FR2790811A1

FR2790811A1 - SCREW-NUT DEVICE WITH ROLLING ELEMENTS INTERPOSED BETWEEN THEM

Info

Publication number: FR2790811A1
Application number: FR9902829A
Authority: FR
Inventors: Daniel Lemaire; Frederic Girard; Jean Claude Roelandt; Lennart Disborg; Niclas Rosberg
Original assignee: Transrol SAS
Current assignee: Transrol SAS
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2000-09-15
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: FR2790811B1; TW445352B; WO2000053957A1

Abstract

Dispositif vis-écrou à roulement, comprenant une vis, un écrou et des éléments roulants interposés entre les filets de la vis et de l'écrou, comprenant en outre un dispositif hydraulique (7a) entourant ledit écrou (22) et contenant dans une chambre (12) un fluide, ce dispositif hydraulique comprenant des moyens (16) permettant de faire varier la pression dudit fluide de manière à faire varier les conditions de contact desdits éléments roulants (6) avec la vis (2) et l'écrou (22) en faisant varier le diamètre intérieur de cet écrou.Rolling screw-nut device, comprising a screw, a nut and rolling elements interposed between the threads of the screw and the nut, further comprising a hydraulic device (7a) surrounding said nut (22) and containing in a chamber (12) a fluid, this hydraulic device comprising means (16) making it possible to vary the pressure of said fluid so as to vary the conditions of contact of said rolling elements (6) with the screw (2) and the nut (22 ) by varying the inside diameter of this nut.

Description

1 "Dispositif vis-écrou à éléments roulants interposés entre eux" La1 "Screw-nut device with rolling elements interposed between them" La

présente invention présente un dispositif vis-écrou à present invention presents a screw-nut device with

éléments roulants interposés entre les filets de la vis et ceux de l'écrou. rolling elements interposed between the threads of the screw and those of the nut.

De tels dispositifs sont déjà connus et existent soit avec un jeu mécanique entre la vis et l'écrou soit avec une précharge ou une annulation de jeu entre ces derniers, qui sont réalisés jusqu'à maintenant Such devices are already known and exist either with a mechanical clearance between the screw and the nut or with a preload or a clearance clearance between the latter, which have been achieved up to now

de la manière suivante.as follows.

Selon une première variante de réalisation connue, on propose d'adapter le diamètre des éléments roulants au jeu mécanique ou à la précharge que l'on souhaite obtenir. Cependant, si l'on souhaite modifier ces conditions, on est obligé de séparer la vis de l'écrou pour enlever les éléments roulants et mettre à leur place des éléments roulants de According to a first known variant, it is proposed to adapt the diameter of the rolling elements to the mechanical play or to the preload which it is desired to obtain. However, if you wish to modify these conditions, you are obliged to separate the screw from the nut to remove the rolling elements and put rolling elements in their place.

diamètres différents.different diameters.

Dans une autre réalisation connue, on propose de réduire le diamètre primitif de l'écrou. La piste de roulement des éléments roulants dans l'écrou est alors interrompue par une fente permettant de faciliter la déformation de cet écrou. Cette solution présente l'inconvénient de provoquer une concentration de charges accélérant les In another known embodiment, it is proposed to reduce the original diameter of the nut. The rolling track of the rolling elements in the nut is then interrupted by a slot making it possible to facilitate the deformation of this nut. This solution has the disadvantage of causing a concentration of charges accelerating the

phénomènes de fatigue.fatigue phenomena.

Dans une autre réalisation proposée, l'écrou est divisé en deux tronçons réglables axialement l'un par rapport à l'autre. Ainsi, les éléments roulants sont en contact avec des flancs différents des filets lorsque l'on compare l'un et l'autre des deux tronçons. Un tel écrou doit cependant comporter un circuit d'éléments roulants indépendants pour chacun des deux tronçons pour éviter des irrégularités de frottement interne qui se produiraient au passage des billes dans la zone de In another proposed embodiment, the nut is divided into two sections which can be adjusted axially with respect to each other. Thus, the rolling elements are in contact with different sides of the threads when comparing one and the other of the two sections. Such a nut must, however, include a circuit of independent rolling elements for each of the two sections to avoid irregularities in internal friction which would occur when the balls pass through the

transition entre les deux tronçons. transition between the two sections.

Selon une autre disposition connue, les filets de l'écrou présentent un déphasage central réalisé au cours de l'usinage. Dans ce cas, l'écrou doit également comporter des circuits indépendants According to another known arrangement, the threads of the nut have a central phase shift produced during machining. In this case, the nut must also have independent circuits

d'éléments roulants pour chaque côté de l'écrou. rolling elements for each side of the nut.

La présente invention a pour but d'améliorer la réalisation et The object of the present invention is to improve the production and

l'utilisation des dispositifs vis-écrou à éléments roulants interposés. the use of screw-nut devices with interposed rolling elements.

1 Le dispositif selon l'invention vis-écrou comprend une vis, un écrou et des éléments roulants interposés entre les filets de la vis et de l'écrou. Selon l'invention, ce dispositif comprend en outre un dispositif hydraulique entourant ledit écrou et contenant dans une chambre un fluide, ce dispositif hydraulique comprenant des moyens permettant de faire varier la pression dudit fluide de manière à faire varier les conditions de contact desdits éléments roulants avec la vis et 1 The device according to the invention screw-nut comprises a screw, a nut and rolling elements interposed between the threads of the screw and the nut. According to the invention, this device further comprises a hydraulic device surrounding said nut and containing a fluid in a chamber, this hydraulic device comprising means making it possible to vary the pressure of said fluid so as to vary the contact conditions of said rolling elements with the screw and

l'écrou en faisant varier le diamètre intérieur de cet écrou. the nut by varying the inside diameter of this nut.

Selon l'invention, le dispositif hydraulique précité comprend de préférence deux parties concentriques entre lesquelles est formée ladite chambre contenant ledit fluide, ainsi que des moyens pour According to the invention, the aforementioned hydraulic device preferably comprises two concentric parts between which is formed said chamber containing said fluid, as well as means for

solidariser de façon étanche lesdites parties concentriques. securing said concentric parts in a sealed manner.

Selon une variante de l'invention, la partie intérieure du dispositif hydraulique précité peut avantageusement être constituée par According to a variant of the invention, the interior part of the aforementioned hydraulic device can advantageously be constituted by

ledit écrou.said nut.

Selon une autre variante de l'invention, la partie intérieure du dispositif hydraulique précité peut avantageusement être constituée par According to another variant of the invention, the inner part of the aforementioned hydraulic device can advantageously be constituted by

une bague entourant ledit écrou.a ring surrounding said nut.

Selon l'invention, lesdites parties concentriques peuvent être According to the invention, said concentric parts can be

assemblées par soudage, collage ou à l'aide de vis d'assemblage. assembled by welding, gluing or using assembly screws.

solidarisées par des vis d'assemblage ou vissées entre elles. secured by assembly screws or screwed together.

Selon l'invention, des joints d'étanchéité de ladite chambre According to the invention, seals of said chamber

peuvent être disposés entre lesdites parties concentriques. can be arranged between said concentric parts.

Selon l'invention, le dispositif hydraulique précité peut être équipé d'une vis de réglage permettant de faire varier la pression du According to the invention, the aforementioned hydraulic device can be equipped with an adjusting screw making it possible to vary the pressure of the

fluide dans ladite chambre.fluid in said chamber.

Selon l'invention, le dispositif hydraulique précité peut être équipé de moyens permettant de relier ladite chambre à une source de According to the invention, the aforementioned hydraulic device can be equipped with means making it possible to connect said chamber to a source of

pression extérieure réglable.adjustable external pressure.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs visécrou à roulement, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel 1 - la figure 1 représente une demi-coupe longitudinale d'une première variante d'exécution du dispositif vis-écrou selon la présente invention; - la figure 2 représente une seconde variante de réalisation d'un dispositif vis- écrou selon la présente invention; la figure 3 représente une demi- coupe longitudinale d'une troisième variante de réalisation d'un dispositif vis-écrou selon la présente invention; - et la figure 4 représente une demi-coupe longitudinale d'une quatrième variante de réalisation d'un dispositif vis-écrou selon la The present invention will be better understood from the study of screw-lock devices with bearings, described by way of nonlimiting examples and illustrated by the drawing in which 1 - FIG. 1 represents a longitudinal half-section of a first alternative embodiment. of the screw-nut device according to the present invention; - Figure 2 shows a second alternative embodiment of a screw-nut device according to the present invention; FIG. 3 represents a longitudinal half-section of a third alternative embodiment of a screw-nut device according to the present invention; - And Figure 4 shows a longitudinal half-section of a fourth alternative embodiment of a screw-nut device according to

présente invention.present invention.

En se reportant à la figure 1, on voit qu'on a représenté un dispositif vis-écrou 1 à roulement qui comprend une vis cylindrique 2 qui présente à sa périphérie un filetage hélicoïdal 3, un écrou 4 constitué par une bague cylindrique entourant à distance la vis 2 et présentant une multiplicité de filets 5 en correspondance avec le filetage 3 de la vis 2, ainsi qu'une multiplicité d'éléments roulants 6 constitués par des billes et interposés entre la vis 2 et l'écrou 4, dans les filets 3 et de ces derniers. Le dispositif vis-écrou 1 qui comprend la vis 2, l'écrou 4 et les éléments roulants 6 peut être réalisé conformément aux différentes Referring to Figure 1, we see that there is shown a screw-nut device 1 with bearing which comprises a cylindrical screw 2 which has at its periphery a helical thread 3, a nut 4 constituted by a cylindrical ring surrounding at a distance the screw 2 and having a multiplicity of threads 5 corresponding to the thread 3 of the screw 2, as well as a multiplicity of rolling elements 6 constituted by balls and interposed between the screw 2 and the nut 4, in the threads 3 and of these. The screw-nut device 1 which comprises the screw 2, the nut 4 and the rolling elements 6 can be produced in accordance with the different

variantes d'exécution connues. La vis 2 peut être à mono-filet ou multi- known variants. Screw 2 can be single-threaded or multi-threaded

filets 3. L'écrou peut être à mono-filet ou multi-filets avec éventuellement un système de recirculation des éléments roulants 6. Les éléments roulants 6 peuvent ère constitués par des billes ou des rouleaux. Le dispositif vis-écrou 1 est équipé d'un dispositif hydraulique 7 qui entoure l'écrou 4 et dont le but est de faire varier les conditions de contact des éléments roulants 6 avec la vis 3 et l'écrou 4 en faisant threads 3. The nut can be single-threaded or multi-threaded with possibly a recirculation system of the rolling elements 6. The rolling elements 6 can be constituted by balls or rollers. The screw-nut device 1 is equipped with a hydraulic device 7 which surrounds the nut 4 and whose purpose is to vary the contact conditions of the rolling elements 6 with the screw 3 and the nut 4 by making

varier le diamètre intérieur de cet écrou. vary the inside diameter of this nut.

Dans ce but, le dispositif hydraulique 7 comprend une bague intérieure 8 entourant l'écrou 4 sur toute sa longueur et en contact avec sa surface extérieure et une bague extérieure 9 entourant la bague For this purpose, the hydraulic device 7 comprises an inner ring 8 surrounding the nut 4 over its entire length and in contact with its outer surface and an outer ring 9 surrounding the ring

intérieure 8 et de même longueur.interior 8 and of the same length.

1 La bague 8 présente des épaulements périphériques d'extrémité et 1 1 en contact avec la surface intérieure de la bague 9 de telle sorte qu'entre la bague intérieure 8 et la bague extérieure 9 est managée une chambre cylindrique 12 qui enveloppe la longueur sur laquelle les éléments roulants 6 sont disposés. La bague extérieure 9 présente un épaulement périphérique 13 au travers duquel est ménagé un canal radial 14 qui présente un 1 The ring 8 has peripheral end shoulders and 1 1 in contact with the inner surface of the ring 9 so that between the inner ring 8 and the outer ring 9 is managed a cylindrical chamber 12 which envelops the length over which the rolling elements 6 are arranged. The outer ring 9 has a peripheral shoulder 13 through which is formed a radial channel 14 which has a

taraudage d'entrée 15 dans lequel est engagée une vis de réglage 16. inlet thread 15 in which an adjusting screw 16 is engaged.

Entre la vis 16 et une partie cylindrique 17 du canal 14 succédant à son Between the screw 16 and a cylindrical part 17 of the channel 14 succeeding its

taraudage 15 est interposé un joint d'étanchéité 18. a thread 18 is interposed with a thread 18.

La bague intérieure 8 et la bague extérieure 9 sont solidarisées de façon étanche par des cordons de soudure annulaire 19 et 20 réalisés The inner ring 8 and the outer ring 9 are tightly secured by annular weld beads 19 and 20 produced

en suivant les extrémités opposées de leur plan de joint cylindrique. following the opposite ends of their cylindrical joint plane.

La bague 8 est fixée à l'écrou 4 par exemple par collage. The ring 8 is fixed to the nut 4, for example by gluing.

La chambre 12 et le canal 14 étant préalablement remplis d'un fluide tel que de l'huile ou de la graisse, on peut faire varier la pression de ce fluide en tournant dans un sens ou dans l'autre la vis de The chamber 12 and the channel 14 being previously filled with a fluid such as oil or grease, the pressure of this fluid can be varied by turning the screw in one direction or the other.

réglage 16.setting 16.

Cette pression variant, on peut ainsi obtenir une variation du diamètre intérieur de l'écrou 4 et en conséquence une variation des conditions de contact des éléments roulants 6 avec d'une part la vis 2 et This pressure varying, it is thus possible to obtain a variation of the internal diameter of the nut 4 and consequently a variation of the contact conditions of the rolling elements 6 with on the one hand the screw 2 and

d'autre part l'écrou 4.on the other hand the nut 4.

En conséquence, en fonction des dimensions préalables de la vis 2, de l'écrou 4 et des éléments roulants 6, on peut faire varier le réglage entre eux ou faire varier ou engendrer une précontrainte entre Consequently, as a function of the preliminary dimensions of the screw 2, of the nut 4 and of the rolling elements 6, the adjustment can be varied between them or vary or generate a prestress between

eux en agissant sur la vis de réglage 16, sans démontage du dispositif. them by acting on the adjusting screw 16, without dismantling the device.

Dans un exemple de réalisation selon lequel le diamètre de la vis 2 est égal à 40 millimètres, l'écrou mesure 70 millimètres de longueur et environ 200 éléments roulants 6 de diamètre égal à 5 millimètres sont interposés entre la vis et l'écrou. Quand la pression du fluide dans la chambre 12 varie entre zéro et 700 bars, on peut obtenir un couple de précharge qui varie entre zéro et In an exemplary embodiment according to which the diameter of the screw 2 is equal to 40 millimeters, the nut measures 70 millimeters in length and about 200 rolling elements 6 of diameter equal to 5 millimeters are interposed between the screw and the nut. When the pressure of the fluid in the chamber 12 varies between zero and 700 bars, it is possible to obtain a preload torque which varies between zero and

0,6 Newton.mètres.0.6 Newton meters.

1 Pour faciliter la transformation de la variation de pression du fluide dans la chambre 12 en variation du diamètre intérieur de l'écrou 4 et pour maintenir le diamètre atteint, il est préférable que la bague 1 To facilitate the transformation of the variation of pressure of the fluid in the chamber 12 into variation of the internal diameter of the nut 4 and to maintain the diameter reached, it is preferable that the ring

extérieure 9 du dispositif hydraulique 7 se déforme le moins possible. 9 of the hydraulic device 7 deforms as little as possible.

Pour celà, en particulier, il est préférable de surdimensionner l'épaisseur de la bague extérieure 9 par rapport à l'épaisseur cumulée de For this, in particular, it is preferable to oversize the thickness of the outer ring 9 relative to the cumulative thickness of

l'écrou 4 et de la bague intérieure 8 dans la zone de la chambre 12. the nut 4 and the inner ring 8 in the area of the chamber 12.

En se reportant à la figure 2, on voit qu'on a représenté un dispositif vis-écrou 21 comprenant un dispositif hydraulique 7a qui se différencie du dispositif 1 décrit en référence à la figure 1 par le fait que l'écrou 4 et la bague intérieure 8 du dispositif 1 sont remplacés, dans cette variante, par une bague unique 22 qui présente dans sa face intérieure des filets 23 recevant les éléments roulants 6 ainsi que des épaulements périphériques d'extrémité 24 et 25 en contact avec la face intérieure de la bague extérieure 9 pour délimiter la chambre 12, cette bague unique 22 étant solidarisée à la bague extérieure 9 par des Referring to Figure 2, we see that there is shown a screw-nut device 21 comprising a hydraulic device 7a which differs from the device 1 described with reference to Figure 1 in that the nut 4 and the ring inner 8 of the device 1 are replaced, in this variant, by a single ring 22 which has in its inner face threads 23 receiving the rolling elements 6 as well as peripheral end shoulders 24 and 25 in contact with the inner face of the outer ring 9 to delimit the chamber 12, this single ring 22 being secured to the outer ring 9 by

cordons de soudure annulaires 26 et 27. annular weld beads 26 and 27.

En se reportant maintenant à la figure 3, on voit que le dispositif visécrou 28 représenté est équipé d'un dispositif hydraulique 7b dont la bague intérieure 30 constitue également un écrou coopérant Referring now to Figure 3, we see that the screwed device 28 shown is equipped with a hydraulic device 7b, the inner ring 30 also constitutes a cooperating nut

avec les éléments roulants 6 comme dans le cas de la figure 2. with the rolling elements 6 as in the case of FIG. 2.

Dans cette variante, la bague extérieure 31 du dispositif hydraulique 7b présente des épaulements intérieurs d'extrémité 32 et 33 qui sont en contact avec la surface périphérique cylindrique de la bague In this variant, the outer ring 31 of the hydraulic device 7b has internal end shoulders 32 and 33 which are in contact with the cylindrical peripheral surface of the ring

30 pour délimiter la chambre à fluide 12. 30 to define the fluid chamber 12.

A côté des épaulements 32 et 33, la face intérieure de la bague extérieure 31 présente des gorges annulaires 34 et 35 dans lesquelles sont disposés des joints d'étanchéité annulaires 36 et 37 également en Next to the shoulders 32 and 33, the inner face of the outer ring 31 has annular grooves 34 and 35 in which are arranged annular seals 36 and 37 also

contact avec la surface extérieure de la bague intérieure 30. contact with the outer surface of the inner ring 30.

La bague intérieure 30 présente, à une extrémité allant au-delà d'une extrémité de la bague 31, un épaulement périphérique 38 qui est en appui contre la face radiale d'extrémité 39 correspondante de la bague extérieure 31, des vis longitudinales d'assemblage 40 traversant l'épaulement 38 et étant vissées dans la bague 31 de façon à solidariser The inner ring 30 has, at one end going beyond one end of the ring 31, a peripheral shoulder 38 which bears against the corresponding radial end face 39 of the outer ring 31, longitudinal screws of assembly 40 passing through the shoulder 38 and being screwed into the ring 31 so as to secure

1 la bague intérieure 30 et la bague extérieure 31. 1 the inner ring 30 and the outer ring 31.

Dans une variante, les bagues extérieure et intérieure 30 et 31 pourraient présenter des filetages correspondants à leurs extrémité opposées à l'épaulement 38, de façon à les visser entre elles jusqu'à ce que l'épaulement 38 la bague intérieure 30 vienne en butée contre Alternatively, the outer and inner rings 30 and 31 could have corresponding threads at their ends opposite the shoulder 38, so as to screw them together until the shoulder 38 the inner ring 30 comes into abutment against

l'extrémité 39 de la bague extérieure. the end 39 of the outer ring.

En se repportant à la figure 4, on voit qu'on a représenté un dispositif vis-écrou 41 qui se différencie de celui de la figure 2 uniquement par le fait que la chambre 12 est reliée à une source de pression extérieure 42 par l'intermédiaire d'un conduit 43 branché sur le Referring to Figure 4, we see that there is shown a screw-nut device 41 which differs from that of Figure 2 only by the fact that the chamber 12 is connected to an external pressure source 42 by the through a conduit 43 connected to the

canal 14.channel 14.

Ainsi, la pression générée par la source de pression 42 détermine la pression dans la chambre 12. De plus, en asservissant la pression délivrée par la source de pression 42 à la position de l'écrou 22 le long de la vis 2, il est possible de faire varier les conditions de contact des éléments roulants 6 avec d'une part la vis 2 et d'autre part l'écrou 4 lorsque la vis 2 et l'écrou 4 se déplacent longitudinalement Thus, the pressure generated by the pressure source 42 determines the pressure in the chamber 12. In addition, by controlling the pressure delivered by the pressure source 42 to the position of the nut 22 along the screw 2, it is possible to vary the contact conditions of the rolling elements 6 with on the one hand the screw 2 and on the other hand the nut 4 when the screw 2 and the nut 4 move longitudinally

l'un par rapport à l'autre.relative to each other.

La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci- The present invention is not limited to the examples described above.

dessus. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles sans sortir above. Many other variants are possible without leaving

du cadre défini par les revendications annexées. of the framework defined by the appended claims.

Claims

1 CLAIMS 1. Rolling screw-nut device, comprising a screw, a nut and rolling elements interposed between the threads of the screw and the nut, characterized in that it also comprises a hydraulic device (7) surrounding said nut (4) and containing a fluid in a chamber (12), this hydraulic device comprising means (16; 42) making it possible to vary the pressure of said fluid so as to vary the contact conditions of said rolling elements (6 ) with the screw (2) and the nut (4) by varying the inside diameter of this nut. 2. A screw-nut device according to claim 1, characterized in that the aforementioned hydraulic device comprises two concentric parts (8, 9) between which is formed said chamber containing said fluid, as well as means (19, 20) for securing sealingly said concentric parts. 3. Screw-nut device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the aforementioned hydraulic device is equipped with an adjustment screw (16) making it possible to vary the pressure of the fluid in said chamber (12) . 4. A screw-nut device according to any one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned hydraulic device is equipped with means making it possible to connect said chamber to a source (43) of adjustable external pressure. 5. A screw-nut device according to claim 2, characterized in that the inner part of the aforementioned hydraulic device is constituted by said nut (22). 6. A screw-nut device according to claim 2, characterized in that the inner part of the aforementioned hydraulic device consists of a ring (8) surrounding said nut (4). 7. A screw-nut device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that said concentric parts (8, 9) are assembled by welding, gluing or using assembly screws. 8. A screw-nut device according to any one of claims 2 to 7 characterized in that between said concentric parts are disposed seals (36, 37) of said chamber (12).

1 9. Screw-nut device according to any one of

Claims 2 to 8, characterized in that the said parts

concentric (30, 31) are joined by assembly screws (40)

or screwed together.