FR2959546A1 - Dispositif mecanique de types vis-ecrou hydrostatique. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif mécanique comportant une vis (1), dont le filetage (4) présente un fond, un sommet et deux flancs de filetage; un écrou (2), dont le taraudage coopérant avec le filetage (4) de la vis (1) présente un fond, un sommet et deux flancs de taraudage; un interstice (10) entre le taraudage et le filetage (4), présentant au moins deux cavités, dites poches (3) de pression, et au moins une entrée d'alimentation de chaque poche (3) de pression par un fluide sous pression, caractérisé en ce que les poches (3) de pression s'étendent sur un flanc de filetage ou de taraudage au voisinage du fond de taraudage et en ce que l'interstice (10) entre le fond de taraudage et le sommet de filetage est apte à créer des pertes de charge.

Description

DISPOSITIF MÉCANIQUE DE TYPE VIS-ÉCROU HYDROSTATIQUE

L'invention concerne un dispositif mécanique hydrostatique, et plus particulièrement un dispositif de transmission du type vis et écrou hydrostatique sans contact mécanique par transformation de mouvement rotatif en mouvement de translation. Les dispositifs mécaniques hydrostatiques du type vis-écrou sont bien connus. Un fluide injecté sous pression dans l'interstice entre le filetage de la vis et le taraudage de l'écrou permet de maintenir les filets des deux pièces à distance l'un 10 de l'autre malgré d'éventuelles forces axiales ou radiales exercées sur les pièces. US 3,183,732 décrit par exemple un dispositif mécanique hydrostatique vis-écrou comprenant une vis et une pièce comportant un alésage taraudé de type écrou, leurs filets, hélicoïdaux, étant aptes à coopérer ensemble. Des coussinets de pression présentant un orifice par lequel est injecté un fluide sous pression sont 15 ménagés à mi-hauteur des surfaces radiales du taraudage de l'écrou. Le fluide est évacué par des conduits d'évacuation débouchant au niveau du sommet et du fond de taraudage de l'écrou dans le cas d'un filetage trapézoïdal. Le document prévoit aussi l'application de cette technique à d'autres profils de filetage, selon des dispositions adaptées à chaque profil. 20 De tels dispositifs hydrostatiques connus présentent de nombreux avantages. Notamment, du fait qu'il n'y a pas de frottement mécanique entre la vis et l'écrou, ils vibrent moins, s'usent moins vite et sont de grande précision même à faible vitesse car ils ne souffrent pas de l'effet de broutement mécanique. En comparaison aux dispositifs traditionnels non-hydrostatiques, les dispositifs de transmission 25 hydrostatiques connus ont une durée de vie allongée, une meilleure précision et un niveau de bruit moindre en fonctionnement. Cependant, à encombrement égal, les dispositifs hydrostatiques antérieurs résistent moins bien que d'autres dispositifs à des forces axiales ou radiales antagonistes respectivement exercées sur la vis et l'écrou. Leur encombrement est plus important, à résistance égale, que d'autres dispositifs, à billes notamment. Il existe donc un besoin d'amélioration de l'efficacité et de la compacité de ces dispositifs hydrostatiques. La présente invention vise de manière générale à résoudre le problème de l'encombrement d'un tel dispositif. Elle vise à résoudre ce problème général en proposant d'augmenter, à encombrement égal, la résistance à des efforts inégalement répartis sur la vis et sur l'écrou. L'invention vise aussi à proposer un dispositif d'encombrement moindre, pour une même résistance à des efforts inégalement répartis sur la vis et sur l'écrou.

L'invention vise plus particulièrement à proposer un dispositif mécanique de transmission de mouvement rotatif en mouvement de translation présentant un niveau de bruit moindre, une usure dans le temps plus faible et une grande précision pour un encombrement volumique comparable à celui des dispositifs mécaniques antérieurs les plus compacts.

L'invention vise également à faciliter la fabrication d'un tel dispositif en réduisant le nombre de conduits à façonner à l'intérieur des pièces que comporte le dispositif. L'invention vise encore à proposer une solution à ce problème aussi bien dans le cas d'un dispositif comprenant un écrou plus court que la vis, que 20 dans le cas d'une vis plus courte que l'écrou. Pour ce faire l'invention concerne un dispositif mécanique comportant une première pièce, dite vis, présentant au moins un filet hélicoïdal, dit filetage, présentant un sommet de filetage et un fond de filetage, ainsi que deux surfaces de portée, dites flancs de filetage, s'étendant entre le fond et le sommet du 25 filetage ; une deuxième pièce, dite écrou, présentant au moins un alésage comportant au moins un filet, dit taraudage, adapté pour coopérer avec un filetage de la vis et présentant un fond de taraudage et un sommet de taraudage, ainsi que deux surfaces de portée, dites flancs de taraudage, s'étendant entre le fond et le sommet de taraudage, chaque flanc de taraudage s'étendant en regard d'un flanc de filetage ; entre chaque taraudage et le filetage correspondant, un interstice agencé pour permettre la circulation d'un fluide, et présentant au moins une cavité, dite poche de pression, ménagée entre chaque flanc de taraudage et le flanc de filetage en regard et au moins une entrée d'alimentation de chaque poche de pression par un fluide sous pression, caractérisé en ce que les poches de pression s'étendent au voisinage du fond de taraudage et du sommet de filetage et en ce que chaque fond de taraudage et sommet de filetage correspondant sont agencés pour ménager une zone apte à créer des pertes de charge entre deux poches de pression situées de chaque côté d'un sommet de filetage et d'un fond de taraudage correspondant.

Un dispositif mécanique selon l'invention présente un axe, dit axe principal, correspondant à l'axe de rotation de l'écrou par rapport à la vis et à l'axe de chaque filetage et de chaque taraudage. Les termes « radial » et « axial » sont définis par rapport à cet axe principal. Le fond de filetage et le sommet de taraudage définissent le diamètre intérieur, respectivement du filetage de la vis et du taraudage de l'écrou. De même, le sommet de filetage et le fond de taraudage définissent le diamètre extérieur, respectivement du filetage de la vis et du taraudage de l'écrou. Entre le fond de filetage et le sommet de filetage et entre le fond de taraudage et le sommet de taraudage s'étendent respectivement les flancs de filetage et les flancs de taraudage.

L'invention s'étend à tous types de vis, c'est-à-dire de pièces filetées (vis à tête, tige filetée, etc.) et à tous types d'écrous, c'est-à-dire de pièces taraudées (écrous, bagues, etc.). Avantageusement et selon l'invention, ladite zone apte à créer des pertes de charge est adaptée pour empêcher l'équilibrage des pressions régnant sur chacun des deux flancs de filetage et donc pour maintenir une différence de pression entre ces deux flancs de filetage. Une telle zone apte à créer des pertes de charge permet de disposer les poches de pression vers le fond de taraudage sans pour autant perdre l'effet «hydrostatique» du dispositif.

Dans tout le texte, le terme « profil » désigne une section par un plan contenant l'axe principal du dispositif, c'est-à-dire par un plan radial. Tout filetage présentant un profil à sommet large (trapézoïdal, rectangulaire, arrondi de grande courbure, etc.) permet de créer une telle zone de pertes de charge. En effet, lorsqu'un fluide est introduit dans l'interstice et qu'il règne une pression différente dans deux poches de pression situées de part et d'autre du sommet de filetage et du fond de taraudage, la distance longitudinale entre les poches de pression le long du fond de taraudage et du sommet de filetage crée des pertes de charge. Néanmoins, avantageusement et selon l'invention le sommet de filetage et le fond de taraudage présentent des profils globalement trapézoïdaux et l'un au moins comporte des structures à sa surface ménageant ladite zone apte à créer des pertes de charge. Ces structures de surface et l'étroitesse de l'interstice entre le fond de taraudage et le sommet de filetage forment ladite zone apte à créer des pertes de charge. Lesdites structures ayant pour effet d'amplifier les pertes de charge longitudinalement entre le fond de taraudage et le sommet de filetage peuvent être ménagées sur le taraudage, sur le filetage, sur chacun d'entre eux ou encore grâce à une combinaison des structures sur les deux surfaces. Pour ce faire différentes variantes de réalisation sont envisageables. Par exemple, dans une variante possible de l'invention, des gorges de détente sont façonnées hélicoïdalement le long du fond de taraudage et/ou du sommet de filetage, créant ainsi, dans l'interstice entre le fond de taraudage et le sommet de filetage et entre deux poches de pression situées de part et d'autre du fond de taraudage et du sommet de filetage, une succession de zones de restriction de section et de zones de détente du fluide. Alternativement, d'autres types de structures peuvent être envisagés, notamment un sommet de filetage présentant un profil denté, coopérant avec un fond de taraudage de profil complémentaire. Ces structures créent des coudes et/ou des restrictions de section le long de la circulation du fluide d'une poche de pression située sur un flanc à une poche de pression située sur l'autre flanc. De tels coudes et/ou restrictions de section génèrent des pertes de charge.

De préférence, avantageusement et selon l'invention, l'une des dites première et deuxième pièces, dite pièce courte, étant axialement plus courte que l'autre, les poches de pression sont ménagées sur les flancs de filet de la pièce courte. Ainsi dans le cas le plus fréquent d'un écrou axialement plus court que la vis, les poches de pression sont ménagées en creux sur les flancs de taraudage. Dans le cas d'une vis axialement plus courte que l'écrou, les poches de pression sont ménagées en creux sur les flancs de filetage. Cette disposition permet d'empêcher les pertes de fluide. En effet, des poches de pression ménagées sur la pièce axialement la plus longue resteraient ouvertes dans les portions non en regard de la pièce courte, ce qui imposerait de prévoir des dispositifs spécifiques pour récupérer le fluide qui s'en écoulerait. De plus, de préférence, avantageusement et selon l'invention, les poches de pression s'étendent hélicoïdalement sur chacun des deux flancs de filet de ladite pièce courte. La réalisation de poches de pression hélicoïdales et à proximité du fond de taraudage, c'est-à-dire sur toute la longueur des flancs de la pièce courte et dans la zone radialement la plus externe des flancs de la pièce courte, augmente la surface de portée sur laquelle les poches de pression exercent une pression. Avantageusement, un dispositif selon l'invention est aussi caractérisé en ce que le profil des poches de pression est une combinaison d'une gorge arrondie en creux du côté du fond de taraudage et d'un méplat s'étendant du côté du sommet de taraudage. Ainsi, la surface de portée sur laquelle les poches de pression exercent une pression est augmentée. Par exemple, un dispositif selon l'invention comprend une poche de pression dont le profil présente une gorge arrondie débutant à la jonction entre le fond et le flanc de taraudage et un méplat s'étendant à partir de la gorge, vers le sommet de taraudage, au moins jusqu'à la mi-hauteur du flanc de taraudage. Une telle poche de pression s'étend de préférence sur au moins une demi-hauteur du flanc sur lequel elle est ménagée.

Avantageusement et selon l'invention, la (ou les) entrée(s) d'alimentation des poches de pression se trouve(nt) dans la partie arrondie de chaque poche de pression. Elle(s) est(sont) reliée(s) à au moins une embouchure située sur une surface externe de l'écrou via au moins deux conduits 71 internes ménagés à l'intérieur du corps de la pièce courte : l'un pour l'alimentation des poches de pression situées sur un flanc de la pièce courte, et l'autre pour l'alimentation des poches situées sur le second flanc de la pièce courte. Le ménagement de conduits 71 internes à la pièce courte est notamment nécessaire lorsque les poches de pression sont discontinues le long des flancs de la pièce courte. Avantageusement et selon l'invention, une section évidée, dite conduit d'évacuation, est ménagée hélicoïdalement entre le sommet de taraudage et le fond de filetage, ledit conduit d'évacuation étant agencé pour permettre l'évacuation du fluide hors du dispositif par une embouchure d'évacuation située sur une surface externe de la pièce courte. Ainsi, lorsqu'un fluide est injecté via les poches de pression, il s'écoule radialement vers l'extérieur le long des flancs en direction du sommet de taraudage. Il circule ensuite hélicoïdalement dans ledit conduit d'évacuation. Il est à noter que l'écoulement radial du fluide le long des flancs est indépendant de la vitesse de déplacement relatif de l'écrou et de la vis. Ceci permet, en l'absence de forces externes exercées sur le dispositif, de conserver une pression constante de fluide dans l'interstice entre l'écrou et la vis.

Dans une variante préférentielle, avantageusement et selon l'invention ledit conduit d'évacuation est ménagé entre un fond de filetage présentant un profil arrondi concave et un sommet de taraudage évidé par une rainure de profil arrondi.

Ledit conduit d'évacuation présente une section efficace suffisamment importante pour que le fluide s'écoule dans ledit conduit d'évacuation sensiblement sans pertes de charge, de façon à faciliter l'évacuation. Ainsi dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le fond de filetage est de profil arrondi et le sommet de taraudage est évidé en creux concave de courbure similaire à la courbure du fond de filetage. Le profil de la section du conduit d'évacuation est, par exemple, avantageusement de forme générale circulaire. Dans une variante préférentielle, avantageusement et selon l'invention, les embouchures d'entrée et d'évacuation de fluide sont situées sur une même extrémité axiale de la pièce courte. Disposer toutes les embouchures d'entrée et d'évacuation du fluide sur la même extrémité axiale de la pièce courte, permet de minimiser l'encombrement radial du dispositif. De plus, une (ou plusieurs) restriction(s) de section peu(ven)t être aménagée(s) sur les conduits internes.

Avantageusement, un dispositif selon l'invention, comprend des flasques d'étanchéité aptes à réaliser l'étanchéité de l'interstice entre la vis et l'écrou, aux extrémités axiales de ladite pièce courte. De cette manière le fluide injecté sous pression entre la vis et l'écrou ne s'échappe pas par les extrémités axiales de la pièce courte. Les flasques d'étanchéité sont assemblés à la pièce courte grâce à tout système de fixation approprié, par exemple par : vissage, collage, rivetage, etc. De même, lesdits flasques d'étanchéité sont agencés pour présenter un frottement mécanique minimal sur la pièce axialement la plus longue. Pour ce faire différentes variantes de réalisation sont envisageables. Rien n'empêche de réaliser les flasques d'étanchéité au moins en partie dans un matériau souple, par exemple du caoutchouc. Il est aussi possible de recouvrir la zone de contact entre chaque flasque d'étanchéité et la pièce la plus longue axialement à laquelle il n'est pas fixé, par un matériau de faible adhérence, par exemple de type polytétrafluoroéthylène. L'invention s'applique dans le cas où l'écrou est la pièce la plus courte et dans le cas où la vis est la pièce la plus courte. 8 Dans le cas où l'écrou est la pièce la plus courte : les poches de pression sont réalisées sur les flancs de taraudage à proximité du fond de taraudage, les éventuels conduits internes sont réalisés au sein de l'écrou, les flasques et les embouchures d'entrée et d'évacuation de fluide sont sur les extrémités axiales de l'écrou. Dans le cas où la vis est la pièce la plus courte : - les poches de pression sont réalisées sur les flancs de filetage à proximité du sommet de filetage, les éventuels conduits internes sont réalisés au sein de la vis, - les flasques et les embouchures d'entrée et d'évacuation de fluide sont sur les extrémités axiales de la vis. L'invention concerne aussi un dispositif caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, en référence aux dessins qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces 20 dessins : la figure 1 est une représentation schématique latérale d'un dispositif vis-écrou selon l'invention à l'état assemblé, une partie de l'écrou et d'un flasque d'étanchéité étant représentés en arraché afin d'exposer leurs structures internes, 25 û la figure 2 est une vue schématique partielle du filetage 4 et du taraudage selon une coupe longitudinale III du dispositif de la figure 1, c'est-à-dire par un plan radial contenant l'axe 9 principal du dispositif ; elle représente une vue des profils du filetage 4 et du taraudage, 10 15 9 la figure 3 est une vue axiale schématique en coupe transversale du dispositif de la figure 1 selon le plan représenté sur celle-ci, c'est-à-dire par un plan perpendiculaire à l'axe 9 principal, une moitié de la vis 1 étant représentée en arraché afin d'exposer le flanc de taraudage, et une partie du taraudage de l'écrou 2 étant représenté en arraché afin d'en exposer la structure interne. Le dispositif selon l'invention représenté sur les figures comporte une pièce mécanique filetée, dite vis 1, présentant un filet hélicoïdal, dit filetage 4. Un dispositif mécanique selon l'invention présente un axe, dit un axe 9 principal, correspondant à l'axe de rotation de l'écrou 2 par rapport à la vis 1 et à l'axe de chaque filetage 4 et de chaque taraudage. Les termes « radial » et « axial » sont définis par rapport à cet axe 9 principal. Dans tout le texte, le terme « profil » désigne une section par un plan contenant l'axe 9 principal du dispositif, c'est-à-dire par un plan radial.

Le profil du fond 41 du filetage est arrondi et le profil du sommet 42 de filetage est trapézoïdal. Des flancs 43 de filetage s'étendent entre le fond 41 de filetage et le sommet 42 de filetage. Le fond 41 de filetage définit le diamètre intérieur du filetage 4, et le sommet 42 de filetage définit le diamètre extérieur du filetage 4.

Le dispositif comporte aussi une seconde pièce mécanique, dite écrou 2, présentant un taraudage hélicoïdal de même axe 9 principal que ledit filetage 4 de vis 1, adapté pour coopérer avec le filetage 4 de la vis 1. Dans l'exemple représenté le profil du fond 51 de taraudage est de forme générale trapézoïdale et le profil du sommet 52 de taraudage est apte à coopérer avec le sommet 42 de filetage arrondi. Des flancs 53 de taraudage s'étendent entre le fond 51 de taraudage et le sommet 52 de taraudage. Le fond 51 de taraudage définit le diamètre extérieur du taraudage, et le sommet 52 de taraudage définit le diamètre intérieur du taraudage. 2959546 lo Le taraudage de l'écrou 2 est tel que lorsque l'écrou 2 est assemblé avec la vis 1 et que l'axe 9 principal du filetage 4 est confondu avec l'axe 9 principal du taraudage, il existe un interstice 10 entre tous points du filetage 4 et du taraudage. 5 L'introduction d'un fluide sous pression dans cet interstice 10 permet de maintenir à distance le filetage 4 et le taraudage en tous points. Il n'y a dans ce cas aucun contact mécanique direct entre l'écrou 2 et la vis 1. L'invention s'étend à tout dispositif comportant une telle pièce mécanique filetée, dite vis 1, et une telle pièce mécanique taraudée, dite écrou 2. 10 Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures, l'écrou 2 est plus court que la vis 1. Sur les extrémités axiales de l'écrou 2, des flasques 8 d'étanchéité sont fixés, qui permettent d'assurer l'étanchéité de l'interstice 10 entre l'écrou 2 et la vis 1, au niveau des extrémités 21 axiales de l'écrou 2. Dans l'exemple, 15 les flasques 8 d'étanchéité sont fixés à l'écrou 2 par vissage sur chacune des extrémités axiales de l'écrou 2. Des cavités, dites poches 3 de pression, sont ménagées sur chaque flanc 53 de taraudage. Elles sont ménagées en creux, hélicoïdalement tout au long de chacun des flancs 53 de taraudage. Selon ce mode de réalisation de l'invention, 20 les poches 3 de pression ne sont donc qu'au nombre de deux, une sur chacun des flancs 53 de taraudage. Les poches 3 de pression sont ménagées sur les flancs 53 de taraudage à proximité du fond 51 de taraudage. Leur forme est une combinaison de deux évidements : une gorge 31 de profil arrondi concave et un méplat 32 de profil 25 droit. Au niveau de la jonction entre le fond 51 de taraudage et le flanc 53 de taraudage, le profil des poches de pression est celui de la gorge 31, dans l'exemple arrondi et concave. Ce profil est prolongé radialement par celui du méplat 32 le long du flanc 53 de taraudage en direction du sommet 52 de taraudage, environ jusqu'à la mi-hauteur du flanc 53 de taraudage. 2959546 Il Afin de créer ces poches 3 de pression, il est possible, dans une première étape, d'évider les flancs 53 de taraudage avec une épaisseur constante sur la moitié de leur hauteur, en formant un sillon plus large que profond et de profil général rectangulaire, constituant ledit méplat 32. Puis dans une seconde étape, on évide la 5 zone la plus proche du fond 51 de taraudage de ce sillon de profil général rectangulaire, selon une forme arrondie, formant ainsi un second sillon de profil général arrondi, notamment en arc de cercle, constituant la gorge 31 de profil arrondi et concave. Cette forme particulière des poches 3 de pression permet d'injecter un fluide sous pression par la gorge 31 arrondie de la poche 3 de pression et 10 d'augmenter la surface sur laquelle la pression du fluide s'exerce, en étendant la surface totale de chaque poche 3 de pression grâce au méplat 32. L'interstice 10 situé entre le sommet 52 de taraudage et le fond 41 de filetage sert avantageusement de moyen d'évacuation, en formant un conduit 72 d'évacuation du fluide. Pour ce faire, le profil du sommet 52 de taraudage et le profil 15 du fond 41 de filetage sont adaptés pour former un tel conduit 72 d'évacuation hélicoïdal. Il est souhaitable que la perte de charge le long du conduit 72 d'évacuation soit minimale, notamment négligeable. De préférence, le profil formé par la combinaison du sommet 52 de taraudage et du fond 41 de filetage est de forme générale circulaire. Le fond 41 de 20 filetage est arrondi en arc de cercle, et le sommet 52 de taraudage est évidé grâce à une rainure de profil arrondi en arc de cercle, selon un rayon de courbure du même ordre que le rayon de courbure du fond 41 de filetage. Le conduit 72 d'évacuation est relié à une embouchure d'évacuation située à la surface externe de l'écrou 2, définie comme toute la surface de 25 l'écrou 2 qui n'est pas en regard direct, notamment radialement, d'une surface de la vis 1. Le conduit 72 d'évacuation débouche directement à une extrémité axiale de l'écrou 2, là où s'achève le sommet 52 de taraudage dans lequel il est ménagé. 12 Lorsque le dispositif est mis en fonctionnement, un fluide sous pression (de préférence un liquide tel que de l'huile ou tout autre liquide hydrostatique) est injecté dans l'interstice 10 entre la vis 1 et l'écrou 2 via les poches 3 de pression. À cet effet, une (ou plusieurs) entrée(s) de fluide est/sont ménagée(s) dans la gorge 31 arrondie de chaque poche 3 de pression. Chaque entrée de fluide sous pression est reliée à une (ou plusieurs) embouchure(s) d'entrée située(s) sur la surface externe de l'écrou 2 via un (ou plusieurs) conduit(s) 71 d'alimentation ménagé(s) à l'intérieur de l'écrou 2. Dans la variante représentée, les embouchures 22 d'entrée et d'évacuation sont ménagées sur l'une des extrémités axiales de l'écrou 2, ce qui permet notamment de minimiser l'encombrement radial du dispositif. Les flasques 8 d'étanchéité sont traversés par des lumières 81 permettant de relier les embouchures 22 d'entrée et d'évacuation du fluide ménagées à la surface de l'écrou 2 avec des circuits respectivement d'entrée et d'évacuation du fluide, externes au dispositif selon l'invention. En fonctionnement, le fluide sous pression est injecté par des connexions d'entrée de fluide à la surface des flasques 8 d'étanchéité. Il entre dans l'écrou 2 par chaque embouchure 22 d'entrée et via chaque conduit 71 interne d'alimentation. Le fluide sous pression s'introduit dans l'interstice 10 entre le filetage et le taraudage par les entrées 33 d'alimentation ménagées dans la gorge 31 de profil arrondi des poches 3 de pression. Le fluide s'écoule radialement entre les flancs (43 et 53) de filetage et de taraudage vers le sommet 52 de taraudage où il rejoint le conduit 72 d'évacuation. Le fluide circule hélicoïdalement dans le conduit 72 d'évacuation et est évacué au niveau de chaque embouchure d'évacuation de l'écrou 2. Cette dernière est reliée à la connexion d'évacuation à la surface du flasque 8 d'étanchéité par une lumière 81 ménagée à travers le flasque 8 d'étanchéité. En fonctionnement, si une force longitudinale s'applique sur l'écrou 2, c'est-à-dire dont la direction est selon l'axe 9 principal dispositif, 13 l'écoulement du fluide dans l'interstice 10 entre le filetage 4 et le taraudage est modifié. Le sens de cette force longitudinale permet de déterminer un flanc 43 amont sur le filetage et un flanc 53 amont sur le taraudage, qui se trouvent du côté où la force exerce un effort de compression. Le second flanc (43 et 53) de filetage et de taraudage est un flanc (43 et 53) aval respectivement de filetage et de taraudage, ces flancs avals étant du côté où la force exerce un effort d'extension. Le flanc 43 amont de filetage est en regard du flanc 53 aval de taraudage et le flanc 53 amont de taraudage est en regard du flanc 43 aval de filetage.

De la même manière, une poche 3 de pression est dite aval si elle est située sur le flanc 53 aval de taraudage, et elle est dite amont dans le cas où elle est située sur le flanc 53 amont de taraudage. Lorsque ladite force longitudinale s'exerce sur l'écrou 2, le flanc 53 aval du taraudage a tendance à se rapprocher axialement du flanc 43 amont du filetage. Cela a pour effet de restreindre la section efficace et la circulation de fluide entre ces deux flancs (43 et 53) de filetage et de taraudage. Donc la pression régnant entre ces deux flancs augmente ; il en va de même de la pression exercée par la poche 3 de pression aval sur le flanc 43 amont de filetage. De même le flanc 53 amont de taraudage a tendance à s'éloigner du flanc 43 aval de filetage. Cela a pour effet d'augmenter la section efficace et de faciliter la circulation du fluide entre ces deux flancs (43 et 53) de filetage et de taraudage. Donc la pression régnant entre ces deux flancs diminue ; il en va de même de la pression exercée par la poche 3 de pression amont sur le flanc 43 aval de filetage. Dans un dispositif hydrostatique selon l'invention la différence de pression entre les flancs 43 amont et aval de filetage permet d'atteindre un point d'équilibre dans lequel cette différence de pression exercée sur la surface totale des poches 3 de pression compense la force longitudinale, avant qu'il n'y ait contact mécanique entre la vis 1 et l'écrou 2.

L'exemple d'une force longitudinale n'est pas restrictif, et le dispositif selon l'invention permet un fonctionnement similaire dans le cas où la force appliquée est radiale, quelconque ou encore dans le cas où plusieurs forces sont exercées.

Afin qu'un tel dispositif hydrostatique selon l'invention remplisse au mieux sa fonction, l'échange de fluide et donc l'homogénéisation des pressions entre chacun des deux flancs 43 de filetage, doit être minimal. C'est ce qui est obtenu par la zone 6 apte à créer des pertes de charge. Dans la variante représentée, un dispositif selon l'invention comporte un sommet 42 de filetage de profil trapézoïdal. L'étroitesse de l'interstice 10 entre le sommet 42 de filetage et le fond 51 de taraudage et la distance le long de ce sommet 42 de filetage crée une zone 6 de pertes de charge. De plus, selon le mode de réalisation représenté, des gorges 61 hélicoïdales sont façonnées le long du fond 51 de taraudage. Ces gorges 61 créent une succession de restrictions de section et de zones de détente qui réduisent l'équilibrage de pression entre l'un et l'autre des flancs 43 de filetage. Elles intensifient les pertes de charge longitudinales le long du sommet 42 de filetage entre les poches 3 de pression situées de part et d'autre du sommet 42 de filetage. En général, le fluide sous pression est un liquide sous pression. 20 L'invention s'applique aussi dans le cas où le liquide sous pression serait remplacé par un gaz sous pression. L'invention peut faire l'objet de nombreuses autres variantes de réalisation non représentées. En particulier, la vis 1 peut présenter plusieurs filetages 4. De la même manière, l'écrou 2 peut présenter plusieurs alésages comportant chacun un 25 ou plusieurs taraudages. Ainsi un écrou 2 à alésages multiples peut être mis en coopération avec plusieurs vis 1 à la fois. Par ailleurs, le filetage 4 et le taraudage peuvent présenter des profils différents dès lors qu'un conduit 72 d'évacuation peut être ménagé en sommet 52 de taraudage et que l'équilibrage des pressions entre chacun des deux flancs 43 de filetage est minimisé en regard des performances attendues. De même, les structures de surface telle que les gorges 61 hélicoïdales, aptes à créer des pertes de charges longitudinales entre le sommet 42 de filetage et le fond 51 de taraudage peuvent être de multiple nature. Elles peuvent être façonnées dans la vis 1, dans l'écrou 2, ou encore dans chacune des deux pièces. La zone 6 de perte de charge peut être obtenue par l'adjonction d'une pièce supplémentaire, par exemple un joint hélicoïdal dés lors qu'il n'engendre sensiblement pas de frottement mécanique lorsque l'écrou 2 est en mouvement relatif à la vis 1.

Enfin, les structures aptes à créer des pertes de charge peuvent être de multiples dimensions, de l'échelle du visible à l'échelle nanoscopique. Les poches 3 de pression ne sont pas nécessairement hélicoïdales. En effet, le dispositif peut être fonctionnellement réalisé grâce à des poches 3 de pression d'étendue limitée, et éventuellement multiples, se succédant le longs des filets hélicoïdaux. C'est dans ce dernier mode de réalisation qu'il est nécessaire de ménager des conduits 71 internes à la pièce courte pour l'alimentation des poches 3 de pression. En effet, la fabrication de la pièce courte peut être simplifiée lorsque les poches 3 de pression sont continues le long des flancs, notamment lorsqu'elles sont hélicoïdales. En effet il est alors possible d'alimenter les poches 3 de pression en bout de pièce courte, là où elles débouchent. Ce mode de réalisation, non représenté sur les figures, simplifie grandement la fabrication d'une telle pièce courte, écrou 2 ou vis 1, et donc son prix de fabrication. Par ailleurs, le profil des poches 3 de pression n'est pas restreint à la variante présentée. L'invention s'étend à des dispositifs dont les poches 3 de pression présentent un profil différent, dès lors qu'elles permettent au fluide d'exercer une pression sur les flancs de filet en regard de la poche 3 de pression. Ainsi, les poches 3, peuvent être réalisées par une combinaison de structures ménagées sur les flancs 43 de filetage et sur les flancs 53 de taraudage. De plus, dans le cas de l'écrou 2 axialement plus court que la vis 1, il n'est pas nécessaire que chaque poche 3 de pression s'étende d'une jonction entre flanc 53 de taraudage et fond 51 de taraudage jusqu'à la mi-hauteur des flancs 53 de taraudage. Les poches 3 de pression se trouvent néanmoins de préférence dans la partie radialement extérieure des flancs 53 de taraudage afin de maximiser la surface active des poches 3 de pression. Les poches 3 de pression peuvent aussi comporter plusieurs entrées 33 d'alimentation en fluide sous pression. Enfin, selon un mode de réalisation de l'invention non représenté sur les figures, un flasque 8 d'étanchéité selon l'invention comporte une première partie présentant des lumières 81, une chambre d'aspiration, un joint d'étanchéité et un couvercle. La première partie du flasque 8 d'étanchéité, située au plus proche de la pièce courte présente des lumières 81 pour canaliser le fluide sous pression vers les conduits 71 internes à la pièce courte. Les lumières 81 peuvent servir à canaliser le fluide sous pression directement vers les poches de pression lorsque ces dernières sont hélicoïdales et alimentées en bout de pièce courte. Par ailleurs, cette même première partie du flasque 8 d'étanchéité présente une ou plusieurs lumières 81 pour évacuer la majeure partie du fluide depuis l'embouchure du conduit d'évacuation en bout de pièce courte vers l'extérieur du dispositif. Enfin, une première partie du flasque 8 d'étanchéité selon cette variante de l'invention présente, lorsqu'elle est montée sur la pièce courte, un interstice avec la pièce axialement la plus longue sensiblement de même dimension que l'interstice 10 entre le filetage et le taraudage, Par ailleurs, selon cette variante de l'invention, un tel flasque 8 d'étanchéité comporte, jouxtant la première partie, une chambre d'aspiration permettant de récupérer les fuites de fluide s'échappant par l'interstice située entre la première partie du flasque 8 d'étanchéité et la pièce axialement la plus longue.

Selon cette même variante de l'invention, un tel flasque 8 d'étanchéité comporte aussi, juste à la suite de la chambre d'aspiration, un joint réalisé dans une matière molle, par exemple du caoutchouc, permettant de racler les restes de fluide et donc de confiner le fluide dans la chambre d'aspiration, Enfin, un tel flasque 8 d'étanchéité comporte un couvercle permettant de maintenir le joint, la chambre et la première partie du flasque 8 d'étanchéité. Le tout est fixé sur les extrémités de la pièce courte. Selon ce mode de réalisation, le joint en matière molle est le seul élément des flasques 8 d'étanchéité au contact de la pièce axialement la plus longue, même lors d'un léger déplacement du à des forces externes appliquées sur l'écrou 2 et/ou sur la vis 1. L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation par rapport au mode de réalisation représenté sur les figures et décrit ci-dessus. En particulier, la zone 6 apte à créer des pertes de charge peut être réalisée selon différentes formes, tant dans la vis 1 que dans l'écrou 2. De la même manière les poches 3 de pression peuvent présenter une forme différente de la variante représentée. La même fonction d'appui hydraulique peut en effet être réalisé grâce à d'autres géométries et répartitions de poches 3 de pressions sur les flancs de filets. Elles peuvent par exemple être formées d'une combinaison de formes sur la pièce courte et sur la pièce longue. Enfin, l'invention peut s'appliquer dans le cas d'un filetage (respectivement d'un taraudage) de profil différent de celui représenté dans cette variante de l'invention.25

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1/ - Dispositif mécanique comportant : une première pièce, dite vis (1), présentant au moins un filet hélicoïdal, dit filetage (4), présentant : - un fond (41) de filetage et un sommet (42) de filetage, - deux surfaces de portée, dites flancs (43) de filetage, s'étendant entre le fond (41) et le sommet (42) de filetage, une deuxième pièce, dite écrou (2), présentant au moins un alésage comportant : - au moins un filet, dit taraudage, adapté pour coopérer avec un filetage (4) de la vis (1), et présentant : - un fond de taraudage (51) et un sommet de taraudage (52), - deux surfaces de portée, dites flancs de taraudage (53), s'étendant entre le fond (51) et le sommet (52) de taraudage, chaque flanc (53) de taraudage s'étendant en regard d'un flanc (43) de filetage, entre chaque taraudage et le filetage (4) correspondant, un interstice (10) agencé pour permettre la circulation d'un fluide, et présentant : - au moins une cavité, dite poche (3) de pression, ménagée entre chaque flanc (53) de taraudage et le flanc (43) de filetage en regard, - au moins une entrée (33) d'alimentation de chaque poche (3) de pression par un fluide sous pression, caractérisé en ce que les poches (3) de pression s'étendent au voisinage du fond (51) de taraudage et du sommet (42) de filetage, chaque fond (51) de taraudage et sommet (42) de filetage correspondant sont agencés pour ménager une zone (6) apte à créer des pertes de charge entre deux poches (3) de pression situées de chaque côté d'un sommet (42) de filetage. 19 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet (42) de filetage et le fond (51) de taraudage présentent des profils globalement trapézoïdaux et en ce que l'un au moins comporte des structures (61) à sa surface ménageant ladite zone (6) apte à créer des pertes de charge. 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'une des dites première et deuxième pièces, dite pièce courte, étant axialement plus courte que l'autre, les poches (3) de pression sont ménagées sur les flancs de filet de la pièce courte. 4/ - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce 10 que les poches (3) de pression s'étendent hélicoïdalement sur chacun des deux flancs de filet de ladite pièce courte. 5/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la forme des poches (3) de pression est une combinaison d'une gorge (31) arrondie en creux du côté du fond (51) de taraudage et d'un méplat (32) du 15 côté du sommet (52) de taraudage. 6/ - Dispositif selon l'une des revendications 3, caractérisé en ce que chaque entrée (33) d'alimentation d'une poche (3) de pression débouche dans la gorge (31) arrondie de la poche (3) de pression et est reliée, via un conduit (71) d'alimentation s'étendant à l'intérieur de ladite pièce courte, à au moins une 20 embouchure (22) d'entrée, située sur une surface externe de la pièce courte. 7/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une section évidée, dite conduit (72) d'évacuation, est ménagée hélicoïdalement entre le sommet (52) de taraudage et le fond (41) de filetage, ledit conduit d'évacuation (72) étant agencé pour permettre l'évacuation du fluide hors du 25 dispositif par une embouchure (22) d'évacuation située sur une surface externe de la pièce courte. 8/ - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit conduit (72) d'évacuation est ménagé entre un fond (41) de filetage présentant 20 un profil arrondi concave et un sommet (52) de taraudage évidé par une rainure de profil arrondi. 9/ - Dispositif selon la revendication 6 et l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les embouchures (22) d'entrée et d'évacuation de fluide sont situées sur une même extrémité axiale de la pièce courte. 10/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 et selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des flasques (8) d'étanchéité aptes à réaliser l'étanchéité de l'interstice (10) entre la vis (1) et l'écrou (2), aux extrémités axiales de ladite pièce courte.