/1, la figure 4 est une vue partielle en perspective et en coupe du réducteur correspondant à la position illustrée figure 3, la figure 5 est une vue semblable à la figure 3 en position rapport 4/1, la figure 6 est une vue en perspective et en coupe partielle du réducteur correspondant à la position illustrée figure 5. Comme le montrent les synoptiques des figures 3 et 5 notamment, le réducteur planétaire à double vitesse comprend, d'une manière connue, un arbre d'entrée (1) assujetti à un planétaire central (2) et un porte satellites (3) dont les pignons satellites (4) engrènent avec la denture d'une couronne fixe (5). En alignement coaxial avec le planétaire d'entrée (1) est monté l'arbre de sortie (6). Ces différentes dispositions ne sont pas décrites en détail car parfaitement connues pour un homme du métier en étant susceptibles de faire l'objet de différentes variantes d'exécution. Selon l'invention, pour obtenir une double vitesse, il convient d'accoupler l'arbre de sortie (6) soit, avec le porte satellites (3) pour obtenir un certain rapport soit, avec le planétaire central (2) pour obtenir un autre rapport. Pour assurer la solidarisation de l'arbre de sortie soit, avec le porte satellites soit, avec le planétaire d'entrée, l'invention met en oeuvre un manchon coulissant (7) monté sur l'arbre de sortie (6) et en position de coopération avec le planétaire d'entrée (2). Le manchon (7) est indexé en rotation sur l'arbre de sortie (6) et monté avec capacité de coulissement guidé en translation. Dans une forme de réalisation préférée, l'alésage du manchon (7) présente des cannelures (7a) coopérant avec une portée circulaire cannelée de manière complémentaire (6a) que présente l'arbre de sortie (6). Selon une caractéristique à la base de l'invention, le manchon (7) est commandé en translation par un moto réducteur (8) entraînant une roue dentée (9) qui engraine avec une couronne (10). La couronne (10) est montée avec capacité de rotation à l'intérieur du carter du réducteur. Cette couronne (10) présente des agencements coopérant avec des agencements d'une bague (11) solidaire du manchon (7). Ces agencements sont déterminés de sorte qu'un entrainement en rotation de la couronne (10), par l'intermédiaire de la roue dentée (9) sous l'effet de l'entraînement du moteur (8), provoque, d'une manière concomitante, le déplacement en translation de l'ensemble mobile manchon (7) bague (11). Dans ce but, la couronne (10) présente au moins une rainure profilée (10a), sensiblement en forme de came, en étant constituée, dans l'exemple illustré, par deux rainures parallèles orientées selon les génératrices de la couronne et réunies par une rainure oblique. Cette rainure (10a) coopère avec un doigt (12) monté en débordement de la bague (11) accouplée au manchon (7). Il résulte de ces caractéristiques que l'entrainement en rotation de la bague (10) exerce une force de traction sur le doigt (12) engagé dans la rainure (10a) de ladite bague provoquant, de manière concomitante, le déplacement en translation de l'ensemble mobile bague (11) manchon (7) en agissant à la façon d'une vis sans fin. Comme le montrent les figures 3, 4, 5 et 6 en fonction du positionnement en translation du manchon (7), sous l'effet de l'entraînement 301 105 2 6 en rotation du moto réducteur (8), il est possible de solidariser l'arbre de sortie (6) soit, avec le porte satellites (3) soit, avec le planétaire (2). Aux figures 3 et 4, l'arbre de sortie (6) est accouplé avec le planétaire 5 d'entrée (2) pour obtenir un rapport 1/1. Aux figures 5 et 6, le manchon (7) est déplacé pour la solidarisation de l'arbre de sortie (6) avec le porte satellites (3) pour obtenir à un rapport 4/1. 10 Il apparait donc que les caractéristiques de l'invention permettent de passer d'un rapport de réduction 1/4 en vitesse longue à un rapport de 1/1 avec, par exemple, un couple transmissible passant de 100 Nm à 250 Nm. Bien évidemment, l'équipage mobile constitué par le manchon (7) et la bague (11), coopère avec des tiges de guidage solidaire par exemple du 15 carter de réducteur. En ce qui concerne le réducteur en tant que tel, ce dernier peut, à titre d'exemple indicatif non limitatif, être réalisé sur la base de quatre satellites à denture hélicoïdales permettant de passer un maximum de couple dans un 20 encombrement réduit. Le nombre de dents est calculé en fonction du rapport à obtenir par exemple 1/4 comme indiqué. Les quatre axes de satellites peuvent être positionnés à 90° sur le porte satellites. Par exemple, le nombre de dents peut être de 32 pour le planétaire, de 31 pour les satellites, et de 96 pour la couronne fixe. 25 Les avantages ressortent bien de la description