FR2961876A1 - Vis a rouleaux comportant un element actif pouvant bloquer un deplacement lineaire relatif de l'ecrou et de la vis - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une vis à rouleaux comportant au moins une vis (1) sur laquelle est engagé un écrou (2) coopérant avec la vis par l'intermédiaire de rouleaux (3) reçus dans un logement cylindrique (4) ménagé dans l'écrou qui est scindé en au moins deux parties (2a, 2b). Les deux parties de l'écrou sont solidarisées entre elles par un élément actif qui, sous l'effet d'une stimulation, se déforme pour influer un déplacement linéaire relatif de l'écrou et de la vis.

Description

L'invention concerne une vis à rouleaux et plus particulièrement une vis à rouleaux comportant au moins une vis sur laquelle est engagé un écrou coopérant avec la vis par l'intermédiaire de rouleaux reçus dans un logement cylindrique ménagé dans l'écrou qui est scindé en au moins deux parties. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une telle vis à rouleaux est par exemple utilisable dans un actionneur tel que ceux utilisés dans les avions pour déplacer des surfaces de vol ou un piston d'un frein du train d'atterrissage. Dans ce type d'application, la vis ou l'écrou est entrainé en rotation par un moteur électrique et respectivement l'écrou ou la vis est relié à l'élément à déplacer de telle manière que la rotation de l'un provoque une translation de l'autre. Une vis à rouleaux comporte généralement au moins une vis sur laquelle est engagé un écrou, l'écrou coopérant avec la vis par l'intermédiaire de rouleaux reçus dans un logement cylindrique ménagé dans l'écrou.

Une telle vis à rouleaux constitue un mécanisme réversible et passif dans lequel rien ne limite un déplacement linéaire de l'écrou relativement à la vis dans l'un ou l'autre des sens de déplacement. Cette réversibilité et passivité de la vis à rouleaux s'avèrent parfois très gênantes, par exemple lorsque l'écrou doit rester dans une position déterminée au risque sinon d'endommager un élément qu'il actionne. Il pourrait être envisagé d'associer à l'écrou ou à la vis une butée escamotable venant bloquer l'écrou ou la vis dans une position prédéfinie. Toutefois, ceci compliquerait la structure mécanique de l'actionneur et n'autoriserait qu'un nombre limité de positions. Il est par ailleurs connu des vis à rouleaux dans lesquelles l'écrou est scindé en deux parties puis préchargé, la précharge étant un effort appliqué à l'ensemble des deux parties d'écrou pour les rapprocher ou les éloigner afin de contrôler un jeu axial de l'écrou. Une entretoise est par exemple disposée entre les deux parties de l'écrou pour maintenir la précharge souhaitée.

Connaissant la charge axiale à laquelle sera soumise la vis à rouleaux, il est possible de précharger plus ou moins l'écrou lors de l'assemblage des deux parties de l'écrou pour limiter plus ou moins le jeu axial. Toutefois, une fois la vis à rouleaux assemblée, le jeu axial ne peut plus être modifié. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer une vis à rouleaux intégrant des moyens simples pouvant bloquer un déplacement linéaire relatif de l'écrou et de la vis.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose une vis à rouleaux comportant au moins une vis sur laquelle est engagé un écrou coopérant avec la vis par l'intermédiaire de rouleaux reçus dans un logement cylindrique ménagé dans l'écrou qui est scindé en au moins deux parties. Selon l'invention, les deux parties de l'écrou sont solidarisées entre elles par un élément actif qui, sous l'effet d'une stimulation, se déforme pour influer sur un déplacement linéaire relatif de l'écrou et de la vis.

Par élément actif, on entend tout élément susceptible de se déformer sous l'effet d'une stimulation externe comme un courant électrique, un champ magnétique, un champ thermique... Ainsi, en se déformant, l'élément actif permet d'augmenter ou de réduire le jeu axial de l'écrou relativement à la vis. Il est possible grâce à l'élément actif, de jouer sur la charge exercée par l'écrou sur les rouleaux et ainsi de s'opposer à un déplacement linéaire relatif de l'écrou par rapport à la vis. De façon très simple, on élimine temporairement le caractère passif et réversible de la vis à rouleaux.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.

Il sera fait référence aux figures ci-jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une demi-vue en coupe simplifiée d'une vis à rouleaux selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une demi-vue en coupe simplifiée d'une vis à rouleaux selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, la vis à rouleaux comporte au moins une vis 1 sur laquelle est engagé un écrou 2 coopérant avec la vis 1 par l'intermédiaire de rouleaux 3 (un seul rouleau étant ici illustré) reçus dans un logement cylindrique 4 ménagé dans l'écrou 2. La paroi délimitant le logement cylindrique 4 est taraudée et les rouleaux 3 sont filetés au pas de la vis 1. Les rouleaux 3 comportent en outre des extrémités dentées engrenant avec des couronnes de l'écrou 2 afin de synchroniser les rouleaux 3. Un moteur électrique (non illustré ici) entraîne en rotation la vis 1, une rotation de la vis 1 provoquant un déplacement linéaire de l'écrou 2 relativement à la vis 1. La structure décrite ci-dessus et le fonctionnement de la vis à rouleaux dans son principe sont connus en eux-mêmes et ne seront pas plus détaillés ici. Conformément à l'invention, l'écrou 2 est scindé en deux parties 2a, 2b qui sont solidarisées entres elles par un élément en matériau piézoélectrique conformé en anneau dont le diamètre est au moins égal au diamètre de l'écrou 2. L'élément comble ainsi entièrement l'intervalle entre les deux parties d'écrous 2a, 2b. Des vis de fixation maintiennent l'ensemble formé par les deux parties de l'écrou 2a, 2b et l'élément actif. Selon un premier mode de réalisation, l'élément actif est plus précisément un anneau 5 en matériau piézoélectrique de polarisation axiale. Etant bien connu de l'art antérieur des actionneurs en matériau piézoélectrique, l'anneau 5 ne sera pas décrit plus en détail ici. Ainsi, si l'on stimule l'anneau 5 par une alimentation électrique, en raccordant l'anneau 5 à un circuit sous tension, l'anneau 5 se contracte ou s'étend selon la tension qui lui est appliquée. En étant positionné entre les deux parties 2a, 2b de l'écrou, l'anneau 5 en se déformant rapproche ou écarte axialement les deux parties 2a, 2b de l'écrou. En jouant sur la tension électrique appliquée à l'anneau 5, il est possible de jouer sur le jeu axial de l'écrou 2 relativement aux rouleaux 3 : l'anneau 5 en se déformant applique les filets des parties 2a, 2b de l'écrou 2 contre les filets des rouleaux 3 augmentant les frottements des rouleaux 3 contre l'écrou 2. A leur maximum, les frottements engendrés sont suffisants pour bloquer un déplacement linéaire relatif de l'écrou 2 vis-à-vis de la vis 1. On pourra envisager d'utiliser l'anneau 5 comme moyen d'amortissement en modulant l'alimentation électrique le stimulant de sorte à ce que l'anneau 5 se déforme progressivement et permette un arrêt progressif du déplacement linéaire relatif de l'écrou 2 vis-à-vis de la vis 1. On pourra aussi envisager d'utiliser l'anneau 5 comme moyen de blocage de la vis à rouleaux en le stimulant pour qu'il bloque complètement un déplacement relatif de l'écrou 2 et de la vis 1 dès que la vis 1 est à l'arrêt. Selon un mode de réalisation privilégié, l'anneau 5 est agencé de sorte que l'alimentation électrique qui le stimule soit corrélée à une alimentation électrique du moteur entraînant la vis 1 en rotation : - lorsque le moteur est hors tension, aucune tension n'est appliquée à l'anneau 5 qui charge alors au maximum les rouleaux 3. L'écrou 2 est complètement bloqué en déplacement linéaire par l'anneau 5. - à la mise sous tension du moteur, une tension est appliquée à l'anneau 5 qui en se déformant décharge suffisamment les rouleaux 3 pour autoriser un déplacement linéaire relatif de l'écrou 2 et de la vis 1.

En référence à la figure 2, selon un deuxième mode de réalisation, l'élément actif est plus précisément un anneau 6 en matériau piézoélectrique de polarisation de cisaillement. Ainsi, si l'on stimule l'anneau 6 par une alimentation électrique, par exemple en appliquant une tension électrique à l'anneau 6, l'anneau 6 se vrille. En étant positionné entre les deux parties 2a, 2b de l'écrou 2, l'anneau 6 en se déformant décale angulairement les deux parties 2a, 2b de l'écrou 2 : l'une des parties 2a, 2b est vissée tandis que l'autre des parties 2a, 2b est dévissée. Les parties 2a, 2b se comportent comme un ensemble écrou et contre-écrou contraignant les rouleaux 3. Le décalage angulaire des deux parties 2a, 2b de l'écrou bloque ainsi un déplacement linéaire relatif de l'écrou 2 et de la vis 1, de la même façon que le déplacement linéaire relatif des deux parties de l'écrou bloquait un déplacement relatif de l'écrou 2 et de la vis 1. Avantageusement, avec ce second mode de réalisation, les vis d'assemblage ne s'opposent plus à la déformation de l'anneau 6 puisque celui-ci se déforme dans un plan perpendiculaire aux forces de compression imposées par les vis d'assemblage. L'anneau 6 est en outre utilisable dans toutes les applications décrites précédemment avec l'anneau 5 polarisé axialement.

L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit et englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien qu'ici les deux parties 2a, 2b de l'écrou soient solidarisées entre elles par un élément actif en matériau piézoélectrique, les deux parties 2a, 2b pourront être solidarisées entre elles par tout autre élément actif suffisamment déformable sous l'effet d'une stimulation pour pouvoir s'opposer à un déplacement linéaire relatif de l'écrou 2 et de la vis 1. On pourra par exemple avoir un élément actif en matériau magnétostrictif ou en alliage à mémoire de forme. Si l'élément actif est en alliage à mémoire de forme, on pourra le déformer en le stimulant thermiquement par exemple à partir de la température ambiante ou encore de la température d'une pièce proche de l'élément actif comme un bobinage du moteur électrique. Ainsi lors d'une liaison par vis à rouleaux, par exemple avec une vis non entraînée par un moteur, il est envisageable de modifier la réversibilité de la vis à rouleaux au moyen d'un élément chauffant commandé. L'invention est applicable à tout type de vis à rouleaux. Bien qu'ici la vis 1 soit entraînée en rotation par le moteur électrique, on pourra bien entendu envisager que ce soit l'écrou 2 qui soit entraîné en rotation par un moteur électrique. On pourra alors envisager que l'alimentation électrique qui stimule l'anneau 5 (ou l'anneau 6) soit corrélée à celle du moteur électrique entraînant en rotation l'écrou 2.

En outre, les exemples d'application de l'élément actif décrits dans la présente description ne sont bien sûr pas limitatifs. L'élément actif totalement intégré à la vis à rouleaux permet de façon simple de gérer amortissement, freinage, blocage ou déblocage, réversibilité ou irréversibilité de la vis à rouleaux... Par exemple, bien qu'ici l'alimentation électrique qui stimule l'anneau 5 (ou l'anneau 6) soit corrélée à celle du moteur électrique entraînant en rotation la vis 1 ou l'écrou 2, les deux alimentations pourront être partiellement ou totalement décorrélées. On pourra ainsi gérer la déformation de l'anneau 5 (ou de l'anneau 6) indépendamment du fait que le moteur soit sous tension ou hors tension. On pourra également assister le moteur lors d'un asservissement de position de la vis 1 en freinant ou en libérant celle-ci.

Par ailleurs, l'anneau 5 (ou l'anneau 6) pourra être agencé de sorte que lorsqu'il n'est pas stimulé : - l'anneau 5/ anneau 6 charge les rouleaux 3 de façon à bloquer totalement l'écrou 2 ; ou - l'anneau 5/ anneau 6 décharge les rouleaux 3 de façon à totalement libérer l'écrou 2. Bien qu'ici l'élément actif se déforme pour bloquer un déplacement linéaire relatif de l'écrou et de la vis, on pourra bien entendu envisager un fonctionnement inverse.

L'élément actif sera alors agencé sur la vis à rouleaux pour qu'en se déformant, l'élément actif libère un déplacement linéaire relatif de l'écrou et de la vis, l'élément actif bloquant ledit déplacement lorsqu'il n'est pas stimulé.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Vis à rouleaux comportant au moins une vis (1) sur laquelle est engagé un écrou (2) coopérant avec la vis par l'intermédiaire de rouleaux (3) reçus dans un logement cylindrique (4) ménagé dans l'écrou qui est scindé en au moins deux parties (2a, 2b), caractérisé en ce que les deux parties de l'écrou sont solidarisées entre elles par un élément actif qui, sous l'effet d'une stimulation, se déforme pour influer sur un déplacement linéaire relatif de l'écrou et de la vis.
2. 2. Vis à rouleaux selon la revendication 1, dans laquelle l'élément est agencé pour, en se déformant, bloquer un mouvement linéaire relatif de l'écrou (2) et de la vis (1)
3. 3. Vis à rouleaux selon la revendication 1, dans laquelle l'élément actif est en matériau piézoélectrique, la stimulation étant alors une alimentation électrique.
4. 4. Vis à rouleaux selon la revendication 2, dans laquelle la vis (1) est entraînée en rotation par un moteur électrique, l'élément actif étant agencé de sorte que l'alimentation électrique qui le stimule soit corrélée à une alimentation électrique du moteur.
5. 5. Vis à rouleaux selon la revendication 2, dans laquelle l'écrou (2) est entraîné en rotation par un moteur électrique, l'élément actif étant agencé de sorte que l'alimentation électrique qui le stimule soit corrélée à une alimentation électrique du moteur.
6. 6. Vis à rouleaux selon la revendication 1, dans 30 laquelle l'élément actif est agencé pour, lorsqu'il se déforme, écarter ou rapprocher axialement les deux parties (2a, 2b) de l'écrou (2).
7. 7. Vis à rouleaux selon la revendication 6, dans laquelle l'élément actif est un anneau (5) en matériau 35 piézoélectrique de polarisation axiale.
8. 8. Vis à rouleaux selon la revendication 1, dans laquelle l'élément actif est agencé pour, lorsqu'il se déforme, entraîner un mouvement angulaire relatif des deux parties (2a, 2b) de l'écrou (2).
9. 9. Vis à rouleaux selon la revendication 8, dans laquelle l'élément actif est un anneau (6) en matériau piézoélectrique de polarisation de cisaillement.
10. 10. Vis à rouleaux selon la revendication 1, dans laquelle l'élément actif est en alliage à mémoire de forme.