FR2627247A1 - Accouplement a vis sans fin et noix filetee et recirculation de billes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un accouplement à vis sans fin et noix filetée et recirculation de billes. L'accouplement 1 comprend une vis sans fin 2 et une noix filetée 5 qui est définie par un corps cylindrique pourvu d'une rainure hélicodale interne 6, destinée à recevoir un certain nombre de billes 7 placées entre la vis 2 et la noix 5, ainsi que deux trous sensiblement radiaux 10 ayant chacun un diamètre supérieur à celui de la rainure hélicodale 6 et recevant chacun un tampon 11 pourvu d'un trou 36 dirigé vers la rainure 6; les deux tampons 11 sont reliés unitairement avec les extrémités opposées d'une attache 12 en forme de U qui est montée sur le côté extérieur de la noix 5 et qui est pourvue d'un canal de recirculation interne 9 reliant les trous 36 des tampons 11 l'un avec l'autre, une liaison avec l'extérieur étant établie par l'intermédiaire d'un trou radial 38 de chargement de billes.
Description
1i 2627247
La présente invention concerne un accouple-
ment à vis sans fin et noix filetée et recirculation
de billes.
Dans des accouplements connus du type mentionné ci-dessus, la noix filetée est usuellement définie par un corps cylindrique. comportant une rainure hélicoidale interne pour un certain nombre de billes placées entre la vis sans fin et la noix filetée et disposées côte à côte le long d'une partie donnée de ladite rainure, ainsi que le long d'un canal de recirculation s'étendant entre deux points
donnés de celle-ci.
Dans un premier type connu d'accouplement
à vis sans fin et noix filetée, le canal de recircu-
lation s'étend sur le côté extérieur de la noix filetée, chaque extrémité étant définie par un trou respectif orienté sensiblement transversalement par rapport à l'axe de la noix filetée et formé au travers
de cette noix en un point donné de la rainure hélicoi-
dale et sensiblement tangent à celle-ci, en permettant
ainsi aux billes de rouler le long de la rainure héli-
coidale jusque dans le trou d'entrée au canal de recirculation et de revenir en arrière au travers du trou de sortie de ce canal jusqu'au début de la
rainure hélicoïdale.
Ce type d'accouplement possède évidemment d'excellentes caractéristiques mécaniques, du fait que
les trous d'entrée et de sortie du canal de recircu-
lation sont parfaitement alignés avec les extrémités respectives du canal hélicoidal, ce qui établit une coincidence parfaite de la rainure avec le canal de recirculation et ce qui élimine pratiquement toute possibilité de coincement des billes. En outre, du fait qu'un nombre quelconque de spires de la rainure hélicoïdale peuvent être prévues entre les extrémités
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opposées du canal de recirculation, des accouplements connus de ce type peuvent commodément être conçus pour résister à toute charge axiale compatible avec la résistance mécanique de la vis sans fin et de la noix filetée. Malheureusement, le coût de fabrication relativement élevé d'accouplements de ce genre s'oppose à leur possibilité d'utilisation à grande échelle dans des produits fabriqués en série, du fait que les trous transversaux orientés tangentiellement à la rainure hélicoïdale à l'intérieur de la noix filetée nécessitent un usinage d'une précision
extrêmement.grande, des équipements conçus spéciale-
ment et une noix filetée relativement épaisse.
Pour remédier aux inconvénients économiques du type d'accouplement précité, on a mis au point un accouplement d'un second type dans lequel le canal de recirculation est placé à l'intérieur de la noix filetée et s'étend entre deux spires adjacentes de la rainure hélicoïdale. Dans ce type.d'accouplement, la noix filetée comporte au moins un trou radial
( usuellement deux) ayant un diamètre égal grossiè-
rement au double de la largeur de rainure hélicoïdale interne, et placé de façon à correspondre à deux spires adjacentes de cette rainure. Ce trou radial reçoit normalement un tampon, usuellement forme de matière plastique et dont l'extrémité intérieure comporte une partie de rainure correspondant aux deux spires adjacentes précitées. En service effectif, les billes roulent autour de la vis sans fin, en étant en contact l'une avec l'autre, le long de la spire s'étendant entre les extrémités opposées de la partie de rainure formée sur le tampon, puis le long de la partie de coïncidence proprement dite, pour revenir ensuite en arrière jusqu'au début de la spire
3 2627247
respective. Les avantages économiques de ce type d'accouplement par comparaison au premier type résultent évidemment de la simplicité avec laquelle le trou radial est formé au travers de la noix file- tée, et également du fait que le corps cylindrique de la noix filetée proprement dite peut être extrêmement mince et formé, par exemple, à partir d'une tôle
métallique laminée.
Bien que notablement moins coûteux à fabriquer que le premier type, ce type d'accouplement présente une résistance relativement petite à des charges axiales du fait qu'il comporte usuellement seulement deux trous et deux spires de roulement
( une pour chaque trou).
La présente invention a pour but de créer un accouplement à vis sans fin et noix filetée et recirculation de billes qui est conçu pour combiner les avantages des types précités d'accouplements tout
en éliminant simultanément leurs inconvénients.
Un autre but de la présente invention est de créer un accouplement à vis sans fin et noix filetée amélioré et apportant des perfectionnements
efficaces et de faible coût au second type d'accouple-
ment décrit ci-dessus, mais sans aucune modification
substantielle de la noix filetée proprement dite.
Avec ces objectifs en vue, il est créé, conformément à la présente invention, un accouplement à vis sans fin et noix filetée et recirculation de billes comprenant une vis sans fin; une première rainure hélicoïdale formée sur la surface extérieure de ladite vis; une noix filetée coaxiale à ladite vis; une seconde rainure hélicoïdale formée sur la surface intérieure de ladite noix filetée; un certain nombre de billes montées entre ladite vis sans fin et
4 2627247
ladite noix filetée de manière à rouler le long d'un parcours comprenant une voie hélicoïdale définie par
des parties respectives des deux rainures hélicoida-
les précitées, et un canal de recirculation s'étendant à l'extérieur de ladite noix filetée, entre les extrémités opposées de ladite voie hélicoïdale ladite noix filetée comportant au moins une paire de trous sensiblement radiaux, ayant chacun un diamètre supérieur à celui de ladite voie hélicoïdale et recevant chacun un tampon; caractérisé en ce que
chacun desdits tampons comporte un autre trou traver-
sant respectif communiquant avec ladite voie hélicoi-
dale; une attache en forme de U étant prévue sur le c6té extérieur de ladite noix filetée pour la liaison
des deux tampons précités, ledit canal de recircula-
tion s'étendant le long de ladite attache en forme de U, et les deux autres trous précités constituant des
parties extrêmes opposées dudit canal de recircula-
tion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la
description, donnée à titre d'exemple non limitatif,
en référence aux dessins annexes dans lesquels: la figure 1 représente en vue en coupe une première réalisation de l'accouplement à vis sans fin et noix filetée conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe faite selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 représente une vue latérale d'un détail.de la figure 1; la figure 4 représente une vue de dessous du détail de la figure 3; la figure 5 représente une vue éclatée du détail de la figure 3; la figure 6 représente une vue en plan d'une partie du
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détail de la figure 3; les figures 7 et 8 représentent des vues en coupe
respectives faites selon les lignes VII-VII et VIII-
VIII de la figure 5; la figure 9 représente une vue en plan d'un détail de la figure 1; la figure 10 représente une vue en coupe faite selon la ligne X-X de la figure 9; la figure 11 représente une vue en coupe semblable à celle de la figure 2 mais concernant une seconde réalisation de l'accouplement conforme à la présente invention; la figure 12 représente une vue latérale en partie éclatée d'un détail de la figure 11;
la figure 13 représente une vue éclatée et en perspec-
tive d'un détail de la figure 12; la figure 14 représente une vue en plan éclatée du détail de la figure 13; la figure 15 représente une vue de dessous éclatée du détail de la figure 13; la figure 16 représente une vue de dessous du détail de la figure 12; la figure 17 représente une vue en coupe faite selon la ligne XVII-XVII de la figure 12; les figures 18, 19, 20, 21 et 22 représentent respectivement des vues en coupe faites selon les lignes XVIII-XVIII, XIX-XIX, XX-XX, XXl-XX1 et
XXII-XXII de la figure 14.
La référence 1 désigne sur les figures 1 à 10 un accouplement à vis sans fin et noix filetée et recirculation de billes comprenant une vis sans fin 2 comportant une rainure hélicoïdale externe 3 et s'étendant au travers d'un trou central 4 ménagé dans
une noix cylindrique 5, coaxiale à la vis 2 et compor-
tant une seconde rainure hélicoidale interne 6.
6 2627247
L'accouplement 1 comprend également un certain nombre de billes 7 montées entre la vis 2 et la noix , de manière à rouler le long d'un parcours compre- nant une voie hélicoïdale 8 définie par des parties respectives des rainures hélicoïdales 3 et 6, ainsi
qu'un canal de recirculation 9 s'étendant à l'exté-
rieur de la noix 5 entre les extrémités opposées de la
voie hélicoidale 8.
La noix 5 comporte au moins une paire de trous sensiblement radiaux ( dont un seul est visible sur la figure 1), formés le long de la même ligne génératrice de la noix 5 et ayant chacun un diamètre sensiblement égal au double dt diamètre de la voie hélicoidale 8. Les deux trous radiaux 10 reçoivent
des tampons respectifs 11, qui sont tous deux soli-
daires d'une attache 12 en forme de U qui est montée sur le côté extérieur de la noix 5 et qui se compose d'un corps ayant sensiblement la forme d'un prisme rectangulaire allongé dont l'axe longitudinal est parallèle à l'axe de la noix 5. L'attache 12 en forme de U est définie extérieurement par une surface
convexe 13 sensiblement parallèle à la surface exté-
rieure de la noix 5 et elle est définie à ses extré-
mités opposées par deux nervures 14, chacune placée dans un trou respectif 10. Du côté dirigé vers la noix 5, l'attache 12 en forme de U est définie par une surface plane 15 en contact avec une face plane 16 de la vis sans fin 5 et de laquelle font saillie
perpendiculairement des tampons 11.
Comme indiqué en particulier sur les figures 3, 4 et 5, l'attache 12 en forme de U est divisée par une fente axiale 17 passant par l'axe des tampons 11 en deux corps identiques 18 qui sont reliés. Le long de la fente 17, chacun des corps 18 comporte une surface plane 19 qui est pourvue, d'un
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côté, d'une broche 20 orientée perpendiculairement à la surface 19 et qui est placée sur une première
desdites nervures 14 et il est prévu de l'autre côté -
un trou borgne 21 placé sur l'autre nervure 14 et agencé de manière à recevoir une broche 20 par un
emmanchement serré.
Lorsque les corps 18 sont montés ensemble de telle sorte que les surfaces respectives 19 se touchent mutuellement, la broche 20 de chaque corps 18 s'engage dans le trou 21 de l'autre corps ( figure 5) de façon à rendre lesdits corps 18 solidaires l'un de l'autre et à former ainsi une attache 12 en forme de U. Comme cela a déjà été précisé, la fente 17 divise chaque tampon 11 diamétralement en deux moitiés 22, 23 qui sont définies, à leurs extrémités libres respectives, par des surfaces demi-circulaires respectives 24, 25, coplanaires avec la surface
intérieure du trou 4 o la rainure 6 est formée.
Sur une première partie intérieure de la surface 24 de chaque demi-tampon 22 dirigée vers l'autre tampon 11, il est prévu une partie de rainure 26 constituant une prolongation d'une spire 27 de la rainure 6 qui est interrompue par un trou 10. Sur une partie intérieure correspondante de chaque surface 25 du demi-tampon 23, il est prévu une autre partie de rainure 28 constituant une prolongation de la spire 27 et de la partie correspondante 26. Chaque paire de parties adjacentes 26 et 28 permet par conséquent de
maintenir la continuité de la spire 27 transversale-
ment au trou respectif 10. Sur une partie extérieure de chaque surface 24, une partie de rainure 29 est formée parallèlement à la partie respective 26 et elle constitue une prolongation de la spire 30 de la rainure 6 interrompue par le trou 10 et placée vers
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l'extérieur de, et dans une position adjacente à, la spire respective 27. Du fait de la prévision des parties 29, les parties extrêmes extérieures des demi-tampons respectifs 23 définissent deux saillies 31 interrompant la continuité des spires respectives et définissant les extrémités opposées de la voie 8. Comme indiqué en particulier sur la figure , les surfaces de contact 19 comportent des rainures respectives 32 sensiblement en forme de U et dont les côtés concaves respectifs sont dirigés vers la noix et définissent un canal de recirculation 9. De façon plus détaillée, chaque rainure 32 comprend une partie intermédiaire 33 s'étendant le long de l'attache 12 en forme de U et deux parties extrêmes 34, 35 s'étendant le long des demi-tampons 22, 23 et se terminant respectivement à l'extrémité de la partie de rainure 26 et à l'extrémité de la saillie 31. En coopération avec la partie extrême respective 35 s'étendant sur le côté intérieur du tampon 11, chaque partie extrême 34 définit un trou 36 communiquant avec la voie 8 et constituant une partie extrême du canal de recirculation 9. Comme indiqué, en particulier sur les figures 1 et 3, lesdits trous 36 sont inclinés dans des directions opposées par rapport au plan de la fente 17 de manière à faire coïncider uniformément la voie 8 avec une partie intermédiaire 37 du canal de recirculation
9 définie par les parties 33 des rainures correspon-
dantes 32.
Il est prévu au travers de la surface 13 de l'attache 12 en forme de U, et à mi-distance entre les nervures 14, un trou 38 sensiblement radial qui est formé pour permettre une communication externe avec la partie intermédiaire 37 du canal de recirculation
9 et pour constituer un trou radial pour le charge-
ment des billes 7. Comme le montre la figure 1, l'attache 12 en forme de U est pourvue extérieurement d'un couvercle 39 sensiblement en forme de U et dont le côté concave est dirigé vers la noix filetée 5, ce couvercle comprenant une partie centrale 40 située entre les nervures 14, une surface de contact 13 et un appendice interne central constituant un tampon
amovible 41 pour le trou 38.
Comme le montrent les figures 1 et 10, il est prévu sur la surface extrême libre du tampon 41, une partie de rainure 42 formée de manière à coopérer avec des parties intermédiaires 33 des rainures 32 afin de définir une partie intermédiaire
37 du canal de recirculation 9.
Le couvercle 39 comprend également deux bras latéraux opposés 43 entrant en contact avec les surfaces latérales de l'attache 12 en forme de U et pourvus chacun d'un rebord extrême plat 44 qui est maintenu en contact avec la partie 16 par une bague
fendue de retenue 45 placée autour de la noix 5.
Il est clair par conséquent que, après que les billes se sont déplacées le long du canal de recirculation 9, elles roulent à l'intérieur de la noix filetée 5 en traversant un des trous 36 et elles roulent ensuite sur toute la longueur de la voie hélicoïdale 8 s'étendant entre les deux spires extrêmes 30. En d'autres termes, dans l'accouplement 1 décrit ci- dessus, la longueur de la voie 8 n'est pas limitée à une spire ( moitié de chacune des spires 27 et 30) interrompue par le trou 10, comme dans les accouplements connus, mais elle s'étend dans toutes les spires entre les deux trous 36, ainsi que dans les
deux spires extrêmes interrompues par les trous 36.
1o 0lo 2627247 Les figures 11 à 22 représentent un accouplement 46 semblable à l'accouplement 1 et dont les composants sont désignés, à chaque fois que cela
est possible, par les mêmes références numériques.
L'accouplement 46 est une version simpli- fiée de l'accouplement 1, o une voie hélicoïdale 8 pour des billes 7 s'étend uniquement dans les spires situées entre les trous 36, mais non, comme dans le
premier cas, dans les deux spires extrêmes interrom-
pues par les trous 10. L'accouplement 46 comprend une attache 47 en forme de U, qui diffère de l'attache 12 de l'accouplement 1 par le fait que la partie de rainure prévue sur la surface extrême de chacun des tampons 11 se compose d'une partie de rainure 26 associée au demi-tampon 22 respectif tandis que les deux demi-tampons 23 définissent deux
saillies 48 interrompant des spires respectives 27.
Des trous 36 prévus sur l'attache 47 en forme de U débouchent évidemment aux extrémités des
parties de rainures 36 respectives.
Comme le montre en particulier la figure 12, l'attache 47 en forme de U est fixée directement sur la noix filetée 5 et non, comme dans le cas de l'attache 12, avec interposition du couvercle 39. Dans ce but, une ailette 49 s'étend vers l'extérieur à partir de chaque corps 18 de l'attache 47 en forme de U et elle est emboftée autour d'une partie de la noix afin de fixer solidement l'attache 47 en forme de U
sur celle-ci.
De nombreux systèmes peuvent évidemment être utilisés pour la fixation des attaches en forme de U 12 et 47 sur la noix 5 et pour obturer le trou 38
de chargement de billes. Les systèmes décrits en rela-
tion avec l'accouplement 1 peuvent aussi être utilisés
pour l'accouplement 46, et inversement.
Claims (8)
1. Accouplement à vis sans fin et noix filetée et recirculation de billes (1)(46), comprenant
une vis sans fin (2); une première rainure hélicoi-
dale (3) formée sur la surface extérieure de ladite vis sans fin (2); une noix filetée (5) coaxiale à ladite vis sans fin (2); une seconde rainure hélicoïdale (6) formée dans la surface intérieure (4) de ladite noix (5); un certain nombre de billes (7) montées entre ladite vis sans fin (2) et ladite noix filetée (5) de manière à rouler le long d'un parcours comprenant une voie hélicoidale (8) définie
par des parties respectives des deux rainures hélicoi-
dales précitées (3, 6), et un canal de recirculation (9) s'étendant sur le côté extérieur de ladite noix (5), entre les extrémités opposées de ladite voie hélicoïdale (8); ladite noix (5) comportant au moins une paire de trous sensiblement radiaux (10), ayant chacun un diamètre supérieur à celui de ladite voie hélicoidale (8) et recevant chacun un tampon (11); caractérisé en ce que chacun desdits tampons (11) comporte un autre trou traversant respectif (36) communiquant avec ladite voie hélicoidale (8); une attache en forme de U (12)(47) étant prévue sur le côté extérieur de ladite noix (5) pour relier les
deux tampons précités (11), ledit canal de recircula-
tion (9) s'étendant le long de ladite attache en forme de U (12)(47), et les deux autres trous précités (36) constituant des parties extrêmes opposées dudit
canal de recirculation (9).
2. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits trous sensiblement radiaux (10) a un diamètre égal grossièrement au double de celui de ladite voie hélicoïdale (8) et est formé au travers de ladite noix filetée (5) de manière à
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interrompre une première et une seconde spire adjacente (27, 30) de ladite seconde rainure hélicoïdale (6); ledit autre trou radial (36) du tampon respectif (11) débouchant dans une des deux spires adjacentes précitées (27, 30).
3. Accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première spire (27) est placée entre ladite seconde spire (30) et le second desdits trous radiaux précités (10); ledit autre trou (36) étant formé au travers dudit tampon
(11) dans ladite première spire (27).
4. Accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première spire (27) est placée entre ladite seconde spire (30) et le second desdits trous radiaux (10); ledit autre trou (36) étant formé au travers dudit tampon (11) dans ladite seconde spire (30), et une partie de rainure (27, 28) étant formée sur ledit tampon (11) pour maintenir la continuité de ladite première spire
(27).
5. Accouplement selon une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un trou
(38) de chargement desdites billes (7) est formé au travers de ladite attache en forme de U (12)(47) pour permettre une communication externe avec ledit canal de recirculation (9).; un moyen de recouvrement amovible (39) étant prévu pour la fermeture dudit
trou de chargement (38).
6. Accouplement selon une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite
attache en forme de U (12)(47) est divisée en deux corps identiques (18) par une fente axiale (17) passant par l'axe desdits tampons (11); chacun desdits corps (18) présentant une surface plane (19) le long de ladite fente (17); un premier et un second moyen de liaison (20, 21) étant prévu sur lesdites surfaces planes (19) placées en regard l'une de l'autre pour relier les deux corps précités (18)
d'une manière amovible.
7. Accouplement selon une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il
comprend également des moyens (45)(49) pour fixer ladite attache en forme de U (12)(47) sur ladite noix
filetée (5).
8. Accouplement selon une des revendications
et 7, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation (45) s'accroche sur ledit moyen de recouvrement (39).
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| FR2627247B1 FR2627247B1 (fr) | 1995-03-17 |
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