FR2564552A1

FR2564552A1 - Device with a worm made from hard metal and fixed on a shaft.

Info

Publication number: FR2564552A1
Application number: FR8407554A
Authority: FR
Inventors: Masakazu Matumoto
Original assignee: Nikken Kosakusho Works Ltd
Current assignee: Nikken Kosakusho Works Ltd
Priority date: 1984-05-12
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1985-11-22
Also published as: GB2158546A; DE3417860C2; DE3417860A1; FR2564552B1; GB8412187D0; GB2158546B

Abstract

The invention relates to a worm device. This assembly comprises two coaxial shaft 3, 4 enclosing a cylindrical worm 2, the centre of the end of the shaft 3 comprising a bolt 5 which is inserted snugly in the internal perimeter 10 of the worm and projects towards the second shaft 4 whose end comprises, in its centre, a tapped hole 8 in which the threaded portion 7 of the bolt is screwed, the worm 2 being rotationally locked relative to the two shafts. Application especially to indexing devices for machine tools.

Description

"Dispositif à vis sans fin en métal dur fixée sur un arbre" La présente"Hard metal worm gear attached to a shaft" The present

invention concerne un dispositif à vis sans fin comportant une vis sans fin et un arbre The invention relates to a worm device comprising a worm screw and a shaft.

fixé rigidement à cette dernière. rigidly attached to the latter.

Habituellement certaines vis sans fin utilisées dans des dispositifs d'indexage de machines-outils sont constituées par un carbure fritté ou en un autre métal dur Usually certain worms used in machine tool indexing devices are made of sintered carbide or another hard metal

de manière à empêcher toute usure des surfaces des dents. so as to prevent wear on the tooth surfaces.

Cependant, étant donné que les vis sans fin classiques sont réalisées d'un seul tenant avec l'arbre en utilisant un However, since conventional worms are made in one piece with the shaft using a

même matériau, les vis sans fin constituées par un car- same material, the endless screws constituted by a

bure fritté sont très onéreuses étant donné qu'il est né- sintered bure are very expensive since it was born

cessaire d'utiliser le carbure fritté onéreux en tant que matériau de l'arbre, qui ne nécessite pas d'être fabriqué stop using expensive sintered carbide as a shaft material, which does not need to be manufactured

avec le carbure fritté.with sintered carbide.

C'est pourquoi un but de la présente invention This is why an object of the present invention

est de fournir une vis sans fin et un arbre, qui soient in- is to provide a worm and a shaft, which are in-

dépendants l'un de l'autre et soient fixés l'un à l'autre dependent on each other and be fixed to each other

par un boulon ou par d'autres moyens. by a bolt or by other means.

Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif à vis sans fin caractérisé en ce qu'il comporte un premier arbre, un secon arbre coaxial au premier et une vis sans fin cylindrique constituée en un This problem is solved in accordance with the invention using a worm device characterized in that it comprises a first shaft, a second shaft coaxial with the first and a cylindrical worm made up of a

métal dur et disposée entre les deux arbres, que ledit pre- hard metal and placed between the two shafts, that said pre-

mier arbre comporte, au centre de son extrémité un boulon qui est étroitement inséré dans le pourtour intérieur de la vis sans fin et fait saillie en direction du second arbre, mier shaft has, at the center of its end a bolt which is tightly inserted in the inner periphery of the worm and protrudes towards the second shaft,

que ledit second arbre comporte au centre de son extrémité. that said second shaft has at the center of its end.

un trou taraudé dans lequel une partie filetée du boulon est fixée, et que ladite vis sans fin est fixée avec blocage a threaded hole in which a threaded part of the bolt is fixed, and that said worm is fixed with blocking

en rotation sur les deux arbres.rotating on the two shafts.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré- Other features and advantages of the pre-

sente invention ressortiront de la description donnée ci- sente invention will emerge from the description given below

après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'une forme de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de la présente invention; et la figure 3 est une vue en coupe d'une autre after reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention; Figure 2 is a sectional view of another embodiment of the present invention; and Figure 3 is a sectional view of another

forme de réalisation de la présente invention. embodiment of the present invention.

En se référant à la figure 1, on voit qu'une vis sans fin cylindrique 2 possédant une surface dentée 1 analogue à un filetage est disposée entre deux arbres coaxiaux 3 et 4. Les deux arbres 3 et 4 sont constitués Referring to Figure 1, we see that a cylindrical worm 2 having a toothed surface 1 similar to a thread is disposed between two coaxial shafts 3 and 4. The two shafts 3 and 4 are formed

par de l'acier bien connu ou par tout autre matériau d'u- by well known steel or by any other material of u

tilisation générale et sont portés par des paliers (non general use and are carried by bearings (not

représentés). L'arbre 3 comporte un boulon coaxial 5 fai- represented). The shaft 3 has a coaxial bolt 5 made

sant saillie en direction de l'arbre 4, dont la surface d'extrémité 15 comporte, en son centre, un trou taraudé 8 prévu pour le boulon 5. Une vis 7 est formée uniquement protruding towards the shaft 4, the end surface 15 of which has, at its center, a tapped hole 8 provided for the bolt 5. A screw 7 is formed only

sur la partie d'extrémité du boulon 5, cest-à-dire en d'au- on the end part of the bolt 5, that is to say at the other

tres termes uniquement dans la partie qui est introduite dans le trou 8. L'autre partie 9, qui n'est pas filetée, du boulon 5 possède une surface périphérique complètement very terms only in the part which is introduced into the hole 8. The other part 9, which is not threaded, of the bolt 5 has a completely peripheral surface

cylindrique 9'. La vis sans fin 2 est constituée en un mé- cylindrical 9 '. The worm 2 consists of a metal

tal dur, tel qu'un carbure fritté ou analogue. La vis sans tal tal, such as a sintered carbide or the like. The screw without

fin 2 est insérée étroitement au niveau de son pourtour in- end 2 is inserted tightly around its perimeter

térieur 10 sur le pourtour extérieur 9' et est repoussée, au niveau de ses deux surfaces d'extrémité 11 et 12, contre les surfaces d'extrémité 14 et 15 par la force de serrage 10 on the outer periphery 9 'and is pushed, at its two end surfaces 11 and 12, against the end surfaces 14 and 15 by the clamping force

du boulon 5. Un épaulement annulaire 16 entourant l'ouver- of the bolt 5. An annular shoulder 16 surrounding the opening

ture du trou taraudé 8 est formé d'un seul tenant sur la surface d'extrêmité 15 de l'arbre 4. L'épaulement 16 est ture of the tapped hole 8 is formed integrally on the end surface 15 of the shaft 4. The shoulder 16 is

étroitement ajusté dans un renfoncement annulaire 17 mé- tightly fitted in a 17 m annular recess

nagé sur la surface d'extrémité 12. L'arbre 3 comporte swam on the end surface 12. The shaft 3 has

également, au niveau de la surface d'extrémité 14, un épau- also, at the end surface 14, a shoulder

lement annulaire 18 s'étendant intégralement autour du bou- annular 18 extending fully around the ball

lon 5. L'épaulement 18 est étroitement ajusté dans un ren- lon 5. The shoulder 18 is tightly adjusted in a

foncement annulaire 19 ménagé dans la surface d'extrémité 11. Bien que ceci ne soit pas représenté, les surfaces d'extrémité 11 et 14 ainsi que les surfaces d'extrémité 12 et 15 sont fixées l'une à l'autre par brasage. La référence désigne une roue à vis sans fin engrenant avec la vis sans fin 2. Dans les structures ci-dessus la vis sans fin 2 est fixée aux deux arbres 3 et 4 au moyen du boulon 5 et par brasage. C'est pourquoi le boulon 5 n'est pas lache et fundamentally annular 19 formed in the end surface 11. Although this is not shown, the end surfaces 11 and 14 as well as the end surfaces 12 and 15 are fixed to each other by brazing. The reference designates a worm wheel meshing with the worm 2. In the above structures the worm 2 is fixed to the two shafts 3 and 4 by means of the bolt 5 and by brazing. This is why bolt 5 is not loose and

aucun espace n'est formé entre la vis sans fin 2 et les ar- no space is formed between the worm 2 and the ar-

bres 3 et 4, ce qui empêche la vis sans fin 2 de subir des secousses et de s'écarter de sa position. En outre étant bres 3 and 4, which prevents the worm 2 from being shaken and deviating from its position. Further being

donné que la vis sans fin 2 et les arbres 3 et 4 sont ajus- given that the worm 2 and the shafts 3 and 4 are adjusted

tés les uns aux autres au niveau des renfoncements 17 et 19 et des épaulements 16 et 18, la vis sans fin 2 et les arbres 3 et 4 sont positionnés coaxialement les uns par rapport aux autres avec une grande précision. Etant donné que la vis sans fin 2 est fixée aux arbres 3 et 4 à l'aide du boulon 5 inséré dans la vis sans fin 2, il est possible d'obtenir tees to each other at the recesses 17 and 19 and the shoulders 16 and 18, the worm 2 and the shafts 3 and 4 are positioned coaxially with respect to each other with great precision. Since the worm 2 is fixed to the shafts 3 and 4 with the bolt 5 inserted in the worm 2, it is possible to obtain

une solidité élevée, c'est-à-dire une résistance à la pres- high strength, i.e. resistance to pressure

sion, par rapport à toute force de flexion radiale, ainsi sion, with respect to any radial bending force, as well

que toute force d'étirage et de compression radiale appli- that any stretching and radial compression force applied

quée à la vis sans fin 2. Etant donné que les surfaces d'ex- as the worm 2. Since the surfaces of ex-

trêmité 11 et 14 ainsi que les surfaces d'extrémité 12 et sont brasées les unes aux autres respectivement, il est hopper 11 and 14 as well as the end surfaces 12 and are brazed to each other respectively, it is

également possible d'obtenir une solidité suffisante, c'est- also possible to obtain a sufficient solidity, that is

à-dire une résistance suffisante à la pression par rapport à la force de rotation relative entre les arbres 3 et 4 et i.e. sufficient resistance to pressure with respect to the relative rotational force between shafts 3 and 4 and

la vis sans fin 2.the worm 2.

Conformément à l'invention, comme indiqué précé- In accordance with the invention, as indicated above

demment, la vis sans fin cylindrique 2 est montée autour du boulon 5 prévu au centre de l'arbre 3. Le boulon 5 est vissé dans le trou taraudé 8 ménagé dans l'autre arbre 4 de manière à bloquer coaxialement les arbres 3 et 4 l'un par rapport à l'autre. La vis sans fin 2 et les arbres 3 et 4 sont fixés avec blocage en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen du brasage ou analoque. Comme cela ressort de ce qui précède, étant donné que la vis sans fin 2 est constituée par la partie indépendante, seule la vis sans fin 2 peut être constituée avec le métal dur, ce qui réduit le coût de fabrication par rapport à la structure classique possédant une partie d'arbre d'un seul tenant constituée par le métal dur. Bien que la vis sans fin 2 et les arbres 3 et 4 soient constitués par des pièces indépendantes, ils peuvent être fixés ensemble de manière extrêmement solide demment, the cylindrical worm 2 is mounted around the bolt 5 provided in the center of the shaft 3. The bolt 5 is screwed into the threaded hole 8 formed in the other shaft 4 so as to coaxially block the shafts 3 and 4 relative to each other. The worm 2 and the shafts 3 and 4 are fixed with rotation lock relative to each other by means of brazing or analog. As is apparent from the above, since the worm 2 is formed by the independent part, only the worm 2 can be formed with the hard metal, which reduces the manufacturing cost compared to the conventional structure having a solid part of a shaft formed by hard metal. Although the worm 2 and the shafts 3 and 4 are independent parts, they can be fixed together in an extremely solid way

et précise.and precise.

Selon des variantes de l'invention, les épau- According to variants of the invention, the shoulders

lement annulaires étagés 16 et 18 ainsi que les renfonce- annularly stepped 16 and 18 as well as the

ments 17 et 19 peuvent être supprimes comme cela est repré- items 17 and 19 can be deleted as shown

senté sur les figures 2 et 3.felt in Figures 2 and 3.

En référence à la figure 2, on voit que le boulon est muni d'une longue partie non filetée 9 possédant un Referring to Figure 2, we see that the bolt is provided with a long unthreaded part 9 having a

diamètre important et dUne partie filetée 7a de faible dia- large diameter and a threaded part 7a of small diameter

mètre faisant saillie à partir de l'extrémité de la partie 9. L'extrémité de la partie 9 est insérée étroitement dans une partie non filetée de gros diamètre d'un trou 8, et la partie filetée 7a est vissée dans une partie taraudée 8a meter protruding from the end of part 9. The end of part 9 is inserted tightly into an unthreaded part with a large diameter of a hole 8, and the threaded part 7a is screwed into a tapped part 8a

du trou 8.of hole 8.

En se référant à la figure 3, on voit que les arbres 3 et 4 comportent des épaulements coniques 16a et Referring to FIG. 3, it can be seen that the shafts 3 and 4 have conical shoulders 16a and

18a comportant une surface extérieure périphérique conique. 18a having a conical peripheral outer surface.

La vis sans fin 2 est munie de renfoncements coniques 17a et 19a comportant des surfaces périphériques intérieures coniques, sur lesquelles les épaulements 1& et 18a sont The worm 2 is provided with conical recesses 17a and 19a having conical interior peripheral surfaces, on which the shoulders 1 & and 18a are

étroitement ajustés. Une surface d'extrémité 12 et la sur- tightly adjusted. An end surface 12 and the surface

face périphérique de l'épaulement 16a comportent une gorge peripheral face of the shoulder 16a have a groove

21 permettant un échappement de l'air. 21 allowing air to escape.

Au lieu ou en plus du brasage, du soudage ou-du cal- Instead of or in addition to soldering, welding or cal-

fatage, il est possible d'utiliser une clavette ou analogue afin d'empêcher une rotation relative de la vis sans fin 2 fatage, it is possible to use a key or the like in order to prevent relative rotation of the worm 2

et des arbres 3 et 4.and trees 3 and 4.

La vis sans fin 2 des figures 1 et 2 possède es- The worm gear 2 of Figures 1 and 2 has es-

sentiellement le même diamètre que les arbres 3 et 4 et la vis sans fin 2 de la figure 3 possède un diamètre supérieur à celui des arbres 3 et 4. Cependant la présente invention peut être appliquée aux structures dans lesquelles une vis sans fin possède un diamètre légèrement inférieur à celui substantially the same diameter as the shafts 3 and 4 and the worm 2 of FIG. 3 has a diameter greater than that of the shafts 3 and 4. However, the present invention can be applied to structures in which a worm has a diameter slightly lower than

des arbres.trees.

Bien que la présente invention ait été décrite dans sa forme préférée, correspondant à un certain degré de particularité, il faut comprendre que les détails de construction peuvent être modifiés et que la combinaison et l'agencement des pièces peuvent être modifiés sans pour Although the present invention has been described in its preferred form, corresponding to a certain degree of particularity, it should be understood that the construction details can be changed and that the combination and arrangement of the parts can be changed without

autant sortir du cadre de la présente invention. as well depart from the scope of the present invention.

Claims

1. Worm screw device characterized in that it comprises a first shaft (3), a second shaft (4) coaxial

to the first shaft and a cylindrical worm (2) cons-

made of hard metal and placed between the two shafts (3,4), that the first shaft (3) has, at the center of its end, a bolt (5) which is inserted tightly around the inner circumference (10) of the worm (2) and projects towards the second shaft (4), that said second shaft (4) has, at the center of its end, a tapped hole (8) in which a threaded part (7) of the bolt is screwed, and that said worm (2) is fixed with

locking in rotation on the two shafts (3,4).

2. Worm screw device according to the claim

tion 1, characterized in that said bolt (5) has a cylindrical outer peripheral surface (9), which is not threaded and is inserted essentially completely and tightly in the worm (2), which the worm has at its ends of annular recesses (17, 19) and that the two shafts (3,4) have annular shoulders (16,18) respectively inserted closely into

said recesses.

3. A worm device according to claim 1, characterized in that said bolt (5) comprises a part (9) which is not threaded and which has a large diameter and a threaded part (7a) of small diameter projecting

from the end of the part which is not threaded

and that said threaded hole (8) has a small diameter part (8a), in which the threaded part (7a) is

screwed, and a large diameter part (8 ') which is not ta-

threaded and fitted tightly on the unthreaded part

of the bolt (5).

4. A worm screw device according to claim 1, characterized in that said worm screw (2) has, on the inner edges (17a, 19a) of its ends,

conical surfaces and that the two shafts (3,4) have

try narrow conical shoulders (16a, 18a) inserted

in the recesses formed at the level of said

interior edges.

5. A worm device according to claim 1, characterized in that said shafts (3,4) are made of conventional steel.