FR3084124A1 - ROLLER SCREW MECHANISM WITH SURFACE SOUND WAVE TYPE SENSOR - Google Patents
ROLLER SCREW MECHANISM WITH SURFACE SOUND WAVE TYPE SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- FR3084124A1 FR3084124A1 FR1856733A FR1856733A FR3084124A1 FR 3084124 A1 FR3084124 A1 FR 3084124A1 FR 1856733 A FR1856733 A FR 1856733A FR 1856733 A FR1856733 A FR 1856733A FR 3084124 A1 FR3084124 A1 FR 3084124A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- nut
- screw
- sensor
- mechanism according
- thread
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2247—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
- F16H25/2252—Planetary rollers between nut and screw
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/01—Monitoring wear or stress of gearing elements, e.g. for triggering maintenance
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/0405—Monitoring quality of lubricant or hydraulic fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
- F16H57/0497—Screw mechanisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
Abstract
L'invention concerne un mécanisme (10) de vis à rouleaux comprenant une vis (12), un écrou (16) disposé autour et coaxialement à ladite vis (12), une pluralité de rouleaux (20) disposés dans un espace radial (22) entre la vis (12) et l'écrou (16), et pourvus chacun de dentures extérieures (26, 28) à leurs extrémités et disposées axialement de part et d'autre du filetage extérieur (24). Des couronnes (34, 36) solidaires de l'écrou (16) et pourvues de dentures de synchronisation (38, 40) intérieures sont en prise avec les dentures extérieures (26, 28) desdits rouleaux (20). Un lubrifiant est pourvu dans ledit espace radial (22). L'écrou (16) est pourvu d'au moins une surface intérieure (54, 56) cylindrique disposée axialement entre une couronne (34, 36) et le filetage intérieur (18) de l'écrou (16), le mécanisme (10) de vis à rouleaux comprenant au moins un capteur (60, 62) de type à ondes acoustiques de surface afin de mesurer un paramètre physique dudit mécanisme (10) et disposé dans ladite au moins une surface intérieure cylindrique (54, 56) de l'écrou (16).The invention relates to a roller screw mechanism (10) comprising a screw (12), a nut (16) arranged around and coaxially with said screw (12), a plurality of rollers (20) arranged in a radial space (22 ) between the screw (12) and the nut (16), and each provided with external teeth (26, 28) at their ends and arranged axially on either side of the external thread (24). Crowns (34, 36) integral with the nut (16) and provided with internal synchronization teeth (38, 40) are engaged with the external teeth (26, 28) of said rollers (20). A lubricant is provided in said radial space (22). The nut (16) is provided with at least one cylindrical inner surface (54, 56) disposed axially between a crown (34, 36) and the internal thread (18) of the nut (16), the mechanism (10 ) of roller screws comprising at least one surface acoustic wave type sensor (60, 62) for measuring a physical parameter of said mechanism (10) and disposed in said at least one cylindrical interior surface (54, 56) of the 'nut (16).
Description
Mécanisme de vis à rouleaux équipé d'un capteur de type à ondes acoustiques de surfaceRoller screw mechanism equipped with a surface acoustic wave type sensor
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne le domaine des mécanismes de vis à rouleaux permettant de transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation linéaire, et inversement.The present invention relates to the field of roller screw mechanisms for transforming a rotational movement into a linear translational movement, and vice versa.
Etat de la technique antérieurState of the art
Un tel mécanisme est pourvu d'une vis comprenant un filetage extérieur, d'un écrou disposé autour de la vis et comprenant un filetage intérieur, et d'une pluralité de rouleaux longitudinaux présentant un filetage extérieur en prise avec les filetages extérieur et intérieur de la vis et de l'écrou.Such a mechanism is provided with a screw comprising an external thread, a nut disposed around the screw and comprising an internal thread, and a plurality of longitudinal rollers having an external thread engaged with the external and internal threads of the screw and nut.
De manière avantageuse, l'espace défini radialement entre l'écrou est la vis et dans lequel sont arrangés les rouleaux est clos de manière étanche et est pourvu de lubrifiant, en particulier de la graisse. Cette lubrification interne au mécanisme permet de limiter la température interne du mécanisme. La détérioration des parties mobiles, en particulier les surfaces de contact entre leurs filetages, est réduite afin de maintenir la qualité de la liaison mécanique de rotation et/ou de translation linéaire fournie par le mécanisme. La durée de vie des composants internes du mécanisme est accrue et le risque de casse, notamment en mode de fonctionnement, est réduit.Advantageously, the space defined radially between the nut is the screw and in which the rollers are arranged is sealed and is provided with lubricant, in particular grease. This internal lubrication to the mechanism limits the internal temperature of the mechanism. The deterioration of the moving parts, in particular the contact surfaces between their threads, is reduced in order to maintain the quality of the mechanical rotation and / or linear translation connection provided by the mechanism. The service life of the internal components of the mechanism is increased and the risk of breakage, especially in operating mode, is reduced.
Dans un type de mécanisme de vis à rouleaux appelé vis à rouleaux satellites, les filetages des rouleaux et le filetage de l'écrou présentent des angles d'hélice identiques entre eux et différents de celui du filetage de la vis de sorte que, lorsque la vis tourne par rapport à l'écrou, les rouleaux tournent sur eux-mêmes et roulent autour de la vis sans se déplacer axialement à l'intérieur de l'écrou. Les rouleaux sont guidés en rotation parallèlement à l'axe de la vis par l'intermédiaire de couronnes comprenant des dentures de synchronisation intérieures en prise avec des dentures extérieures desdits rouleaux.In a type of roller screw mechanism called satellite roller screw, the threads of the rollers and the thread of the nut have helix angles identical to each other and different from that of the thread of the screw so that when the screw rotates relative to the nut, the rollers rotate on themselves and roll around the screw without moving axially inside the nut. The rollers are guided in rotation parallel to the axis of the screw by means of crowns comprising internal synchronization teeth in engagement with external teeth of said rollers.
Il est connu d'équiper un tel mécanisme de vis à rouleaux de moyens afin d'assurer la mesure, le contrôle et l'analyse de paramètres clés des parties mobiles dans ledit mécanisme. La connaissance de la valeur et des variations d'un paramètre tel la viscosité du lubrifiant permet de quantifier l'efficacité du mécanisme ainsi que ses conditions de fonctionnement, de détecter et d'anticiper les usures et éventuelles défaillances des parties mobiles.It is known to equip such a roller screw mechanism with means to ensure the measurement, control and analysis of key parameters of the moving parts in said mechanism. Knowing the value and variations of a parameter such as the viscosity of the lubricant makes it possible to quantify the efficiency of the mechanism as well as its operating conditions, to detect and anticipate wear and possible failures of the moving parts.
Cependant, il est particulièrement complexe d'intégrer des capteurs dans un mécanisme de vis à rouleaux en raison des rotations et déplacement relatifs concomitant des différentes parties mobiles. De plus, le capteur doit être positionné dans un endroit pertinent et représentatif du paramètre mesuré dans le mécanisme. Dans le cas de la mesure de viscosité, il est indispensable que le capteur soit logé dans l'espace radial étanche entre la vis et l'écrou, ce qui rend complexe son intégration.However, it is particularly complex to integrate sensors into a roller screw mechanism due to the concomitant relative rotation and displacement of the different moving parts. In addition, the sensor must be positioned in a relevant location representative of the parameter measured in the mechanism. In the case of viscosity measurement, it is essential that the sensor is housed in the sealed radial space between the screw and the nut, which makes its integration complex.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.The present invention aims to remedy this drawback.
Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un mécanisme de vis à rouleaux facile à fabriquer et présentant une durée de vie accrue.More particularly, the present invention aims to provide a roller screw mechanism that is easy to manufacture and has an increased service life.
L'invention concerne un mécanisme de vis à rouleaux comprenant une vis avec un filetage extérieur, un écrou disposé autour et coaxialement à ladite vis, ledit écrou comprenant un filetage intérieur, et une pluralité de rouleaux disposés dans un espace radial entre la vis et l'écrou et pourvus chacun d'un filetage extérieur en prise avec ledit filetage extérieur de la vis et ledit filetage intérieur de l'écrou. Les rouleaux sont également pourvus chacun de dentures extérieures à leurs extrémités et disposées axialement de part et d'autre du filetage extérieur. Le mécanisme de vis à rouleaux comprend également des couronnes solidaires de l'écrou et pourvues de dentures de synchronisation intérieures en prise avec les dentures extérieures desdits rouleaux. Un lubrifiant est pourvu dans ledit espace radial.The invention relates to a roller screw mechanism comprising a screw with an external thread, a nut arranged around and coaxially with said screw, said nut comprising an internal thread, and a plurality of rollers arranged in a radial space between the screw and the 'nut and each provided with an external thread engaged with said external thread of the screw and said internal thread of the nut. The rollers are also each provided with external teeth at their ends and arranged axially on either side of the external thread. The roller screw mechanism also comprises crowns integral with the nut and provided with internal synchronization teeth in engagement with the external teeth of said rollers. A lubricant is provided in said radial space.
Selon l'invention, l'écrou est pourvu d'au moins une surface intérieure cylindrique disposée axialement entre une couronne et le filetage intérieur de l'écrou. Le mécanisme de vis à rouleaux comprend également au moins un capteur de type à ondes acoustiques de surface afin de mesurer un paramètre physique du mécanisme. Ledit capteur est pourvu d'un support solide, d'une première série d'électrodes disposées sur ledit support et excitables électriquement afin de générer des ondes acoustiques se déplaçant à une surface du support en contact avec le lubrifiant pour être reçues par une seconde série d'électrodes disposées sur ledit support et à distance axiale de la première série d'électrodes. Ledit au moins un capteur est disposé dans ladite au moins une surface intérieure cylindrique de l'écrou.According to the invention, the nut is provided with at least one cylindrical inner surface disposed axially between a crown and the internal thread of the nut. The roller screw mechanism also includes at least one surface acoustic wave type sensor for measuring a physical parameter of the mechanism. Said sensor is provided with a solid support, with a first series of electrodes disposed on said support and electrically excitable in order to generate acoustic waves traveling on a surface of the support in contact with the lubricant to be received by a second series electrodes arranged on said support and at an axial distance from the first series of electrodes. Said at least one sensor is arranged in said at least one cylindrical inner surface of the nut.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de I invention, prises isolément ou en combinaison :According to other advantageous but not compulsory characteristics of the invention, taken individually or in combination:
- Les couronnes pourvues des dentures de synchronisation sont rapportées chacune à une portion cylindrique non filetée de l'écrou.- The crowns provided with synchronization teeth are each attached to a non-threaded cylindrical portion of the nut.
- Les couronnes sont formées monobloc avec l'écrou, les dentures de synchronisation étant formées dans l'écrou.- The crowns are formed in one piece with the nut, the synchronization teeth being formed in the nut.
Les rouleaux sont pourvus chacun, à chaque extrémité, d'un tourillon cylindrique s'étendant axialement vers l'extérieur à partir de la denture extérieure.The rollers are each provided, at each end, with a cylindrical journal extending axially outward from the external toothing.
Le mécanisme de vis à rouleaux comprend deux bagues annulaires montées chacune radialement entre la vis et l'écrou et axialement de part et d'autre des rouleaux, et pourvues chacune d'une pluralité d'évidement cylindriques traversants répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et à l'intérieur desquels sont logés les tourillons des rouleaux.The roller screw mechanism comprises two annular rings each mounted radially between the screw and the nut and axially on either side of the rollers, and each provided with a plurality of through cylindrical recesses distributed evenly in the direction circumferential and inside which are housed the pins of the rollers.
- Le paramètre physique mesuré par le au moins un capteur est la température, la pression, ou la viscosité du lubrifiant.- The physical parameter measured by the at least one sensor is the temperature, pressure, or viscosity of the lubricant.
Le support solide du capteur de type à ondes acoustiques de surface est réalisé en matériau piézoélectrique.The solid support of the surface acoustic wave type sensor is made of piezoelectric material.
Le capteur est monté à la surface intérieure d'une carte à circuit imprimé flexible qui est logée dans la surface intérieure cylindrique de l'écrou.The sensor is mounted on the interior surface of a flexible printed circuit board which is housed in the cylindrical interior surface of the nut.
L écrou est pourvu de deux surfaces cylindriques intérieures axialement de part et d'autre du filetage intérieur, chacune desdites surfaces étant pourvues d'au moins un capteur de type à ondes acoustiques surfaciques.The nut is provided with two internal cylindrical surfaces axially on either side of the internal thread, each of said surfaces being provided with at least one sensor of the surface acoustic wave type.
- La première série d'électrodes est destinée à être reliée à une alimentation électrique directement par des câbles électriques passant à travers l'écrou.- The first series of electrodes is intended to be connected to an electrical supply directly by electrical cables passing through the nut.
- La première série d'électrodes est destinée à être reliée à une alimentation électrique indirectement par radio fréquence, par exemple par un système de type communication en champ proche (en anglais « near-field communication »).- The first series of electrodes is intended to be connected to a power supply indirectly by radio frequency, for example by a near-field communication type system (in English "near-field communication").
- La seconde série d'électrodes est destinée à être reliée à un récepteur directement par des câbles électriques passant à travers l'écrou.- The second series of electrodes is intended to be connected to a receiver directly by electrical cables passing through the nut.
L'invention concerne également un vérin d'actionnement comprenant un moyen d'entraînement en rotation et un mécanisme de vis à rouleaux selon l'une quelconque des modes de réalisations décrits précédemment, la vis étant couplée au moyen d'entraînement.The invention also relates to an actuating cylinder comprising a rotary drive means and a roller screw mechanism according to any one of the embodiments described above, the screw being coupled to the drive means.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs, et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :The present invention will be better understood on studying the detailed description of embodiments taken by way of non-limiting examples, and illustrated by the appended drawings in which:
- la Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un mécanisme de vis à rouleaux selon l'invention ;- Figure 1 is an axial sectional view of a roller screw mechanism according to the invention;
- la Figure 2 est une vue du détail B de la Figure 1 ;- Figure 2 is a view of detail B of Figure 1;
- la Figure 3 est une vue en coupe selon l'axe I-I de la Figure 1 ;- Figure 3 is a sectional view along the axis I-I of Figure 1;
- la Figure 4 est une vue du détail A de la Figure 3 ; et- Figure 4 is a view of detail A of Figure 3; and
- la Figure 5 est une vue de dessus d'un capteur de type à ondes acoustiques de surface pour le mécanisme de la Figure 1.- Figure 5 is a top view of a surface acoustic wave type sensor for the mechanism of Figure 1.
Description détailléedetailed description
Sur les Figures 1 à 4, un mécanisme de vis à rouleaux satellites, référencé 10 dans son ensemble, comprend une vis 12, d'axe X12, pourvue d'un filetage 14 extérieur, un écrou 16 monté coaxialement autour de la vis 12 et pourvu d'un filetage 18 intérieur dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur du filetage 14, et une pluralité de rouleaux 20 longitudinaux disposés dans un espace 22 défini radialement entre la vis 12 et l'écrou 16. La vis 12 s'étend longitudinalement à travers un alésage cylindrique de l'écrou 16 sur lequel est formé le filetage 18 intérieur. De manière particulièrement avantageuse, l'espace 22 radial est pourvu de lubrifiant, par exemple de graisse.In Figures 1 to 4, a satellite roller screw mechanism, referenced 10 as a whole, comprises a screw 12, of axis X12, provided with an external thread 14, a nut 16 mounted coaxially around the screw 12 and provided with an internal thread 18 whose internal diameter is greater than the external diameter of the thread 14, and a plurality of longitudinal rollers 20 disposed in a space 22 defined radially between the screw 12 and the nut 16. The screw 12 extends longitudinally through a cylindrical bore of the nut 16 on which the internal thread 18 is formed. In a particularly advantageous manner, the radial space 22 is provided with lubricant, for example grease.
Les rouleaux 20 sont identiques entre eux et répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel autour de la vis 12. Chaque rouleau 20 s'étend selon un axe X20 parallèle à l'axe X12 de la vis 12, et comprend un filetage extérieur 24 en prise avec le filetage 14 extérieur de la vis 12 et le 5 filetage 18 intérieur de l'écrou 16.The rollers 20 are identical to each other and distributed evenly in the circumferential direction around the screw 12. Each roller 20 extends along an axis X20 parallel to the axis X12 of the screw 12, and comprises an external thread 24 in taken with the external thread 14 of the screw 12 and the internal thread 5 of the nut 16.
Chaque rouleau 20 comprend en outre, à chaque extrémité longitudinale, une denture 26, 28 extérieure et un tourillon 30, 32 cylindrique s'étendant axialement vers l'extérieur à partir de la denture. Les dentures 26, 28 sont disposées axialement de part et d'autre du filetage extérieur 24. Les dentures 10 26, 28 comprennent chacune une pluralité de dents radiales identiques entre elles et espacées les unes par rapport aux autres de manière régulière dans le sens circonférentiel. Dans l'exemple illustré, les surfaces extérieures des dentures 26, 28 sont taraudées de manière à pouvoir s'engager avec le filetage 14 extérieur de la vis 12. Selon un mode de réalisation alternatif, les 15 surfaces extérieures des dentures 26, 28 peuvent être des portions cylindriques et décalées radialement par rapport au filetage 14 extérieur de la vis 12.Each roller 20 further comprises, at each longitudinal end, an external toothing 26, 28 and a cylindrical pin 30, 32 extending axially outward from the toothing. The teeth 26, 28 are arranged axially on either side of the external thread 24. The teeth 10 26, 28 each comprise a plurality of radial teeth which are identical to each other and are spaced apart from each other in a regular manner in the circumferential direction . In the example illustrated, the external surfaces of the teeth 26, 28 are tapped so as to be able to engage with the external thread 14 of the screw 12. According to an alternative embodiment, the external surfaces of the teeth 26, 28 can be cylindrical portions and offset radially with respect to the external thread 14 of the screw 12.
Le mécanisme 10 est également pourvu de deux couronnes 34, 36 pourvues chacune de dentures 38, 40 intérieures, respectivement. Les 20 couronnes 34, 36 sont disposées radialement entre la vis 12 et l'écrou 16, et axialement de part et d'autre du filetage 18 intérieur de l'écrou 16. Dans I exemple illustre, les couronnes 34, 36 sont rapportées chacune à une portion cylindrique non filetée de l'écrou 16. L'alésage de l'écrou 16 est étagé afin de recevoir lesdites couronnes 34, 36 avec un encombrement radial réduit. Les 25 couronnes 34, 36 sont solidaires de l'écrou 16 par tout moyen de fixation approprié, par exemple par des vis ou des rivets. Selon un mode de réalisation alternatif, les couronnes 34, 36 sont formées monobloc avec l'écrou 16, les dentures intérieures étant alors formées sur l'alésage dudit écrou axialement de part et d'autre du filetage 18 intérieur de l'écrou 16. Chaque denture 38, 30 40 intérieure est respectivement en prise avec la denture 26, 28 extérieure des rouleaux 20 pour leur synchronisation dans leur mouvement de rotation autour de la vis 12. Les dentures 38, 40 intérieures des couronnes 34, 36 sont identiques.The mechanism 10 is also provided with two crowns 34, 36 each provided with internal toothing 38, 40, respectively. The 20 crowns 34, 36 are arranged radially between the screw 12 and the nut 16, and axially on either side of the internal thread 18 of the nut 16. In the example illustrated, the crowns 34, 36 are each reported to a non-threaded cylindrical portion of the nut 16. The bore of the nut 16 is stepped in order to receive said crowns 34, 36 with a reduced radial size. The crowns 34, 36 are secured to the nut 16 by any suitable fixing means, for example by screws or rivets. According to an alternative embodiment, the rings 34, 36 are formed in one piece with the nut 16, the internal toothing then being formed on the bore of said nut axially on either side of the internal thread 18 of the nut 16. Each internal toothing 38, 30 40 is respectively engaged with the external toothing 26, 28 of the rollers 20 for their synchronization in their rotational movement around the screw 12. The internal toothing 38, 40 of the crowns 34, 36 are identical.
Le mécanisme 10 comprend encore deux bagues 42, 44 annulaires montées chacune radialement entre le filetage 14 de la vis 12 et l'écrou 16 et decalee axialement vers l'extérieur par rapport à la couronne 34, 36 associée. Chaque bague 42, 44 est montée axialement dans une portion de la couronne 34, 36 correspondante en étant libre dans le sens circonférentiel par rapport auxdites couronnes et à l'écrou. Chaque bague 42, 44 comprend une pluralité d'évidements 46, 48, respectivement, cylindriques traversants qui sont répartis de manière régulière dans le sens circonférentiel et à l'intérieur desquels sont logés les tourillons 30, 32 cylindriques des rouleaux 20. Les rouleaux 20 sont ainsi maintenus selon un espacement circonférentiel régulier. Le mécanisme 10 comprend également des joncs 50, 52 montés chacun dans une gorge (non référencée) ménagée dans une portion de la couronne 34, 36 correspondante, et prévus pour maintenir axialement la bague 42, 44 correspondante.The mechanism 10 further comprises two annular rings 42, 44 each mounted radially between the thread 14 of the screw 12 and the nut 16 and offset axially outwards relative to the associated crown 34, 36. Each ring 42, 44 is mounted axially in a portion of the corresponding ring 34, 36 while being free in the circumferential direction relative to said rings and to the nut. Each ring 42, 44 includes a plurality of through cylindrical recesses 46, 48, which are evenly distributed in the circumferential direction and inside which are housed the cylindrical pins 30, 32 of the rollers 20. The rollers 20 are thus maintained at a regular circumferential spacing. The mechanism 10 also includes rods 50, 52 each mounted in a groove (not referenced) formed in a portion of the corresponding ring 34, 36, and designed to hold the corresponding ring 42, 44 axially.
Conformément à l'invention, l'écrou 16 est pourvu de deux portions 54, 56 d'alesage ayant une surface intérieure cylindrique. Une première portion 54 intérieure cylindrique est disposée axialement entre la couronne 34 et le filetage 18 intérieur de l'écrou 16, et une seconde portion 56 intérieure cylindrique est disposée axialement entre la couronne 36 et le filetage 18 intérieur de l'écrou 16. Les deux portions 54, 56 encadrent axialement le filetage 18. Les surfaces intérieures cylindriques des portions 54, 56 sont décalées radialement par rapport aux rouleaux 20 de manière à former des espaces radiaux annulaires de part et d'autre axialement des filetages 18, 24 de l'écrou 16 et des rouleaux 20, respectivement.According to the invention, the nut 16 is provided with two portions 54, 56 of bores having a cylindrical interior surface. A first cylindrical inner portion 54 is disposed axially between the crown 34 and the internal thread 18 of the nut 16, and a second cylindrical inner portion 56 is disposed axially between the crown 36 and the internal thread 18 of the nut 16. The two portions 54, 56 axially frame the thread 18. The cylindrical inner surfaces of the portions 54, 56 are offset radially with respect to the rollers 20 so as to form annular radial spaces on either side axially of the threads 18, 24 of the nut 16 and rollers 20, respectively.
Le mécanisme 10 de vis à rouleaux comprend également deux capteurs 60, 62 de type à ondes acoustiques de surface afin de mesurer un paramètre physique du mécanisme. Le paramètre physique mesuré par le au moins un capteur est la température, la pression, ou la viscosité du lubrifiant pour à l'espace 22 radial entre la vis 12 et l'écrou 16 dans lequel sont logés les rouleaux 20.The roller screw mechanism 10 also includes two surface acoustic wave type sensors 60, 62 in order to measure a physical parameter of the mechanism. The physical parameter measured by the at least one sensor is the temperature, the pressure, or the viscosity of the lubricant for the radial space 22 between the screw 12 and the nut 16 in which the rollers 20 are housed.
Seul le capteur 62 est illustré en détail en Figures 2, 4 et 5, le capteur 60 étant similaire. Le capteur 62 est pourvu d'un support solide 64. Le support solide 64 est avantageusement réalisé en matériau piézoélectrique. Le support 64 est monté à la surface intérieure d'une carte à circuit imprimé 70 flexible qui est logée dans la surface intérieure cylindrique de la portion 56 d'alésage de l'écrou 16. Le support 64 est avantageusement solidaire de la carte 70, par exemple par collage. La carte 70 est avantageusement annulaire dans la portion 56 de l'écrou 16. La carte 70 est avantageusement solidaire de ladite portion 56, par exemple par collage.Only the sensor 62 is illustrated in detail in Figures 2, 4 and 5, the sensor 60 being similar. The sensor 62 is provided with a solid support 64. The solid support 64 is advantageously made of piezoelectric material. The support 64 is mounted on the interior surface of a flexible printed circuit card 70 which is housed in the cylindrical interior surface of the bore portion 56 of the nut 16. The support 64 is advantageously secured to the card 70, for example by gluing. The card 70 is advantageously annular in the portion 56 of the nut 16. The card 70 is advantageously secured to said portion 56, for example by gluing.
Le capteur 62 comprend également une première série d'électrodes 66 disposées sur ledit support 64. Ces électrodes 66 sont excitables électriquement afin de générer des ondes acoustiques se déplaçant à une surface du support 64 en contact avec le lubrifiant pour être reçues par une seconde série d'électrodes 68 disposées sur ledit support 64. La seconde série d'électrodes 68 est disposée à distance axiale de la première série d'électrodes 66, de manière à former une surface de propagation pour les ondes acoustiques.The sensor 62 also comprises a first series of electrodes 66 disposed on said support 64. These electrodes 66 are electrically excitable in order to generate acoustic waves traveling on a surface of the support 64 in contact with the lubricant to be received by a second series electrodes 68 arranged on said support 64. The second series of electrodes 68 is disposed at an axial distance from the first series of electrodes 66, so as to form a propagation surface for the acoustic waves.
Les électrodes de la première série 66 sont connectées à une alimentation electnque (non représentée) extérieure au mécanisme 10. Ladite connexion peut être direct, par l'intermédiaire de câbles électriques passant à travers l'écrou 16, ou indirect, par l'intermédiaire de radio fréquence, par exemple par un système de type communication en champ proche (en anglais « near-field communication »). Ledit au moins un capteur est disposé dans ladite au moins une surface intérieure cylindrique de l'écrou.The electrodes of the first series 66 are connected to an electrical supply (not shown) external to the mechanism 10. Said connection can be direct, via electrical cables passing through the nut 16, or indirect, via radio frequency, for example by a near field communication type system (in English "near-field communication"). Said at least one sensor is arranged in said at least one cylindrical inner surface of the nut.
Les électrodes de la seconde série 68 sont connectées à un récepteur (non représenté) extérieur au mécanisme 10. De manière similaire, la connexion peut être directe ou indirecte.The electrodes of the second series 68 are connected to a receiver (not shown) external to the mechanism 10. Similarly, the connection can be direct or indirect.
La capteur 62 fonctionne de la manière décrite ci-après. Lorsque les electrodes de la première série 66 sont excitées électriquement par une alimentation électrique, lesdites électrodes génèrent des ondes acoustiques. Ces ondes acoustiques se propagent en direction de la seconde série d électrodes 68, dans l'espace axial défini entre les deux séries 66, 68, et à la surface du support 64 en matériau piézoélectrique. Ces ondes se propagent donc sur une surface en contact direct avec le lubrifiant, et va donc être affectée par les conditions physiques dudit lubrifiant. Dans le cas où la viscosité du lubrifiant est le paramètre physique à mesurer, la fréquence de resonance et l'amplitude des ondes de surface vont être directement modifiées en fonction de la valeur de la viscosité. La seconde série d'électrodes 68 reçoivent ces ondes acoustiques à l'issue de leur propagation. Les caractéristiques de ces ondes, en particulier la fréquence de résonance et l'amplitude, vont alors être transmises par ces électrodes réceptrices 68 vers un récepteur extérieur au mécanisme 10. Ces caractéristiques des ondes 5 reçues vont alors être analysées et, par corrélation, le paramètre physique du lubrifiant souhaité peut être déduit.The sensor 62 operates in the manner described below. When the electrodes of the first series 66 are electrically excited by a power supply, said electrodes generate acoustic waves. These acoustic waves propagate in the direction of the second series of electrodes 68, in the axial space defined between the two series 66, 68, and on the surface of the support 64 made of piezoelectric material. These waves therefore propagate on a surface in direct contact with the lubricant, and will therefore be affected by the physical conditions of said lubricant. In the case where the viscosity of the lubricant is the physical parameter to be measured, the resonance frequency and the amplitude of the surface waves will be directly modified as a function of the value of the viscosity. The second series of electrodes 68 receive these acoustic waves at the end of their propagation. The characteristics of these waves, in particular the resonant frequency and the amplitude, will then be transmitted by these receiving electrodes 68 to a receiver external to the mechanism 10. These characteristics of the waves 5 received will then be analyzed and, by correlation, the physical parameter of the desired lubricant can be deduced.
Le capteur 60 est monté dans la portion 54 de l'écrou 16, et a une structure similaire au capteur 62. Grâce à une structure d'écrou 16 pourvue de deux surfaces cylindriques intérieures de portions 54, 56 d'alésage axialement 10 de part et d'autre du filetage intérieur 18, chacune desdites portions 54, 56 étant pourvues d au moins un capteur 60, 62 de type à ondes acoustiques surfaciques, il est possible de procéder à de mesures d'un paramètre du mécanisme 10, et plus précisément du lubrifiant dans l'espace 22, dans les deux directions axiales de translation de la vis 12.The sensor 60 is mounted in the portion 54 of the nut 16, and has a structure similar to the sensor 62. By virtue of a nut structure 16 provided with two internal cylindrical surfaces of portions 54, 56 of bore axially 10 on the side and on the other side of the internal thread 18, each of said portions 54, 56 being provided with at least one sensor 60, 62 of surface acoustic wave type, it is possible to carry out measurements of a parameter of the mechanism 10, and more precisely of the lubricant in the space 22, in the two axial directions of translation of the screw 12.
En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation peuvent être, en totalité et seulement pour certaines d'entre elles, combinées entre elles. Ainsi, le mécanisme de vis à rouleaux peut être adapté en termes de coûts, de performance et de simplicité de mise en œuvre.In addition, the technical characteristics of the various embodiments can be, in whole and only for some of them, combined with one another. Thus, the roller screw mechanism can be adapted in terms of costs, performance and simplicity of implementation.
Claims (8)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1856733A FR3084124B1 (en) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | SCREW MECHANISM EQUIPPED WITH A SURFACE ACOUSTIC WAVE TYPE SENSOR |
| DE102019118008.2A DE102019118008B4 (en) | 2018-07-20 | 2019-07-03 | Roller screw with SAW (surface acoustic wave) sensor |
| CH00897/19A CH715214B1 (en) | 2018-07-20 | 2019-07-10 | Roller screw with SAW (surface acoustic wave) sensor. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1856733 | 2018-07-20 | ||
| FR1856733A FR3084124B1 (en) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | SCREW MECHANISM EQUIPPED WITH A SURFACE ACOUSTIC WAVE TYPE SENSOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3084124A1 true FR3084124A1 (en) | 2020-01-24 |
| FR3084124B1 FR3084124B1 (en) | 2020-10-09 |
Family
ID=63491779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1856733A Active FR3084124B1 (en) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | SCREW MECHANISM EQUIPPED WITH A SURFACE ACOUSTIC WAVE TYPE SENSOR |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH715214B1 (en) |
| DE (1) | DE102019118008B4 (en) |
| FR (1) | FR3084124B1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020102205A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Hiwin Technologies Corp. | Transmission mechanism with monitoring function |
| CN113446370B (en) * | 2020-03-26 | 2022-07-15 | 上银科技股份有限公司 | Self-lubricating ball screw |
| JP6997825B2 (en) * | 2020-04-17 | 2022-01-18 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | Self-lubricating ball screw |
| CN111779810B (en) * | 2020-06-01 | 2022-04-08 | 北京精密机电控制设备研究所 | Planetary roller screw |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19706486A1 (en) * | 1997-02-19 | 1998-08-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Device and method for determining the state of aging of liquid media |
| FR3026454A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-01 | Skf Ab | ROLLER SCREW MECHANISM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19850803A1 (en) | 1998-11-04 | 2000-05-11 | Bosch Gmbh Robert | Sensor arrangement and a method for determining the density and viscosity of a liquid |
| FR3026455B1 (en) | 2014-09-29 | 2016-10-14 | Skf Ab | INTEGRATED CURVED ROLLER SCREW MECHANISM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME |
| US10823275B2 (en) | 2015-09-11 | 2020-11-03 | Aktiebolaget Skf | Roller screw mechanism with magnetized means |
-
2018
- 2018-07-20 FR FR1856733A patent/FR3084124B1/en active Active
-
2019
- 2019-07-03 DE DE102019118008.2A patent/DE102019118008B4/en active Active
- 2019-07-10 CH CH00897/19A patent/CH715214B1/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19706486A1 (en) * | 1997-02-19 | 1998-08-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Device and method for determining the state of aging of liquid media |
| FR3026454A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-01 | Skf Ab | ROLLER SCREW MECHANISM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102019118008B4 (en) | 2022-11-10 |
| CH715214B1 (en) | 2022-10-31 |
| DE102019118008A1 (en) | 2020-01-23 |
| CH715214A2 (en) | 2020-01-31 |
| FR3084124B1 (en) | 2020-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR3084124A1 (en) | ROLLER SCREW MECHANISM WITH SURFACE SOUND WAVE TYPE SENSOR | |
| EP2612044B1 (en) | Connecting rod for aerospace mechanism and aerospace mechanism comprising such a connecting rod | |
| FR2549597A1 (en) | AXIAL MECHANICAL SEAL AND METHOD FOR MONITORING THE WEAR OF THE SEALING SHEETS OF SUCH A SEAL | |
| EP1798076A1 (en) | Mounting patch for mounting an electronic assembly on a pneumatic tire | |
| EP3754225B1 (en) | Electromechanical actuator with integrated force sensor | |
| FR3082902A1 (en) | BALL BEARING, UNIT OF LOADED TORQUE MEASUREMENT EQUIPPED WITH SUCH BEARING, AND TEST BENCH FOR ROTATING DEVICE EQUIPPED WITH SUCH A MEASUREMENT UNIT | |
| EP2516985A1 (en) | Monitoring device for a viscoelastic material | |
| FR2966503A1 (en) | SENSOR ASSEMBLY FOR TURBINE ENGINE | |
| FR3011607A3 (en) | ELECTRIC ACTUATOR EQUIPPED WITH CHARGE DETECTION DEVICE | |
| FR2966502A1 (en) | PROBE HOLDER FOR TURBINE ENGINE SENSOR | |
| EP3289329A1 (en) | Deformation measuring torque meter | |
| FR3078405A1 (en) | UNIT OF FRICTION TORQUE MEASUREMENT UNDER LOAD, AND TEST BENCH FOR ROTATING DEVICE EQUIPPED WITH SUCH A UNIT OF MEASUREMENT | |
| FR2997463A1 (en) | FIXING SYSTEM FOR ELECTRICAL EQUIPMENT ON A METAL SUPPORT AND ELECTRICAL EQUIPMENT THEREFOR | |
| FR3078402A1 (en) | TEST BENCH FOR ROTATING DEVICE, ESPECIALLY FOR SUSPENSION STOP | |
| FR2459462A1 (en) | Diaphragm dynamometer for measurement of applied force - has axial guide assembly with capacitive sensor on load shaft | |
| FR3081697A1 (en) | ELECTRODE FOR RECORDING A PHYSIOLOGICAL ELECTRICAL SIGNAL, SENSOR AND DEVICE THEREFOR | |
| FR3012605A1 (en) | TORSION DEFORMATION MEASURING DEVICE AND / OR TRACTION DEVICE | |
| FR2966500A1 (en) | COMMUNICATION SYSTEM FOR TURBINE ENGINE | |
| FR3005630A1 (en) | BICYCLE PEDAL WITH AT LEAST ONE SENSOR | |
| FR2966501A1 (en) | SHOULDER SENSOR FOR ABSORPTION OF GRAVITATIONAL LOADS | |
| EP3388808B1 (en) | Device for detecting pressure with mechanical uncoupling | |
| EP3037659A1 (en) | System for generating electrical power in situ for submarine or overhead cable | |
| EP4214822A1 (en) | Rotor for an electric motor equipped with an electronic circuit | |
| WO2011026555A1 (en) | Glow plug having a force sensor and two diaphragms built therein | |
| FR3078403A1 (en) | TEST BENCH FOR ROTATING DEVICE, ESPECIALLY FOR SUSPENSION STOP |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20200124 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| RM | Correction of a material error |
Effective date: 20220503 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| CA | Change of address |
Effective date: 20220729 |
|
| CD | Change of name or company name |
Owner name: EWELLIX AB, SE Effective date: 20220729 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |