FR2988795A1

FR2988795A1 - Transmission.

Info

Publication number: FR2988795A1
Application number: FR1352792A
Authority: FR
Inventors: Michael Schmidt; Heiko Schreiber; Michel Frank Dr; Thomas Bayer
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-10-04
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: ITMI20130381A1; JP6332910B2; JP2013242042A; CN103363027B; US20130255421A1; DE102012102802B4; US10550924B2; CN103363027A; FR2988795B1; DE102012102802A1

Abstract

Transmission (1), notamment transmission coaxiale ou transmission linéaire, avec une denture (5), un porte-dents dans lequel une pluralité de segments dentés (71-73) est logée pour venue en prise avec la denture (5), les segments dentés (71-73) étant montés par rapport au porte-dents de façon à être déplaçables radialement, un élément d'entraînement (20) avec un profil (22) pour l'entraînement radial des segments dentés (71-73 ) montés de façon à être déplaçables radialement, la transmission (1) présentant une précontrainte intérieure.

Description

L'invention concerne une transmission et un procédé de fabrication ou d'exploitation d'une transmission. Dans l'état de la technique, on connaît des transmissions qui comportent des segments dentés qui sont montés dans un porte-dents de façon à être déplaçables radialement. Des éléments d'entraînement avec un profil, comme par exemple des disques à cames, sont utilisés pour entraîner les segments dentés. Les segments dentés viennent en prise avec leurs dents dans une denture, de sorte qu'il se crée un mouvement relatif entre le porte-dents avec les segments dentés et la denture. A ce stade, le mouvement relatif entre la denture et les segments dentés est d'au moins un ordre de grandeur inférieur au mouvement de l'élément d'entraînement avec le profil. Il est possible de réaliser de cette manière des rapports de transmission élevés, un exemple d'une telle transmission étant publié dans la demande de brevet DE 10 2007 011 175 Al. Ces transmissions possèdent certes une rigidité en torsion très élevée, mais un jeu en torsion peut apparaître en cas d'inversions de charge. Cependant, sur des transmissions extrêmement précises, on exige à la fois une rigidité en torsion élevée et une absence de jeu afin de garantir un positionnement exact sur une large plage de charges. L'objet de l'invention est de proposer des transmissions qui sont améliorées par rapport à des transmissions connues par l'état de la technique, les inconvénients notamment en termes de précision de positionnement devant être surmontés ou au moins atténués. A ce stade, une haute densité de puissance, une rigidité en torsion élevée et, d'une manière générale, une grande tolérance à la charge pour une faible usure sont souhaitables. D'autre part, l'objet de l'invention est de proposer un procédé de fabrication en vue de fabriquer une telle transmission. Le but est atteint avec une transmission, notamment transmission coaxiale ou transmission linéaire, avec - une denture, - un porte-dents dans lequel est logée une pluralité de segments dentés pour une venue en prise avec la denture, les segments dentés étant montés par rapport au porte-dents de façon à être déplaçables radialement, - un élément d'entraînement avec un profil pour l'entraînement radial des segments dentés montés de façon à être déplaçables radialement, caractérisée en ce que la transmission présente une précontrainte intérieure. Ce but est aussi atteint avec un 10 procédé de fabrication d'une transmission avec une pluralité de composants, notamment transmission présentant les caractéristiques décrites ci-dessus, avec - Détermination d'une rigidité de la transmission, - Détermination d'une surlongueur en fonction de la 15 rigidité et d'un couple de précontrainte souhaité, - Sélection de la taille d'un composant de la transmission avec la surlongueur, et - Montage de la transmission. Des développements et des modes de réalisation avantageux 20 résultent de la présente description. Des modes de réalisation de l'invention concernent notamment des transmissions coaxiales. Des transmissions de l'invention comportent habituellement un disque à came intérieur avec un profil en tant qu'élément d'entraînement et une roue 25 creuse avec une denture intérieure ou un élément d'entraînement extérieur avec profil intérieur et une roue dentée intérieure ou une barre dentée intérieure qui fournit la denture dans le cas de l'élément d'entraînement extérieur. Des configurations de modes de réalisation concernent des transmissions linéaires pour 30 transformation d'une rotation en un mouvement linéaire. Des transmissions conformes à l'invention présentent une précontrainte qui peut être qualifiée également de précontrainte intérieure. Cela signifie typiquement que différents composants de la transmission sont serrés fortement les uns contre les 35 autres à l'état non chargé. On obtient de cette manière une minimisation ou une élimination d'un jeu de la transmission.

La denture est typiquement une denture circonférentielle. Les dents ou les têtes de dents des segments dentés viennent en prise dans la denture, les segments dentés étant montés typiquement de façon à être déplaçables linéairement et radialement par rapport au porte-dents. A ce stade, « linéairement et radialement » signifie habituellement qu'un guidage est présent en direction radiale, lequel autorise uniquement un mouvement du segment denté en direction radiale. Typiquement, du fait du guidage, le segment denté peut être déplacé linéairement précisément dans une direction, ce qui peut être obtenu par exemple en ce sens que le segment denté présente sur une certaine longueur une section invariable dans le sens de déplacement, le porte-dents présentant également une ouverture pour le segment denté de section invariable. Habituellement, les segments dentés sont montés dans le porte-dents de façon à être respectivement déplaçables précisément dans une direction. En outre, sur des modes de réalisation typiques, le degré de liberté en rotation des segments dentés par rapport au porte-dents autour de l'axe longitudinal de la transmission est bloqué. Ce résultat peut être atteint, par exemple, avec un guidage linéaire des segments dentés en direction radiale dans le porte-dents. De cette manière, les segments dentés avec le porte-dents tournent autour de l'axe longitudinal de la transmission, mais pas par rapport au porte-dents.

Sur des modes de réalisation typiques de la transmission conforme à l'invention, une partie au moins des segments dentés est exécutée de façon à être rigide en flexion. A ce stade, l'expression « rigide en flexion » est à comprendre typiquement sur le plan technique, c'est-à-dire que les flexions des segments dentés sont tellement minimes en raison de la rigidité du matériau des segments dentés qu'elles sont au moins essentiellement négligeables pour la cinématique de la transmission. Des segments dentés rigides en flexion comportent notamment des segments dentés qui sont fabriqués à partir d'un alliage de métaux, notamment de l'acier ou un alliage de titane, un alliage de nickel ou d'autres alliages. En outre, il est possible de prévoir également des segments dentés rigides en flexion en matière synthétique, notamment sur des transmissions, où au moins une des pièces suivantes est également fabriquée à partir de matière synthétique : denture sur une roue creuse ou une roue dentée, porte-dents et élément d'entraînement. Sur des modes de réalisation typiques de l'invention, le porte-dents et les segments dentés sont fabriqués à partir d'un alliage de métaux ou, plus encore, la denture ou, en outre, l'élément d'entraînement sont fabriqués à partir d'un alliage de métaux.

De telles transmissions ont l'avantage d'être extrêmement rigides en torsion et de présenter une haute tolérance à la charge. Les transmissions en matière synthétique présentent l'avantage d'avoir un faible poids. Avec l'expression « rigide en flexion », on entend notamment une rigidité en flexion autour d'un axe transversal du segment denté. Cela signifie notamment que sur une vue du segment denté le représentant sous forme de barre allant d'un pied de dent à une tête de dent, il existe une rigidité en flexion qui exclut au moins essentiellement des déformations en flexion entre la tête de dent et le pied de dent. Du fait de la rigidité en flexion, on obtient une tolérance à la charge et une rigidité en torsion de la transmission extrêmement élevées. Sur des modes de réalisation typiques, une cheville est agencée entre le segment denté et le profil. Des modes de réalisation avantageux comportent un segment pivotant qui est agencé entre l'élément d'entraînement avec le profil et respectivement au moins un segment denté. Le segment pivotant peut être utilisé pour représenter la cheville. La cheville permet de culbuter le segment denté par rapport au profil ou par rapport au segment pivotant. Le segment denté est typiquement relié de façon non solidaire au segment pivotant. A ce stade, « liaison non solidaire » signifie de préférence que le segment denté est uniquement posé sur le segment pivotant, habituellement directement. Des segments pivotants privilégiés comportent un profil qui empêche le segment denté de glisser du segment pivotant ou le segment pivotant de glisser au moins dans une direction. Il faut tenir compte du fait que les segments pivotants sont maintenus de cette manière en position par les segments dentés guidés radialement et linéairement, en direction circonférentielle par rapport au porte-dents. Un tel profil peut, par exemple, être un bourrelet qui vient en prise dans un creux. On garantit de cette manière que le segment denté ne glisse pas sur le segment pivotant. En résultat, le segment pivotant est maintenu sur la position de la dent et un mouvement relatif en direction circonférentielle entre le segment denté et le segment pivotant est exclu. A ce stade, le profil est agencé de préférence de telle sorte qu'une déplaçabilité en direction circonférentielle soit bloquée, de sorte à éviter un glissement en direction circonférentielle. Sur d'autres modes de réalisation cependant, on peut prévoir également des protubérances sous forme de calotte, sous forme de bille ou autre, lesquelles empêchent un glissement des segments pivotants par rapport aux segments dentés. Des segments pivotants typiques permettent un montage sur palier segmenté. Sur des modes de réalisation typiques, les segments pivotants ou d'autres segments de palier, comme des plaques, constituent un montage sur palier segmenté. Le montage sur palier segmenté présente l'avantage de pouvoir s'adapter au profil de l'élément d'entraînement et permet, d'autre part, une transmission de force fiable en direction radiale. Afin de diminuer la friction du mouvement relatif entre les segments pivotants et l'élément d'entraînement, on peut prévoir un montage sur palier, par exemple un montage sur palier à friction ou un montage sur palier à rouleaux, auquel cas on utilise notamment un palier à rouleaux à aiguilles ou un palier à rouleaux à billes comme palier à rouleaux pour des modes de réalisation typiques. Les segments pivotants présentent de préférence des arêtes tournées l'une vers l'autre avec protubérances et creux, par exemple une forme ondulée ou une forme cannelée. Cela présente l'avantage de maintenir les rouleaux à aiguilles qui sont agencés sous les segments pivotants, de manière fiable dans l'espace entre les segments pivotants et l'élément d'entraînement, même en cas d'espacement supérieur entre les segments pivotants. La liaison non solidaire entre le segment denté et le 5 segment pivotant présente l'avantage d'une construction simple. A ce stade, « liaison non solidaire » signifie notamment que les segments dentés ne sont pas protégés contre un soulèvement par rapport aux segments pivotants. En règle générale, un soulèvement des segments dentés par rapport aux segments 10 pivotants est empêché sur des transmissions du genre par le fait que les segments dentés sont guidés au droit des têtes de dents par la denture. Des modes de réalisation typiques de l'invention comportent un élément d'entraînement avec un profil. Le profil 15 présente de préférence une forme arquée ou une courbe non circulaire ou non ellipsoïde. La forme arquée non circulaire ou non ellipsoïde présente l'avantage de pouvoir utiliser des profils arbitraires pour ajuster, par exemple, différents rapports de transmission. Au sens de la présente demande de 20 brevet, les excentriques relèvent également des formes circulaires ou ellipsoïdes puisque, sur des excentriques, l'axe de rotation uniquement ne correspond pas à l'axe médian de la forme circulaire, or il existe cependant une forme circulaire. Sur des modes de réalisation typiques, le porte-dents ou la 25 denture se présente sous forme circulaire. Cela présente l'avantage d'une géométrie simple pour le porte-dents et la denture. La transmission de force intervient typiquement sur le côté lent de la transmission entre la denture et le porte-dents. L'avantage est que le chemin pour la transmission de force est 30 extrêmement court, de sorte qu'il est possible d'atteindre une rigidité extrêmement élevée. Des modes de réalisation qui remplissent ces conditions, existent en exécution non définitive : transmission avec disque à came intérieur en tant qu'entraînement et roue creuse extérieure avec denture, le 35 porte-dents étant agencé entre la roue creuse et le disque à came ; profil extérieur sur une roue creuse pour entraîner les segments dentés mobiles radialement vers l'intérieur contre une denture laquelle est agencée sur une roue dentée ou une tige dentée. En interaction avec la précontrainte conforme à l'invention, des modes de réalisation présentent l'avantage particulier que, d'une part, le chemin décrit plus haut pour la transmission de la force d'entraînement est extrêmement court mais que, d'autre part, la précontrainte est transmise via plusieurs éléments et sur une plus grande distance, puisque la précontrainte passe au moins par deux espacements de dents. On atteint de cette manière une rigidité élevée pour la transmission de force, sans qu'il n'y ait de trop grandes pertes en raison de la précontrainte. Habituellement, sur des modes de réalisation, au moins deux des segments dentés ou au moins deux groupes partiels de segments dentés sont respectivement en prise à l'état non chargé de la transmission avec précisément un flanc de denture de la denture. Typiquement, les segments dentés qui sont au moins au nombre de deux ou les groupes partiels de segments dentés qui sont au moins au nombre de deux sont en prise respectivement avec différents flancs de denture. A ce stade, « différent » signifie par exemple qu'un premier groupe partiel est en prise avec des flancs de dent dans une première direction de rotation et le deuxième groupe partiel avec des flancs de dent dans une deuxième direction de rotation, opposée à la première direction de rotation. La précontrainte est créée de cette manière entre les deux groupes partiels ou entre les deux segments dentés. Sur des modes de réalisation de l'invention, un premier segment denté enfoncé dans la denture est typiquement en prise exclusivement avec son flanc de dent avant et un deuxième segment denté enfoncé dans la denture exclusivement avec son flanc de dent arrière, avec un flanc de denture respectif de la denture. A ce stade, les termes « avant » et « arrière » sont à comprendre habituellement en ce sens que ces flancs de dent correspondent à différentes directions de transmission de charge ou à différentes directions dans le sens circonférentiel. « Avant » et « arrière » se réfèrent également à une direction circonférentielle choisie arbitrairement. Le premier segment denté peut être également un premier groupe partiel de segments dentés et le deuxième segment denté peut être également un deuxième groupe partiel de segments dentés. Typiquement, deux ou plusieurs segments dentés voisins ayant respectivement des flancs de dent dirigés dans le même sens sont respectivement en prise avec les flancs de denture correspondants. A l'état non chargé de la transmission, le premier segment denté ou le premier groupe partiel de segments dentés est typiquement serré fortement contre le deuxième segment denté ou le deuxième groupe partiel de segments dentés. Entre le premier segment denté et le deuxième segment denté se situe de préférence au moins un autre segment denté, lequel n'est avec aucun de ses flancs de dent en prise avec les flancs de denture. En outre, les géométries du segment denté, de la denture, du segment pivotant ou de la roue creuse sont choisies de sorte que cet autre segment denté présente typiquement un jeu en direction radiale. Cela diminue les pertes par friction. Habituellement, cet autre segment denté agencé entre le premier et le deuxième est à un maximum de rayon ou de distance du profil du disque à came. Ce segment denté, qui est au moins au nombre de un, entre le premier segment denté et le deuxième segment denté, se situe typiquement avec la pointe de sa tête de dent dans la came correspondante à la base de la denture. A ce stade, « entre » signifie la direction circonférentielle la plus courte entre le premier et le deuxième segment denté. Aucun flanc de dent n'est en prise en ce qui concerne également le segment denté qui se situe au-dessus du minimum du profil du disque à came. Les observations sont valables respectivement pour un cliché instantané pendant la rotation de la transmission. D'autres segments dentés occupent les positions décrites à d'autres moments. Des modes de réalisation typiques atteignent une précontrainte en prévoyant une surlongueur. La surlongueur peut concerner l'élément d'entraînement, l'élément de sortie, un segment pivotant, une pluralité ou la totalité des segments dentés mais aussi la denture. Plusieurs composants peuvent également posséder une surlongueur harmonisée. Sur des modes de réalisation typiques, la chaîne de tolérances ou de surlongueurs présente la surlongueur souhaitée. La denture et les dents des segments dentés présentent 5 typiquement des flancs courbés. Parmi des exemples de courbures des flancs citons une courbure de forme cylindrique ou une courbure en forme de spirale logarithmique. Concernant un mode de réalisation possible d'une courbure en forme de spirale logarithmique, il est renvoyé à la demande de brevet DE 10 2007 10 011 175 Al. La surface courbée présente l'avantage que les flancs en prise s'appuient sur toute la surface et non pas uniquement par lignes ou par points. On obtient de cette manière une rigidité extrême lors de la transmission de force entre la denture et les segments de dents. 15 La surlongueur s'élève de préférence au moins à 0,0001 % ou au moins à 0,0005 % ou au moins à 0,001 % du diamètre ou du diamètre intérieur de la denture. La surlongueur maximale s'élève typiquement à 0,2 % ou à 0,05 % ou à 0,01 % du diamètre de la denture ou du diamètre intérieur de la denture. Du fait de 20 la rigidité élevée de la transmission due au type de construction et, le cas échéant, d'une renonciation à des éléments ressorts ou élastiques, une surlongueur à ce point négligeable suffit pour obtenir par exemple une précontrainte d'au moins 10 %, d'au moins 20 %, d'au moins 50 % ou de 100 % 25 maximum du couple de rotation nominal de la transmission. Des modes de réalisation typiques sont exempts d'éléments ressorts ou exempts d'éléments élastiques. Typiquement, l'absence d'éléments ressorts ou l'absence d'éléments élastiques concerne la transmission ou les composants sur la trajectoire des forces 30 transmises par la transmission, donc de la denture sur les segments dentés, le porte-dents à une sortie ou à une butée. Cela présente l'avantage d'une haute rigidité. Des modes de réalisation conformes à l'invention présentent l'avantage particulier de pouvoir atteindre, avec des surlongueurs 35 extrêmement faibles une précontrainte intérieure qui peut exister sans éléments ressorts ou éléments similaires. On obtient de cette manière une haute rigidité, une absence de jeu et une faible usure. Sur des modes de réalisation typiques, la précontrainte correspond au maximum à 50 % ou au moins à 50 % d'une charge nominale de la transmission. A ce stade, l'expression « charge nominale » signifie typiquement un couple de rotation transmissible durablement par la transmission ou une force d'entraînement transmissible durablement sur une transmission linéaire. D'autres modes de réalisation typiques présentent une précontrainte qui correspond au moins à 80 % ou au moins à 100 % de la charge nominale de la transmission. On obtient de cette manière une absence de jeu sur l'ensemble de la plage de charges de la transmission. Des procédés et des modes de réalisation typiques pour fabriquer une transmission prévoient une détermination de la surlongueur en fonction de la rigidité et d'une précontrainte souhaitée. Sur des modes de réalisation typiques, une particularité consiste à exécuter en mode fixe tous les éléments de la transmission qui servent à l'entraînement ou à la transmission de force et à créer, avec ces composants exécutés en mode fixe, y compris les segments dentés, un système statiquement surdéterminé et précontraint. Ceci est en contradiction avec l'étude technologique actuelle des systèmes de transmission selon laquelle une surdétermination statique multiple est évitée en rapport avec une précontrainte, ceci afin d'éviter les états de contrainte. L'association d'un montage sur palier segmenté et d'un contour de flanc de dent courbé, par exemple en forme de spirale logarithmique, s'est avérée appropriée afin de pouvoir transmettre des couples de rotation particulièrement élevés par une transmission précontrainte. Typiquement, sur des modes de réalisation, les segments pivotants ou les chevilles des segments dentés sont mobiles l'un par rapport à l'autre en direction circonférentielle. Cela permet un guidage sans contrainte des segments dentés ainsi que des segments pivotants.

On peut éviter de cette manière des forces de contrainte trop élevées en rapport avec une précontrainte.

Les avantages de l'invention sont une rigidité extrêmement élevée, associée à la possibilité de configurer la transmission sans jeu. La précontrainte n'est pas problématique pour la transmission, puisqu'aucun des segments dentés n'est en appui avec les deux flancs sur la denture de la roue creuse ou de la roue dentée ou encore d'une tige dentée. A l'inverse d'autres transmissions connues par l'état de la technique, on évite par là efficacement les états de contrainte. Des avantages particuliers sont apportés par des modes de réalisation de transmissions conformes à l'invention, qui présentent comme entraînement un disque à came extérieur ou un disque à came intérieur qui est notamment réalisé creux. En exécutant le disque à came sous forme d'arbre creux, il est possible de compenser des conditions-cadres de contrainte, de sorte à diminuer les forces de contrainte. Inversement, la transmission de force de la denture au porte-dents via le segment denté est extrêmement courte et rigide, de sorte à obtenir une rigidité élevée de la transmission. D'autres avantages peuvent être obtenus en sélectionnant la précontrainte de telle sorte qu'elle soit dépassée par des charges externes moyennes ou supérieures. En conséquence, lorsqu'une charge externe est supérieure à la précontrainte, seuls des flancs de segments dentés dirigés dans le même sens s'appuient sur la denture, de sorte que l'usure est réduite avec des charges élevées et, simultanément, un jeu en torsion est éliminé avec de faibles charges. L'invention présente, en outre, l'avantage de pouvoir ajuster la force de précontrainte à des applications arbitraires avec des points prédéfinis aux conditions de service, ceci afin d'augmenter l'efficacité énergétique et la rentabilité.

L'invention est expliquée de manière plus détaillée ci- dessous à partir des dessins ci-joints, les figures illustrant : la figure 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation de l'invention sur une vue en coupe ; la figure 2 illustre un autre mode de réalisation sur 35 une vue en coupe ; la figure 3 illustre un mode de réalisation d'un procédé sur un schéma opérationnel ; la figure 4 illustre un mode de réalisation sur une vue schématique de côté ; et la figure 5 illustre une coupe à travers le mode de réalisation de la fig. 4. Sont décrits ci-après à partir des figures des modes de réalisation typiques de l'invention, l'invention n'étant pas limitée aux exemples de réalisation ; la portée de l'invention est déterminée plutôt par les revendications. Dans la description du mode de réalisation, des références identiques sont éventuellement utilisées sur différentes figures et pour différents modes de réalisation pour des pièces identiques ou similaires, afin de rendre la description plus claire. Cela ne signifie cependant pas que les pièces correspondantes de l'invention sont limitées aux variantes représentées dans les modes de réalisation. La fig. 1 illustre un exemple de réalisation sur une vue schématique en coupe. La fig. 1 montre en coupe une transmission 1 qui présente une roue creuse 3 avec une denture intérieure, circonférentielle 5. Les segments dentés 7 viennent en prise dans la denture 5. Pour une plus grande clarté, chaque segment denté 7 de la fig. 1 n'est pas repéré par la référence 7. Les segments dentés 7 sont montés dans un porte-dents 11 de façon à être déplaçables radialement. A cet effet, le porte-dents 11 présente des ouvertures 15 rondes de type conduit ou des ouvertures 15 de type fente alignées radialement, qui garantissent un guidage radial des segments dentés 7 dans le porte-dents 11. En raison du guidage radial dans les ouvertures 15, les segments dentés 7 ont uniquement la possibilité de se déplacer en direction radiale, une torsion autour d'un axe longitudinal de la transmission 1 est notamment exclue. Les segments dentés 7 sont entraînés par un élément d'entraînement 20 qui est réalisé sous forme de disque à came 35 creux. L'élément d'entraînement 20 présente un profil 22 pour entraîner les segments dentés 7 en direction radiale. Le profil 22 présente un tracé avec deux protubérances sur la circonférence, de sorte que des segments dentés 7 respectivement opposés sont engagés le plus loin dans les espacements de dents de la denture 5.

Les segments dentés 7 sont réalisés de sorte à être serrés par le porte-dents 11 entre l'élément d'entraînement 20 et la denture 5 de la roue creuse 3 avec le concours du guidage. Ce résultat est atteint en ce sens que les segments dentés 7 présentent une surlongueur de 0,01 % du diamètre de la denture 5. Les segments dentés 7 sont donc réalisés dans une longueur telle qu'ils sont logés avec une précontrainte dans la transmission 1. Ceci a pour effet une précontrainte intérieure de la transmission 1. Sur la transmission représentée à la fig. 1, les segments dentés sont agencés sur le profil de l'élément d'entraînement selon un montage sur palier lisse. Du fait du guidage radial, linéaire des segments dentés dans le porte-dents et du guidage des segments dentés au droit des flancs de la denture, un tel montage non solidaire des segments dentés sur le profil de l'élément d'entraînement est suffisant. D'une manière générale, un tel montage, qui permet le mouvement des pieds des segments dentés en direction circonférentielle et ne prévoit aucune fixation des segments dentés, est qualifié, dans la présente demande de brevet, de montage sur palier non solidaire. Les pieds des segments dentés sont donc à guidage forcé uniquement en direction radiale. Sur le montage sur palier non solidaire, les segments dentés pourraient typiquement se soulever du profil de l'élément d'entraînement s'ils n'étaient pas appuyés par la denture contre le profil de l'élément d'entraînement. Ce montage sur palier non solidaire propose une construction particulièrement simple et permet simultanément d'éviter des tensions inutiles dans la zone du profil de l'élément d'entraînement, en ce sens que les pieds des segments dentés ne sont pas à guidage forcé en direction circonférentielle.

Sur l'exemple de réalisation de la fig. 1, les segments dentés ont été construits avec une surlongueur. Il est cependant possible de construire également la denture ou l'élément d'entraînement ou d'autres composants de la transmission avec une surlongueur, afin d'obtenir la précontrainte intérieure. La précontrainte intérieure constitue à ce stade une précontrainte qui existe à l'état de repos de la transmission, donc sans qu'un entraînement extérieur ou une charge extérieure n'agisse sur la transmission. Sur l'exemple de réalisation de la fig. 1, l'élément d'entraînement est agencé à l'intérieur et la denture est agencée à l'extérieur. Sur une telle configuration, la sortie se fait au droit de la roue creuse avec la denture ou au droit du porte-dents, l'autre élément respectif étant fixé. Sur d'autres modes de réalisation, l'élément d'entraînement est agencé à l'extérieur, c'est-à-dire hors du porte-dents, et la denture est agencée à l'intérieur. Il est à nouveau possible d'obtenir la sortie au droit de la denture intérieure ou au droit du porte-dents. Le porte-dents peut aussi être défini, avec ses ouvertures, comme cage dentée dans laquelle des segments dentés sont logés de façon à être déplaçables selon un guidage radial linéaire. La fig. 2 montre une coupe d'un autre mode de réalisation d'une transmission 1 conforme à l'invention sous forme de transmission coaxiale. Sur le mode de réalisation de la fig. 2, les segments dentés 71-73 sont montés selon un montage sur palier segmenté. Toutes les dents, tout comme d'autres pièces plusieurs fois présentes, de la transmission 1 ne sont pas repérées par une référence sur la fig. 2, afin d'améliorer la clarté. Le montage sur palier segmenté comporte des segments pivotants 24 qui présentent respectivement un évidement dans lequel vient en prise un bourrelet 26 des segments dentés 71-73. Un segment pivotant 24 est prévu pour chacun des segments dentés 71-73. Un segment denté 71-73 comporte de préférence au moins deux dents agencées axialement l'une à côté de l'autre, pour augmenter la stabilité. Avec les bourrelets 26, des chevilles se présentent respectivement pour les segments dentés 71-73, de sorte que les segments dentés 71-73 peuvent basculer par rapport aux segments pivotants 24, pour garantir un guidage sans contrainte. Les segments pivotants 24 sont déplaçables les uns par rapport aux autres en direction circonférentielle, de sorte que les écartements entre les segments pivotants 24 peuvent être modifiés. De cette manière, le degré de liberté des segments pivotants 24 en direction circonférentielle n'est pas bloqué non plus. Cela permet un guidage largement exempt de contraintes et un entraînement radial largement exempt de contraintes des segments pivotants 24 par le profil 22 de l'élément d'entraînement 20. Des rouleaux à aiguilles 28 sont prévus pour minimiser la résistance de friction entre le profil 22 et les segments pivotants 24. Sur d'autres modes de réalisation, des billes ou d'autres paliers à rouleaux sont prévus pour le montage sur palier de segments pivotants.

Les segments pivotants 24 présentent typiquement en direction circonférentielle une limitation avec zones déformées, par exemple une limitation de forme ondulée ou de forme cannelée, de sorte que les rouleaux à aiguilles 28 sont maintenus dans la fente de palier en cas d'écartement supérieur entre les segments pivotants 24. La denture 5 présente des flancs de denture qui ont la forme d'une spirale logarithmique. Cela signifie de préférence qu'au moins une partie des flancs de denture a la forme d'une spirale logarithmique. De manière typique, les flancs des segments dentés 71-73 sont formés en conséquence, donc également en forme de spirale logarithmique. Cela permet un contact sur toute la surface entre la denture 5 et les segments dentés 71-73 lors d'une venue en prise. Les segments dentés 71-73 de la fig. 2 peuvent être classés par groupes. Un premier groupe de premiers segments dentés 71 est respectivement en prise avec la denture 5 via le flanc de dent qui se situe dans le sens des aiguilles d'une montre. Le deuxième groupe de deuxièmes segments dentés 72 est en prise avec la denture 5 via ses flancs respectivement opposés. Au milieu entre ces deux groupes de segments dentés 71, 72 se trouve un segment denté central 73 qui est juste au maximum de la zone déformée du profil 22. Ce segment denté 73 n'est en prise avec la denture 5 avec aucun de ses flancs de dent, mais uniquement avec la pointe. La pointe du segment denté 73 est en contact avec le fond de dent correspondant de l'espacement de dent correspondant de la denture 5. Du fait que la précontrainte est créée entre le premier groupe de premiers segments dentés 71 et le deuxième groupe de deuxièmes segments dentés 72 et que la transmission de force se produit cependant sur le chemin court entre la roue creuse 3 et le porte-dents 11 via les segments dentés 71, 72, on obtient une rigidité élevée pour la transmission du couple de rotation, cependant une rigidité comparativement plus faible pour la précontrainte. Les segments dentés 71, 72, 73 sont fabriqués en acier de façon à être rigides en flexion, comme les autres composants de la transmission 1 qui sont représentés sur la fig. 2. A ce stade, il est également possible d'utiliser différentes nuances d'acier ou d'autres alliages de métaux, comme le titane ou des alliages de nickel ; en outre, des transmissions en matière synthétique sont aussi des modes de réalisation typiques.

La fig. 3 illustre un procédé typique de l'invention. Avec le procédé, on détermine tout d'abord dans une étape 100 la rigidité d'une transmission, par exemple conformément aux modes de réalisation de la fig. 1 ou 2 ou à une autre transmission dans un des modes de réalisation typiques conformes à l'invention, décrits plus haut. A ce stade, une telle transmission peut être construite sans précontrainte et la rigidité déterminée sur un banc d'essai. Un calcul, par exemple avec des éléments finis, est un autre moyen de déterminer la rigidité. Dans une étape suivante 110, une force de précontrainte souhaitée est sélectionnée pour la transmission. La force de précontrainte souhaitée peut être déterminée par une analyse de l'application et du comportement de rigidité nécessaire pour cela. Une autre possibilité consiste à prendre une valeur par défaut qui est spécifiée par un client ou un utilisateur de la transmission. A ce stade, l'expression « force de précontrainte » est à comprendre d'une manière générale tant comme une force que comme un couple de rotation. Par exemple, il est possible de définir à l'étape 110 que la force de précontrainte s'élève à 20 % de la charge nominale de la transmission, d'autres exemples sont 50 % ou 70 %. En outre, d'autres forces de précontrainte peuvent aussi être sélectionnées. La cinématique relative de la transmission est déterminée à l'étape 120. A ce stade, c'est notamment le rapport entre un mouvement radial d'un segment denté ou d'un prolongement de segment denté et une torsion en résultant de la transmission qui est intéressant. Ce rapport est déterminé notamment par l'angle avec lequel la denture vient en prise. Sur des modes de réalisation typiques, l'angle de venue en prise entre les segments dentés et la denture est au moins essentiellement constant, des valeurs habituelles se situant entre 20° et 50°, plus typiquement entre 25° et 40°. L'angle de venue en prise constant facilite la détermination d'une surlongueur à une précontrainte souhaitée. La détermination de la cinématique intervient de manière typique dans le cadre d'une observation géométrique analytique, mais une simulation avec des solides est également possible. A ce stade, la cinématique relative entre un segment denté et la denture présente typiquement un intérêt particulier, puisqu'on détermine de cette manière une relation entre un déplacement radial de la dent dans le porte-dents, d'une part, et une torsion du côté de la sortie de la transmission à une certaine valeur angulaire, d'autre part. Sur une transmission linéaire, on détermine en conséquence une relation entre un déplacement linéaire d'un segment denté par rapport à un déplacement linéaire d'une tige dentée ou d'un élément similaire. Dans une étape 130, on détermine alors, à partir des grandeurs ainsi calculées et de la force de précontrainte souhaitée, une surlongueur pour les segments dentés. D'une manière générale, il suffit de déterminer la surlongueur pour un des composants ou un groupe de composants de la transmission, donc par exemple pour l'élément d'entraînement, les segments pivotants, les rouleaux à aiguilles (le cas échéant), les segments dentés ou la denture respectivement la roue creuse. En outre, sur d'autres modèles de transmission, d'autres composants peuvent aussi être dotés d'une surlongueur pour créer une précontrainte intérieure. A l'exemple des segments dentés ou à l'exemple des segments pivotants, on prévoit, à partir des grandeurs calculées plus haut aux étapes 100 à 120, un prolongement correspondant ou une surlongueur correspondante des segments dentés, qui au regard de la cinématique correspond à un certain angle de torsion, cet angle de torsion tiré du diagramme de rigidité devant correspondre à son tour à la force de précontrainte préalablement sélectionnée. On détermine de cette manière une surlongueur à l'étape 130. On sélectionne ensuite à l'étape 140 une cote correspondante pour les segments dentés et on choisit les segments dentés correspondants pour l'assemblage de la transmission. Une autre possibilité typique consiste à roder le profil du disque à came conformément à la surlongueur par défaut. De cette manière, une légère adaptation est possible. Lors de la fabrication de modes de réalisation, il convient également de tenir compte typiquement des tolérances des différents composants. Il est ainsi possible de sélectionner, par formation de classes, des segments dentés bien assortis les uns aux autres. Lors d'un rodage du disque à came, on tient compte habituellement des grandeurs mesurées des composants, afin d'obtenir une géométrie exacte. L'assemblage de la transmission intervient alors à l'étape 150. L'exemple a été décrit à partir des segments dentés en tant que composant avec surlongueur, la possibilité existe également pour d'autres composants, notamment pour les composants décrits plus hauts à titre d'exemple. La fig. 4 illustre sur une vue schématique de côté une transmission 1 en tant qu'exemple de réalisation pour convertir un mouvement de rotation en un mouvement linéaire ou inversement. La transmission 1 comporte une tige intérieure 203 qui présente une denture 5 dans une zone centrale. La denture 5 de la tige 203 de la fig. 4 est similaire à la denture d'une tige filetée, la denture 5 de la tige 203 n'étant cependant pas utilisée comme filet. La tige 203 est bloquée dans son degré de liberté en rotation, c'est-à-dire qu'elle est montée de façon non rotative. L'exemple de réalisation de la fig. 4 comporte en outre un porte-dents 11 qui est agencé concentriquement par rapport à la tige 203. Le porte-dents 11 est à son tour entouré d'une manchette d'entraînement 220 qui est également agencée concentriquement par rapport à la tige 203. La manchette d'entraînement 220 est montée de façon rotative, le porte-dents 11 est bloqué, par contre, dans son degré de liberté en rotation et maintenu axialement, c'est-à-dire qu'il ne tourne pas par rapport à la tige 203. La manchette d'entraînement 220 entoure un disque à came intérieur avec profil pour entraîner les dents logées dans le porte-dents 11 (non illustré à la fig. 4). Les dents sont montées dans le porte-dents de façon à être déplaçables radialement et linéairement, de sorte à être arrangées pour une venue en prise avec la tige 203. En cas de rotation de la manchette d'entraînement 220, la tige 203 est déplacée par rapport au porte-dents 11 linéairement en direction d'un axe longitudinal 230 de la transmission 1. Il est possible de monter fixement le porte-dents en place, de tourner la manchette d'entraînement 220 et d'obtenir un mouvement linéaire ou une avance de la tige 203. L'avantage particulier par rapport à d'autres transmissions comparables pour une avance linéaire est que le porte-dents 11 et la tige 203 ne doivent pas être montés de façon rotative, de sorte qu'une force d'avance élevée et une rigidité élevée de la transmission peuvent être obtenues avec une transmission 1 de dimensions compactes. Les dents de la transmission 1 des fig. 4 et 5 sont fabriquées avec une surlongueur, de sorte que la transmission 1 présente une précontrainte intérieure. La fig. 5 illustre une vue en coupe partielle le long de l'axe longitudinal de la transmission de la fig. 4. A nouveau, les mêmes références sont utilisées pour des pièces identiques ou similaires et ces pièces ne sont pas décrites une nouvelle fois de manière détaillée.

Quatre rangées circonférentielles de forme circulaire d'ouvertures 15 dans lesquelles sont logées des dents 7 en quatre couronnes dentées, sont agencées dans le porte-dents 11. Les dents 7 viennent en prise dans la denture 5 de la tige 203.

La denture 5 de la tige 203 et les dents 7 sont agencées légèrement en oblique par rapport au plan de coupe, de sorte qu'on reconnaît également des parties des flancs des dents 7 et de la denture 5. Sur la coupe représentée à la fig. 3, les dents 7 illustrées sont entièrement sorties dans la position représentée de la transmission 1, de sorte que les têtes de dent des dents 7 sont agencées sur les têtes de la denture 5. Les dents 7 illustrées se situent à un point mort. D'autres dents qui sont agencées à d'autres endroits de la circonférence du porte-dents 11, ne sont pas entièrement sorties mais sont dans d'autres positions, par exemple également entièrement rentrées jusqu'au fond de dent de la denture 5 (point mort inférieur) ou en prise avec un flanc. Le mouvement radial des dents 7 s'effectue par l'entraînement avec un élément d'entraînement 20 en forme de disque à came. Le disque à came présente en tant qu'élément d'entraînement 20, comme expliqué ci-dessus, un profil variable sur la circonférence. Les dents 7 sont regroupées respectivement en paquets de deux, deux dents 7 voisines en direction longitudinale 230 étant logées respectivement dans un segment pivotant 24. Les segments pivotants 24 sont montés sur rouleaux à aiguilles 28 dans l'élément d'entraînement. L'élément d'entraînement 20 actionne une rangée circonférentielle de segments pivotants 24, dans laquelle sont agencées à nouveau deux rangées de dents 40. Le montage de deux dents 40 dans un segment pivotant 24 présente l'avantage, d'une part, d'immobiliser les segments pivotants 24 en rotation et de les fixer dans une position définie par rapport à une rotation autour d'une direction radiale de la transmission 1. A cet effet, les segments pivotants 24 présentent typiquement des évidements dans lesquels les pieds formés en conséquence viennent en prise avec des bourrelets des dents 7.

Le disque à came, avec la manchette d'entraînement 20, est monté avec des paliers à billes 260 sur le porte-dents 11. Le porte-dents 11 est pourvu d'un trou borgne 262 pour une fixation en place au moyen de vis. Le porte-dents 11 est fixé en place, par contre la tige 203 est uniquement bloquée en rotation et montée sur deux coussinets de palier 264 de façon à être déplaçable en direction axiale. Cependant, un montage sur palier de la tige 203 est déjà donné par les différentes couronnes dentées des dents 7 en direction axiale les unes derrière les autres. Lors d'un entraînement de la transmission 1 au droit de la manchette d'entraînement 20 et d'une rotation correspondante du disque à came en tant qu'élément d'entraînement avec profil, les dents 7 sont, en fonction de la position du disque à came 50 et de la position de la dent considérée 7, entraînées radialement vers l'intérieur par l'élément d'entraînement 20 ou entraînées radialement vers l'extérieur par la denture 5, le résultat se traduisant par un mouvement linéaire de la tige 203 par rapport au porte-dents 11. Sur des modes de réalisation typiques, la tige est montée sur un coussinet de palier lisse, également qualifié de coussinet de palier, de façon à être déplaçable en direction axiale. Le coussinet de palier glisse de préférence exclusivement sur les têtes de dents ou les pointes de dents de la denture de la tige. Ceci permet une construction simple. Sur d'autres exemples de réalisation, la tige est montée sur palier au moins à une extrémité. Cela implique une tige plus longue afin de créer suffisamment de place pour le montage, mais peut apporter une plus grande stabilité. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation 30 décrit ci-dessus, la portée de l'invention étant déterminée plutôt par les revendications ci-jointes.

Claims

REVENDICATIONS1. Transmission (1), notamment transmission coaxiale ou transmission linéaire, avec - une denture (5), - un porte-dents dans lequel est logée une pluralité de 5 segments dentés (71-73) pour une venue en prise avec la denture (5), les segments dentés (71-73) étant montés par rapport au porte-dents de façon à être déplaçables radialement, - un élément d'entraînement (20) avec un profil (22) pour l'entraînement radial des segments dentés montés de façon à être 10 déplaçables radialement (71-73), caractérisée en ce que la transmission (1) présente une précontrainte intérieure.
2. Transmission (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie des segments dentés 15 (71-73) est rigide en flexion.
3. Transmission (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que des chevilles et/ou des segments pivotants (24) sont agencés respectivement entre au moins les segments dentés (71-73) et le profil (22). 20
4. Transmission (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un segment denté (71-73) est respectivement relié de manière non solidaire à un segment pivotant (24).
5. Transmission (1) selon une des revendications 25 précédentes, caractérisée en ce que les segments dentés (71-73) sont guidés dans le porte-dents respectivement de façon radiale et/ou linéaire et/ou le degré de liberté en rotation des segments dentés (71-73) est bloqué par rapport au porte-dents autour de l'axe longitudinal de la transmission (1). 30
6. Transmission (1) selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins deux des segments dentés (71-73) s'appuient respectivement sur précisément un flanc de denture de la denture (5).
7. Transmission (1) selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un premier segment denté (71) enfoncé dans la denture (5) est en prise exclusivement avec son flanc de dent avant et un deuxième segment denté (72) enfoncé dans la denture (5) est en prise exclusivement avec son flanc de dent arrière avec un flanc de denture respectif de la denture (5)
8. Transmission (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que, dans un état non chargé de la 10 transmission (1), le premier segment denté (71) est serré fortement contre le deuxième segment denté (72).
9. Transmission (1) selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la précontrainte est produite par une surlongueur. 15
10. Transmission (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que la surlongueur s'élève au moins à 0,0001 % et/ou au maximum à 0,2 % du diamètre extérieur maximal de l'élément d'entraînement et/ou du diamètre de la denture (5).
11. Transmission (1) selon une des revendications 20 précédentes, caractérisée en ce que l'élément d'entraînement (20) comporte un disque à came.
12. Transmission (1) selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le profil (22) comporte une, deux, trois ou au moins quatre protubérances. 25
13. Transmission (1) selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la précontrainte correspond au moins à 5 % d'une charge nominale de la transmission (1).
14. Procédé de fabrication d'une transmission (1) avec une pluralité de composants, notamment transmission (1) selon 30 une des revendications 1 à 13, avec - Détermination d'une rigidité de la transmission (1), - Détermination d'une surlongueur en fonction de la rigidité et d'un couple de précontrainte souhaité, - Sélection de la taille d'un composant de la 35 transmission (1) avec la surlongueur, et - Montage de la transmission (1).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la surlongueur est également déterminée en fonction d'une cinématique relative entre au moins un des segments dentés (7173) et la denture (5) et/ou que la surlongueur est ajustée par rodage d'un profil (22) d'un élément d'entraînement (20).