Brevet FR3017679A1 — publié le 20150821

Vis à rouleaux, procédé et outil de montage des rouleaux dans une telle vis à rouleaux La présente invention concerne le domaine des mécanismes de vis à rouleaux permettant de transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation linéaire, et inversement. Un tel mécanisme est pourvu d'une vis comprenant un filetage intérieur, d'un écrou disposé autour de la vis et comprenant un filetage intérieur et d'une pluralité de rouleaux longitudinaux en prise respectivement avec les filetages extérieur et intérieur de la vis et de 1 ' écrou. Un premier type de mécanisme de vis à rouleaux comprend des rouleaux présentant un filetage extérieur en prise avec les filetages extérieur et intérieur de la vis et de l'écrou. Les filetages des rouleaux et le filetage de l'écrou présentent des angles d'hélices identiques entre eux et différents de celui du filetage de la vis de sorte que, lorsque la vis tourne par rapport à l'écrou, les rouleaux tournent sur eux-mêmes et roulent autour de la vis sans se déplacer axialement à l' intérieur de l'écrou. Les rouleaux sont guidés en rotation parallèlement à l'axe de la vis par des dentures rapportées sur l'écrou et en prise avec des dentures desdits rouleaux. Un tel mécanisme est appelé vis à rouleaux satellites. Un deuxième type de mécanisme de vis à rouleaux présente un principe de fonctionnement analogue mais se différencie par une disposition inversée. Les angles d'hélice des filetages des rouleaux, de la vis et de l'écrou sont choisis de sorte que, lorsque la vis tourne par rapport à l'écrou, les rouleaux tournent sur eux-mêmes autour de la vis et se déplacent axialement dans l'écrou. Les rouleaux sont guidés en rotation parallèlement à l'axe de la vis par des dentures ménagées sur celle-ci et coopérant avec des dentures desdits rouleaux. Un tel mécanisme est appelé vis à rouleaux satellites inverses. Pour monter les rouleaux dans le mécanisme de vis à rouleaux, on monte les rouleaux un par un manuellement à tatillon jusqu'à ce que le début des filets soit disposé au bon endroit. Toutefois, les rouleaux doivent être positionnés dans l'écrou de manière à avoir la même position axiale. En effet, lorsque l'on monte le rouleau dans l'écrou de la manière connue, les dents du rouleau engrènent dans la couronne et les tourillons sont positionnés dans un évidement des bagues annulaires. Si la position axiale du rouleau n'est pas la bonne, c'est-à-dire que le rouleau ne se retrouve pas dans l'axe de l'écrou, alors un jeu radial existe entre les dents du rouleau et les couronnes. La présente invention a donc pour but de résoudre ces inconvénients en proposant un mécanisme de vis à rouleaux de conception simple et facile à monter, tout en minimisant le jeu radial entre les dents du rouleau et les couronnes. Dans un mode de réalisation, un mécanisme de vis à rouleaux comprend une vis comportant un filetage extérieur, un écrou disposé autour et coaxialement à ladite vis, l'écrou comportant un filetage intérieur, et une pluralité de rouleaux identiques entre eux interposés entre ladite vis et ledit écrou et comportant chacun un filetage extérieur en prise avec les filetages extérieur et intérieur de ladite vis et dudit écrou. Le filetage de chaque rouleau est prolongé axialement à chaque extrémité par une denture qui est elle-même prolongée axialement par un tourillon cylindrique s'étendant vers l'extérieur. Le mécanisme de vis à rouleaux comprend en outre deux couronnes annulaires fixées dans une partie non filetée de l'alésage de l'écrou et comprenant chacune intérieurement une denture respectivement en prise avec la denture des rouleaux et deux bagues annulaires montées chacune radialement entre la vis et la couronne associée et comprenant une pluralité d'évidements cylindriques traversants répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et à l'intérieur desquels sont logés les tourillons des rouleaux. Chacun des rouleaux comprend un moyen visuel de repérage angulaire permettant de placer les rouleaux dans la couronne par rapport à un point de référence prédéterminé de la couronne ou sur l'écrou. Le moyen visuel de repérage angulaire des rouleaux doit se situer au même endroit pour chacun des rouleaux, par exemple au début du filet. Avantageusement, le moyen visuel de repérage angulaire est réalisé en dehors du filetage. Selon un mode de réalisation, le moyen visuel de repérage angulaire est réalisé sur la surface radiale latérale ou la surface axiale cylindrique d'une des dentures. Selon un mode de réalisation, le moyen visuel de repérage angulaire est réalisé sur la surface radiale latérale ou la surface axiale cylindrique d'un des tourillons. Selon un mode de réalisation, le moyen visuel de repérage angulaire est une déformation, un usinage ou un marquage. Selon un mode de réalisation, le moyen visuel de repérage angulaire est réalisé avant le filetage du rouleau. Selon un second aspect, l'invention concerne un outil de montage capable de monter des rouleaux dans un mécanisme de vis à rouleaux décrit précédemment. L'outil de montage comprend un corps annulaire comportant un perçage cylindrique traversant présentant un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de l'écrou et une pluralité d'évidements cylindriques traversants répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et présentant chacun un moyen visuel de repérage angulaire pour chacun des rouleaux. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de montage des rouleaux dans un mécanisme de vis à rouleaux décrit précédemment dans lequel on détermine un point de référence sur la couronne ou sur l'écrou; on positionne un premier rouleau dans l'évidement associé de la bague annulaire de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire du premier rouleau se trouve en face du point de référence prédéterminé ; et on fait tourner ledit premier rouleau sur lui-même jusqu'à ce que l'évidement adjacent pratiqué dans la bague annulaire se trouve au niveau du point de référence prédéterminé. Pour monter le deuxième rouleau dans la couronne, on positionne un deuxième rouleau dans l'évidement associé de la bague annulaire de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire du deuxième rouleau se trouve en face du point de référence prédéterminé ; et on fait tourner ledit deuxième rouleau sur lui-même jusqu'à ce que l'évidement adjacent pratiqué dans la bague annulaire se trouve au niveau du point de référence prédéterminé et on répète l'étape de mise en place et de rotation pour chacun des rouleaux. Après avoir positionné le premier rouleau dans la couronne, on peut positionner l'outil de montage autour de l'écrou de manière à ce que le moyen visuel de repérage angulaire de l'outil de montage se trouve dans la même position angulaire que le moyen visuel de repérage angulaire du premier rouleau et on positionne ensuite tous les autres rouleaux dans les positions angulaires correspondant aux positions angulaires des moyens visuels de repérage angulaire de l'outil de montage. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un mécanisme de vis à rouleaux selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un rouleau selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un rouleau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - les figures 4, 5 et 6 illustrent les étapes du procédé de montage des rouleaux dans le mécanisme de vis à rouleaux de la figure 1 ; et - la figure 7 est une vue de face d'un outil de montage des rouleaux dans le mécanisme de vis à rouleaux de la figure 1. Tel qu'illustré sur les figures, un mécanisme de vis à rouleaux, référencé 10 dans son ensemble, comprend une vis 12, d'axe 14, pourvue d'un filetage extérieur 16, un écrou 18 monté coaxialement autour de la vis 12 et pourvu d'un filetage intérieur 20, et une pluralité de rouleaux longitudinaux 22 disposés radialement entre la vis 12 et l'écrou 18. Le filetage intérieur 20 de l'écrou 18 présente un diamètre intérieur qui est supérieur au diamètre extérieur du filetage extérieur 16 de la vis 12. La vis 12 s'étend longitudinalement à travers un alésage cylindrique (non référencé) de l'écrou 18 sur lequel est formé le filetage intérieur 20. Les rouleaux 22, au nombre de n, sont identiques entre eux et répartis de manière régulière autour de la vis 12. Chaque rouleau 22 s'étend selon un axe 22a coaxial à l'axe 14 de la vis 12 et comprend un filetage extérieur 24 en prise avec le filetage 16 de la vis 12 et le filetage 20 de l'écrou 18. Le filetage 24 de chaque rouleau est prolongé axialement à chaque extrémité par une denture 26, 28 qui est elle-même prolongée axialement par un tourillon 30, 32 cylindrique s'étendant vers l'extérieur. Le mécanisme de vis à rouleaux 10 comprend deux couronnes annulaires 34, 36 fixées dans une partie non filetée de l'alésage de l'écrou 18 et comprenant chacune intérieurement une denture 38, 40 respectivement en prise avec la denture 26, 28 des rouleaux 22 pour leur synchronisation. Le mécanisme de vis à rouleaux 10 comprend également deux bagues annulaires 42, 44 montées chacune radialement entre le filetage 16 de la vis 12 et la couronne 34, 36 associée. Chaque bague annulaire 42, 44 comprend une pluralité d'évidements cylindriques traversants 42a, 44a répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et à l'intérieur desquels sont logés les tourillons 30, 32 des rouleaux 22. Les bagues annulaires 42, 44 permettent de porter les rouleaux 22 et de maintenir un espacement circonférentiel régulier des rouleaux. Tel qu'illustré, le mécanisme de vis à rouleaux 10 comprend également des joncs 46, 48 montés dans une gorge (non référencée) prévue dans l'alésage de la couronne 34, 36 associée et prévus pour maintenir axialement la bague 42, 44 correspondante, et deux capots 50, 52 d'extrémité fixés dans l'alésage de l'écrou au voisinage desdites bagues 42, 44. Les capots 50, 52 obturent axialement l'alésage de l'écrou 18 et comprennent chacun un filetage (non référencé) coopérant avec le filetage 16 de la vis 12. Les filetages 24 des rouleaux 22 et le filetage 20 de l'écrou 18 présentent des angles d'hélice identiques entre eux et différents de celui du filetage 16 de la vis 12, de sorte que, lorsque la vis 12 tourne par rapport à l'écrou 18, les rouleaux 22 tournent sur eux-mêmes et roulent autour de la vis 12 sans se déplacer axialement à l'intérieur de l'écrou 18. Les rouleaux 22 sont guidés en rotation parallèlement à l'axe 4 par les dentures 38, 40 des couronnes 34, 36. La vis 12 est mobile axialement ou longitudinalement par rapport aux rouleaux 22. Tel qu'illustré sur la figure 2, chacun des rouleaux 22 comprend un moyen visuel de repérage angulaire 60 permettant de placer les rouleaux 22 dans les couronnes 34, 36 par rapport à un point de référence prédéterminé d'une des couronnes 34. Le moyen visuel de repérage angulaire 60 est réalisé en dehors du filetage 24, sur la surface radiale latérale 26a d'une des dentures 26 du rouleau 22. Le moyen visuel de repérage angulaire 60 peut être réalisé avant le filetage du rouleau 22. Tel qu'illustré sur la figure 2, le moyen visuel de repérage angulaire 60 est réalisé par usinage d'une forme arrondie. En variante, on pourrait prévoir que le moyen visuel de repérage angulaire 60 soit une déformation ou un marquage, tel que par exemple de la peinture. On notera que l'on pourrait prévoir toute autre forme pour le moyen visuel de repérage angulaire 60. Le mode de réalisation illustré sur la figure 3, dans lequel les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du mode de réalisation illustré sur la figure 2 uniquement par la position du moyen visuel de repérage angulaire. Tel qu'illustré sur la figure 3, chacun des rouleaux 22 comprend un moyen visuel de repérage angulaire 62 réalisé en dehors du filetage 24, sur la surface axiale 26b cylindrique d'une des dentures 26 du rouleau 22 et se prolonge sur la surface latérale radiale 26a de la denture 26. On peut en effet voir apparaître une forme triangulaire sur la surface latérale radiale 26a de la denture 26. Tel qu'illustré sur la figure 3, le moyen visuel de repérage angulaire 62 est un usinage réalisé avant le filetage du rouleau 22. En variante, on pourrait prévoir que le moyen visuel de repérage angulaire 62 soit une déformation ou un marquage. En variante, on pourrait prévoir que les moyens visuel de repérage angulaire 60, 62 soient réalisés sur la surface radiale latérale 30a ou la surface axiale cylindrique 30b d'un des tourillons 30. Les rouleaux 22 sont montés dans l'écrou 18 comme suit en référence aux figures 4 à 6 : Tel qu'illustré sur la figure 4, on détermine un point de référence P sur la couronne 34. En variante, on pourrait déterminer le point de référence sur l'écrou 18. Après avoir déterminé le point de référence P, on positionne manuellement un premier rouleau 22i dans l'évidement 45i associé de la bague annulaire référencée 44 de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire 60i dudit premier rouleau 22i se trouve en face du point de référence prédéterminé P, i étant le nombre de rouleaux 22 et d'évidements 45 compris entre 1 et n. Tel qu'illustré sur les figures, le nombre n est égal à huit. En variante on pourrait prévoir un nombre n supérieur ou inférieur à huit. On fait ensuite tourner manuellement ledit premier rouleau 22, sur lui-même de manière à ce qu'il se déplace radialement dans la couronne 34 jusqu'à ce que l'évidement 45,+, adjacent pratiqué dans la bague annulaire 44 se trouve au niveau du point de référence précédemment prédéterminé P, tel que visible sur la figure 5. Tel qu'illustré sur la figure 5, on positionne un deuxième rouleau 22,+, dans l'évidement 45,+, associé de la bague annulaire 44 de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire 60,+, du deuxième rouleau 22,+, se trouve en face du point de référence prédéterminé P. Tel qu'illustré sur la figure 6, on fait tourner ledit deuxième rouleau 22,+, sur lui-même de manière à ce qu'il se déplace radialement dans la couronne 34 jusqu'à ce que l'évidement 45,+2 adjacent pratiqué dans la bague annulaire 44 se trouve au niveau du point de référence prédéterminé P et on positionne un troisième rouleau 22,+2 dans l'évidement 45,+2 associé de la bague annulaire 44 de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire 60,+2 du troisième rouleau 22,+2 se trouve en face du point de référence prédéterminé P. On répète les étapes de mise en place et de rotation des rouleaux 22 pour chaque rouleau. Ainsi, il est possible d'avoir plusieurs montages possibles des rouleaux dans la couronne 34, 36 en fonction du point de référence déterminé dans la couronne 34. Tel qu'illustré sur les figures, les rouleaux sont positionnés de façon à ce que les moyens visuels de repérage angulaire 60 soient à chaque fois alignés avec le point de référence P sur la couronne 34 et radialement dirigée vers l'extérieur. En variante, la position des moyens visuels de repérage angulaire 60 par rapport au point de référence P sur la couronne 34 pourrait être définie de toute autre manière. Par exemple, les moyens visuels de repérage angulaire 60 peuvent être à chaque fois alignés avec le point de référence P sur la couronne 34, mais radialement dirigés vers l'intérieur, ou former un angle avec le point de référence P. Le mode de réalisation illustré sur la figure 7, dans lequel les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du mode de réalisation illustré sur les figures 4 à 6 par le fait que l'on utilise un outil de montage 70 afin de monter des rouleaux 22 dans la couronne 34 du mécanisme de vis à rouleaux 10. L' outil de montage 70 comprend un corps annulaire 72 comportant un perçage cylindrique traversant 72a présentant un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de l'écrou 18 et une pluralité d'évidements cylindriques traversants '74, répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel, i étant le nombre d'évidements cylindriques traversants 74 correspondant au nombre de rouleaux 22 compris entre 1 et n. L'outil de montage 70 comprend au niveau de chaque évidement cylindrique 74, un moyen visuel de repérage angulaire '76, pour chacun des rouleaux 22. Les rouleaux 22 sont montés dans la couronne 34 comme suit : On détermine un point de référence P sur la couronne 34. Après avoir déterminé le point de référence P, on positionne manuellement un premier rouleau 22, dans l'évidement 45, associé de la bague annulaire référencée 44 de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire 60 dudit premier rouleau 22, se trouve en face du point de référence prédéterminé P, i étant le nombre de rouleaux 22 et d'évidement 45 compris entre 1 et n. On fait ensuite tourner manuellement ledit premier rouleau 22, sur lui-même de manière à ce qu'il se déplace radialement dans la couronne 34 jusqu'à ce que l'évidement 45,+, adjacent pratiqué dans la bague annulaire 44 se trouve au niveau du point de référence précédemment prédéterminé P. Une fois le premier rouleau 22, monté dans la couronne 34, on positionne l'outil de montage 70 autour de l'écrou 18 de manière à ce que le moyen visuel de repérage angulaire '76 de l'outil de montage 70 se trouve dans la même position angulaire que le moyen visuel de repérage angulaire 60 du premier rouleau 22, et on positionne tous les autres rouleaux 22. dans les positions angulaires correspondant aux positions angulaires des moyens visuels de repérage angulaire 76f de l'outil de montage 70. Grace à l'invention, il est possible de monter facilement les rouleaux dans l'écrou grâce au moyen visuel de repérage angulaire pratiqué sur chacun des rouleaux. On obtient ainsi un procédé de montage permettant une indexation aisée des rouleaux dans l'écrou. REVENDICATIONS1. Mécanisme de vis à rouleaux comprenant une vis (12) comportant un filetage extérieur (16), un écrou (18) disposé autour et coaxialement à ladite vis (12), l'écrou (18) comportant un filetage intérieur (20), et une pluralité de rouleaux (22) identiques entre eux interposés entre ladite vis (12) et ledit écrou (18) et comportant chacun un filetage extérieur (24) en prise avec les filetages extérieur et intérieur (16, 20) de ladite vis (12) et dudit écrou (18), le filetage (24) de chaque rouleau (22) étant prolongé axialement à chaque extrémité par une denture (26, 28) qui est elle-même prolongée axialement par un tourillon cylindrique (30, 32) s'étendant vers l'extérieur, le mécanisme de vis à rouleaux (10) comprenant en outre deux couronnes annulaires (34, 36) fixées dans une partie non filetée de l'alésage de l'écrou (18) et comprenant chacune intérieurement une denture (38, 40) respectivement en prise avec la denture (26, 28) des rouleaux (22) et deux bagues annulaires (42, 44) montées chacune radialement entre la vis (12) et la couronne (34, 36) associée et comprenant une pluralité d'évidements cylindriques traversants (43, 45) répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et à l'intérieur desquels sont logés les tourillons (30, 32) des rouleaux (22), caractérisé en ce que chacun des rouleaux (22) comprend un moyen visuel de repérage angulaire (60, 62) permettant de placer les rouleaux (22) dans une des couronnes annulaires (34) par rapport à un point de référence prédéterminé (P) de ladite couronne (34) ou dudit écrou (18). 2. Mécanisme de vis à rouleaux selon la revendication 1, dans lequel le moyen visuel de repérage angulaire (60, 62) est réalisé en dehors du filetage (24). 3. Mécanisme de vis à rouleaux selon la revendication 2, dans lequel le moyen visuel de repérage angulaire (60, 62) est réalisé sur la surface radiale latérale (26a) ou la surface axiale cylindrique (26b) d'une des dentures (26). 4. Mécanisme de vis à rouleaux selon la revendication 2, dans lequel le moyen visuel de repérage angulaire (60, 62) est réalisé sur la surface radiale latérale (30a) ou la surface axiale cylindrique (30b) d'un des tourillons (30). 5. Mécanisme de vis à rouleaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen visuel de repérage angulaire (60, 62) est une déformation, un usinage ou un marquage. 6. Mécanisme de vis à rouleaux selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen visuel de repérage angulaire (60, 62) est réalisé avant le filetage du rouleau (22). 7. Outil de montage (70) capable de monter des rouleaux (22) dans un mécanisme de vis à rouleaux (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un corps annulaire (72) comportant un perçage cylindrique (72a) traversant présentant un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de l'écrou (18) et une pluralité d'évidements cylindriques (74) traversants répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et présentant chacun un moyen visuel de repérage angulaire (76) pour chacun des rouleaux (22). 8. Procédé de montage des rouleaux dans un mécanisme de vis à rouleaux (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel : - on détermine un point de référence (P) sur une des couronnes (34) ou sur l'écrou (18); - on positionne un premier rouleau (22,) dans l'évidement associé (45,) d'une des bagues annulaires (44) de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire (60,) du premier rouleau (22,) se trouve en face du point de référence prédéterminé (P); et - on fait tourner ledit premier rouleau (22,) sur lui-même jusqu'à ce que l'évidement adjacent (45,+1) pratiqué dans la bague annulaire (44) se trouve au niveau du point de référence prédéterminé (P). 9. Procédé de montage selon la revendication 8, dans lequel on positionne un deuxième rouleau (22,+1) dans l'évidement associé(45,+,) de la bague annulaire (45) de façon à ce que le moyen visuel de position angulaire (60,+,) du deuxième rouleau (22,+,) se trouve en face du point de référence prédéterminé (P); et - on fait tourner ledit deuxième rouleau (22 +1) sur lui-même jusqu'à ce que l'évidement adjacent (45,+2) pratiqué dans la bague annulaire (44) se trouve au niveau du point de référence prédéterminé (P) et on répète l'étape de mise en place et de rotation pour chacun des rouleaux (22e). 10. Procédé de montage selon les revendications 7 et 8, dans lequel, après avoir monté le premier rouleau (22,) dans la couronne (34), on positionne l'outil de montage (70) autour de l'écrou (18) de manière à ce qu'un moyen visuel de repérage angulaire (76,) de l'outil de montage (70) se trouve dans la même position angulaire que le moyen visuel de repérage angulaire (60,) du premier rouleau (22,) et on positionne tous les autres rouleaux (22) dans les positions angulaires correspondant aux positions angulaires des moyens visuels de repérage angulaire (76) de l'outil de montage (70).