FR3095486A1 - SATELLITE SCREW MECHANISM - Google Patents

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FR3095486A1 FR1904354A FR1904354A FR3095486A1 FR 3095486 A1 FR3095486 A1 FR 3095486A1 FR 1904354 A FR1904354 A FR 1904354A FR 1904354 A FR1904354 A FR 1904354A FR 3095486 A1 FR3095486 A1 FR 3095486A1
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Folly Kossi ABEVI
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H25/2252Planetary rollers between nut and screw

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Mécanisme (100) de vis à rouleaux satellites comprenant une vis (110) munie d’un filet externe (110F); un écrou (130) entourant coaxialement la vis et muni d’un filet interne (130F); des rouleaux (120) chacun muni d’un filet externe (120F) et interposé entre la vis et la vis et l’écrou, chaque rouleau présentant des extrémités munies chacune d’une denture externe précédée d’une portée cylindrique de diamètre identique au diamètre de tête des dentures; des guides ouverts (150) comportant des encoches circulaires ouvertes en forme de «C», arrondies à leurs extrémités, servant de palier de guidage et de positionnement des rouleaux dont les portées cylindres font office de tourillons (120T) tournant à l’intérieur des encoches desdits guides de telle sorte que l’ouverture d’au moins une encoche circulaire soit strictement inférieur au diamètre de tourillon des rouleaux et qu’il ne soit pas nécessaire de recourir à un outil complémentaire pour assurer le maintien des rouleaux en position axiale, radiale et angulaire, lors du montage ou du démontage de la vis du mécanisme de rouleaux satellites (100). Figure à publier : Fig.1AA satellite roller screw mechanism (100) comprising a screw (110) with an external thread (110F); a nut (130) coaxially surrounding the screw and provided with an internal thread (130F); rollers (120) each provided with an external thread (120F) and interposed between the screw and the screw and the nut, each roller having ends each provided with an external toothing preceded by a cylindrical seat of identical diameter to the tooth head diameter; open guides (150) comprising open circular notches in the shape of a "C", rounded at their ends, serving as a guide and positioning bearing for the rollers, the cylinder seats of which act as journals (120T) rotating inside the notches of said guides in such a way that the opening of at least one circular notch is strictly less than the journal diameter of the rollers and that it is not necessary to resort to an additional tool to ensure the maintenance of the rollers in the axial position, radial and angular, when mounting or removing the screw of the planet roller mechanism (100). Figure to be published: Fig. 1A

Description

MÉCANISME DE VIS A ROULEAUX SATELLITESSATELLITE ROLLER SCREW MECHANISM

La présente invention concerne le domaine des vis à rouleaux satellites.The present invention relates to the field of satellite roller screws.

Un mécanisme de vis à rouleaux satellites comprend typiquement une vis (pièce mâle) munie d’un filet externe, un écrou (pièce femelle) entourant coaxialement la vis et muni d’un filet interne, des rouleaux chacun muni d’un filet externe et interposé entre le filet externe de la vis et le filet interne de l’écrou; lesquels rouleaux sont regroupés et guidés par des portes-rouleaux appelés communément des guides ou des bagues d’espacement, lesquels sont montés coaxialement à la vis entre celle-ci et l’écrou.A satellite roller screw mechanism typically comprises a screw (male part) provided with an external thread, a nut (female part) coaxially surrounding the screw and provided with an internal thread, rollers each provided with an external thread and interposed between the external thread of the screw and the internal thread of the nut; which rollers are grouped together and guided by roller holders commonly called guides or spacer rings, which are mounted coaxially to the screw between it and the nut.

Dans le cas d’une vis à rouleaux satellites dite «standard», les guides sont montés de manière à former avec l’écrou et les rouleaux un sous-ensemble mécanique entièrement séparable de la vis et capable de se déplacer axialement le long de celle-ci. Tandis que dans le cas d’une vis à rouleaux satellites dite «inversée», les guides sont montés de manière à former avec la vis et les rouleaux un sous-ensemble mécanique entièrement séparable de l’écrou et pouvant se déplacer axialement à l’intérieur de celui-ci.In the case of a so-called “standard” satellite roller screw, the guides are mounted in such a way as to form, with the nut and the rollers, a mechanical subassembly that is entirely separable from the screw and capable of moving axially along it. -this. Whereas in the case of a so-called "reversed" satellite roller screw, the guides are mounted in such a way as to form with the screw and the rollers a mechanical sub-assembly which is entirely separable from the nut and can move axially at the interior of it.

Le brevet US 9267587 B2 divulgue des extrémités de rouleaux faites de tourillons qui coopèrent avec des orifices circulaires faisant office de paliers, lesquels orifices sont aménagés dans des guides chacun bloqué ou immobilisé en translation, vers l’extérieur de l’écrou, par un jonc élastique ou un circlip. De tels guides assurent le maintien en position axiale, radiale et angulaire des rouleaux selon que l’on retire ou insère, suivant le type de mécanisme de vis à rouleaux satellites, l’écrou ou la vis lors des opérations de montage ou de démontage.US patent 9267587 B2 discloses roller ends made of journals which cooperate with circular orifices acting as bearings, which orifices are arranged in guides each blocked or immobilized in translation, towards the outside of the nut, by a ring rubber band or a circlip. Such guides maintain the rollers in the axial, radial and angular position depending on whether the nut or screw is removed or inserted, depending on the type of planetary roller screw mechanism, during assembly or disassembly operations.

Ainsi, la fonction des guides est double : maintenir les rouleaux en position et assurer en permanence entre ces derniers un écartement angulaire identique dans le temps.Thus, the function of the guides is twofold: to hold the rollers in position and to permanently ensure between the latter an identical angular spacing over time.

Les documents FR 2942016 B1 et EP 2792907 A1 divulguent un mécanisme de vis à rouleaux satellites comportant un autre type de guides, dits ouverts, possédant des encoches radiales en forme de «U» et autocentrées, d’une part ne nécessitant pas de moyens complémentaires pour leur immobilisation et, d’autre part, permettant de maximiser la longueur utile du filetage sur la partie centrale des rouleaux.Documents FR 2942016 B1 and EP 2792907 A1 disclose a satellite roller screw mechanism comprising another type of guide, called open, having radial notches in the shape of a "U" and self-centering, on the one hand not requiring additional means for their immobilization and, on the other hand, making it possible to maximize the useful length of the thread on the central part of the rollers.

Les guides à encoches radiales et autocentrées des documents FR 2942016 B1 et EP 2792907 A1 présentent l’inconvénient de ne pas assurer, à l’inverse de ceux du brevet US 9267587 B2, le maintien des rouleaux lorsque la vis est retirée de l’écrou ou lorsqu’elle y est insérée. Les rouleaux se désolidarisent alors des guides ouverts parce que lesdits rouleaux peuvent glisser librement et radialement, sous l’effet de leur poids propre, le long des ouvertures que constituent les encoches en forme de «U» et, tomber au sein de l’écrou dans le cas d’une vis à rouleaux standard ou tomber à l’extérieur de la vis dans le cas d’une vis à rouleaux inversée ; la raison étant que l’ouverture des desdites encoches est supérieure ou égale au diamètre des tourillons des rouleaux avec lesquels ils coopèrent. Ces guides ouverts nécessitent alors l’utilisation d'un outil additionnel approprié, qui retient les rouleaux en position, de façon provisoire ou permanente, dans les desdites encoches. Ce qui s’avère préjudiciable à des opérations de montage et de démontage puisque représentant un coût considérable d’outillage en termes de fabrication et de maintenance des mécanismes de vis à rouleaux satellites équipés desdits guides ouverts; ou nécessitant des précautions particulières pour lesdites opérations, rendant celles-ci difficiles ou extrêmement délicates.The guides with radial and self-centering notches of documents FR 2942016 B1 and EP 2792907 A1 have the disadvantage of not ensuring, unlike those of US patent 9267587 B2, the maintenance of the rollers when the screw is removed from the nut. or when inserted into it. The rollers then separate from the open guides because said rollers can slide freely and radially, under the effect of their own weight, along the openings formed by the "U"-shaped notches and fall within the nut. in the case of a standard roller screw or fall outside the screw in the case of an inverted roller screw; the reason being that the opening of said notches is greater than or equal to the diameter of the journals of the rollers with which they cooperate. These open guides then require the use of an appropriate additional tool, which retains the rollers in position, temporarily or permanently, in the said notches. This is detrimental to assembly and disassembly operations since it represents a considerable cost of tools in terms of manufacturing and maintenance of the satellite roller screw mechanisms equipped with said open guides; or requiring special precautions for said operations, making them difficult or extremely delicate.

Un mécanisme de vis à rouleaux selon l’invention propose une amélioration des guides ouverts à encoches qui garantissent le maintien des rouleaux en position et évitent une désolidarisation desdits rouleaux de ces guides.A roller screw mechanism according to the invention proposes an improvement of the open guides with notches which guarantee the maintenance of the rollers in position and avoid a separation of said rollers from these guides.

Un mécanisme de vis à rouleaux satellites selon l’invention comprend une vis munie d’un filet externe; un écrou entourant coaxialement la vis et muni d’un filet interne; des rouleaux chacun muni d’un filet externe et interposé entre la vis et l’écrou de sorte que le filet externe du rouleau s’engrène dans le filet externe de la vis et le filet interne de l’écrou, chaque rouleau présentant deux extrémités munies chacune d’une denture externe, chaque denture externe présentant, en section transversale, un diamètre extérieur inférieur ou égal au diamètre de fond du filet externe des rouleaux, deux dentures de synchronisation coaxiales à la vis et dans lesquelles s’engrènent les dentures externes des rouleaux; et des guides ouverts qui séparent angulairement et uniformément les rouleaux; lesquels guides montés chacun sur chaque portée lisse en bordure des dentures externes et juxtaposée au filetage de chaque rouleau sont munis d’une pluralité de paliers ayant l’apparence d’encoches circulaires en forme d’un «C» arrondi à ses extrémités et qui coopèrent avec une portée lisse faisant office de tourillon pour le rouleau.A satellite roller screw mechanism according to the invention comprises a screw provided with an external thread; a nut coaxially surrounding the screw and provided with an internal thread; rollers each provided with an external thread and interposed between the screw and the nut so that the external thread of the roller meshes with the external thread of the screw and the internal thread of the nut, each roller having two ends each provided with an external toothing, each external toothing having, in cross-section, an external diameter less than or equal to the bottom diameter of the external thread of the rollers, two synchronization teeth coaxial with the screw and in which the external teeth mesh rollers; and open guides which angularly and evenly separate the rollers; which guides each mounted on each smooth surface on the edge of the external teeth and juxtaposed to the thread of each roller are provided with a plurality of bearings having the appearance of circular notches in the shape of a rounded "C" at their ends and which cooperate with a smooth surface acting as a journal for the roller.

Le principal avantage de ces guides ouverts à encoches circulaires et arrondies est de faciliter le montage et le démontage de la vis, car elles suppriment entièrement le risque de désolidarisation lorsque la vis est insérée dans le mécanisme de vis à rouleaux ou lorsqu’elle est retirée du mécanisme de vis à rouleaux, en empêchant les rouleaux de migrer radialement vers l’intérieur de l’écrou ou vers l’extérieur de la vis selon que le mécanisme de vis à rouleaux soit, respectivement, standard ou inversé.The main advantage of these open guides with circular and rounded notches is to facilitate assembly and disassembly of the screw, as they completely eliminate the risk of disengagement when the screw is inserted into the roller screw mechanism or when it is withdrawn. of the roller screw mechanism, by preventing the rollers from migrating radially inwards of the nut or outwards of the screw depending on whether the roller screw mechanism is, respectively, standard or reverse.

En outre, lesdits guides ouverts de l’invention ne nécessitent pas, pour leur arrêt en translation, des joncs ou des anneaux élastiques, ou encore des circlips puisque emprisonnés de part et d’autre entre les dentures de synchronisation, l’écrou et le filetage des rouleaux.In addition, said open guides of the invention do not require, for their stop in translation, rushes or elastic rings, or even circlips since imprisoned on either side between the synchronization teeth, the nut and the roller thread.

Le mécanisme de vis à rouleaux selon l’invention peut avantageusement présenter les caractéristiques suivantes :The roller screw mechanism according to the invention can advantageously have the following characteristics:

-les guides, selon une disposition préférentielle de l'invention, sont pris chacun en sandwich entre la face interne de chaque denture de synchronisation et la face interne de l’écrou délimitant le filetage interne de l’écrou, et coopèrent avec les rouleaux du mécanisme de vis à rouleaux standard; - the guides, according to a preferred arrangement of the invention, are each sandwiched between the internal face of each synchronization toothing and the internal face of the nut delimiting the internal thread of the nut, and cooperate with the rollers of the standard roller screw mechanism;

- chaque guide ouvert, selon l'invention, comporte des paliers aux allures d'encoches circulaires en forme d’un «C» arrondi à ses extrémités et, ces cavités étant ouvertes vers l'intérieur, c'est-à-dire vers la vis, pour une vis à rouleaux satellites standard;- each open guide, according to the invention, comprises bearings resembling circular notches in the shape of a "C" rounded at its ends and, these cavities being open inwards, that is to say towards the screw, for a standard satellite roller screw;

- chaque guide ouvert, selon l'invention, comporte des paliers aux allures d'encoches circulaires en forme d’un «C» arrondi à ses extrémités et, ces cavités étant ouvertes vers l'extérieur, c'est-à-dire vers l’écrou, pour une vis à rouleaux satellites inversée;- each open guide, according to the invention, comprises bearings resembling circular notches in the shape of a "C" rounded at its ends and, these cavities being open outwards, that is to say towards the nut, for an inverted satellite roller screw;

- l’ouverture d’au moins une encoche circulaire en forme d’un «C» est strictement inférieure au diamètre de tourillon du rouleau avec lequel elle coopère, et- the opening of at least one circular notch in the shape of a "C" is strictly less than the diameter of the journal of the roller with which it cooperates, and

- chaque guide ouvert peut présenter radialement une structure massive ou une structure filaire selon le degré de compacité ou d’optimisation de la longueur utile du filet en prise recherché.- each open guide can radially have a solid structure or a wire structure depending on the degree of compactness or optimization of the useful length of the net in engagement sought.

L’invention peut également s’étendre à un dispositif d’actionnement comprenant un mécanisme de vis à rouleaux satellites monté sur une tige et couplé à un système d’entraînement mécanique ou électromécanique.The invention can also extend to an actuation device comprising a satellite roller screw mechanism mounted on a rod and coupled to a mechanical or electromechanical drive system.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

La présente invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation pris à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :The present invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of the embodiments taken by way of non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which:

- la figure 1A représente, une vue éclatée d’une vis à rouleaux satellites d’un premier mode de l’invention montrant les guides ouverts, avec leurs encoches ouvertes vers l'intérieur, c'est-à-dire sur le filetage extérieur de la vis;- Figure 1A shows an exploded view of a satellite roller screw of a first mode of the invention showing the open guides, with their notches open inwards, that is to say on the external thread screw;

- la figure 2A est une vue en coupe selon l’axe longitudinal du mécanisme de la figure 1A, une fois assemblé, montrant la position des guides ouverts au sein de la structure relativement aux autres composants;- Figure 2A is a sectional view along the longitudinal axis of the mechanism of Figure 1A, once assembled, showing the position of the open guides within the structure relative to the other components;

- la figure 3A est une vue longitudinale partielle et une vue transversale d’un rouleau au sein du mécanisme de la figure 2A;- figure 3A is a partial longitudinal view and a transverse view of a roller within the mechanism of figure 2A;

- la figure 4A est une vue transversale d’un des guides ouverts de la figure 1A monté sur une pluralité de rouleaux;- Figure 4A is a cross-sectional view of one of the open guides of Figure 1A mounted on a plurality of rollers;

- la figure 5A représente une partielle faisant un zoom sur un rouleau dans une encoche de la figures 4A;- Figure 5A shows a partial zooming on a roller in a notch of Figures 4A;

- la figure 1B représente, une vue éclatée d’une vis à rouleaux satellites d’un second mode de l’invention, montrant les guides ouverts, avec leurs encoches ouvertes vers l'extérieur, c'est-à-dire ouverte sur le filetage intérieur de l’écrou;- Figure 1B shows an exploded view of a satellite roller screw of a second mode of the invention, showing the open guides, with their notches open outwards, that is to say open on the internal thread of the nut;

- la figure 2B est une vue en coupe selon l’axe longitudinal du mécanisme de la figure 1B, une fois assemblé, montrant la position des guides ouverts au sein de la structure relativement aux autres composants du mécanisme;- Figure 2B is a sectional view along the longitudinal axis of the mechanism of Figure 1B, once assembled, showing the position of the open guides within the structure relative to the other components of the mechanism;

- la figure 3B est une vue transversale selon montrant un des guides ouverts de la figure 2B monté sur une pluralité de rouleaux;- Figure 3B is a cross-sectional view showing one of the open guides of Figure 2B mounted on a plurality of rollers;

- la figure 4B représente une partielle faisant un zoom sur un rouleau dans une encoche de la figures 3B;- Figure 4B shows a partial zooming on a roller in a notch of Figures 3B;

- la figure 1C illustre la structure massive d’un guide ouvert respectivement pour une vis à rouleaux standard et une vis à rouleaux inversée;- figure 1C illustrates the massive structure of an open guide respectively for a standard roller screw and an inverted roller screw;

- la figure 2C illustre la structure filaire d’un guide ouvert respectivement pour une vis à rouleaux standard et une vis à rouleaux inversée;- figure 2C illustrates the wire structure of an open guide respectively for a standard roller screw and an inverted roller screw;

- la figure 3C montrant un actionneur intégrant un mécanisme de vis à rouleaux satellites de la figure 1A équipé des guides ouverts de l’invention.- Figure 3C showing an actuator incorporating a satellite roller screw mechanism of Figure 1A equipped with the open guides of the invention.

Description d’un premier mode de réalisationDescription of a first embodiment

Un premier mode de réalisation de l’invention est décrit à l’aide des figures 1A à 5A.A first embodiment of the invention is described with the aid of FIGS. 1A to 5A.

Comme illustré par les figures 1A à 2A, un mécanisme de vis à rouleaux satellites standard 100 selon un premier mode de réalisation comprend typiquement une vis 110, un écrou 130 disposé autour de la vis coaxialement à celle-ci, une pluralité de rouleaux 120 interposés entre la vis et l’écrou et d’axes longitudinaux parallèles à celui de la vis, des couronnes 140 fixées chacune dans le logement à une extrémité de l’écrou 130 et munies de dentures de synchronisation 140D.As illustrated by FIGS. 1A to 2A, a standard satellite roller screw mechanism 100 according to a first embodiment typically comprises a screw 110, a nut 130 arranged around the screw coaxially thereto, a plurality of rollers 120 interposed between the screw and the nut and longitudinal axes parallel to that of the screw, crowns 140 each fixed in the housing at one end of the nut 130 and provided with synchronization teeth 140D.

La vis 110 et les rouleaux 120 sont munis respectivement des filetages externes 110F et 120F, respectivement, et l’écrou d’un filetage interne 130F. Les rouleaux comprennent, en outre, des dentures externes 120D situés à leurs extrémités et qui encadrent la partie filetée centrale des rouleaux, de sorte qu’elles engrènent avec les dentures de synchronisation 140D des couronnes 140.Screw 110 and rollers 120 have 110F and 120F external threads, respectively, and the nut has 130F internal threads. The rollers further comprise external teeth 120D located at their ends and which frame the central threaded part of the rollers, so that they mesh with the synchronization teeth 140D of the crowns 140.

Les profils des dentures 120D et 140D sont conjugués entre eux et il peut s’agir d’une involute ou développante de cercle, de profils cycloïdaux, circulaires, de profils trochoïdaux ou encore une combinaison de ces profils.The profiles of the 120D and 140D teeth are combined with each other and it can be an involute or involute of a circle, cycloidal, circular profiles, trochoidal profiles or even a combination of these profiles.

Dans ce mode de réalisation particulier, les dentures des rouleaux, selon la figure 3A, sont taillées sur une portée cylindrique de longueur supérieure à la longueur utile Ludes dentures. De plus, comme l’illustre la figure 3A, le diamètre de tête Dtdes dentures 120D est inférieur au diamètre Dfdu filetage externe 120F des rouleaux. On y remarque aussi, entre les dentures et le filetage du rouleau, une zone 120T plus ou moins lisse ou rainurée, de longueur Ltet de même diamètre que le diamètre de tête des dentures. Cette zone 120T résulte de la sortie de l’outil de taillage des dentures sur ladite portée cylindrique et fait office de tourillon coopérant avec les guides 150 qui réalisent l'espacement angulaire des différents rouleaux 120. La longueur Ltde ce tourillon est fonction de la longueur de taillage des dentures sur les extrémités des rouleaux, et est, de préférence, supérieure ou égale à 1 millimètre.In this particular embodiment, the teeth of the rollers, according to FIG. 3A, are cut on a cylindrical bearing surface of length greater than the useful length L u of the teeth. Moreover, as illustrated in FIG. 3A, the diameter of the head D t of the teeth 120D is less than the diameter D f of the external thread 120F of the rollers. We also note there, between the teeth and the thread of the roller, a more or less smooth or grooved 120T zone, of length L t and of the same diameter as the diameter of the head of the teeth. This zone 120T results from the output of the tooth-cutting tool on said cylindrical surface and acts as a journal cooperating with the guides 150 which create the angular spacing of the various rollers 120. The length L t of this journal is a function of the cutting length of the teeth on the ends of the rollers, and is preferably greater than or equal to 1 millimeter.

Dans cette configuration, selon les figures 1A et 2A, on note la présence des guides ouverts 150 montés coaxialement à la vis entre celle-ci et l’écrou. Les guides ouverts 150 sont des bagues d'espacement que l'on peut qualifier de bagues intérieures car elles sont associées à l’écrou 130 et situées à l'intérieur de celui-ci. Les guides 150 sont adossées soit à la face interne 130X de l’écrou délimitant le filet interne dudit écrou, soit au chanfrein du filetage externe 120F des rouleaux, soit les deux. Les guides ouverts 150 du le mécanisme, comportent une pluralité d’encoches 150I compatible en nombre avec celui des rouleaux comme le montre la figure 4A. La mise en place des guides ouverts 150 dans l’écrou 130 précède celle des dentures de synchronisation 140 et leur fixation sur l’écrou 130.In this configuration, according to Figures 1A and 2A, we note the presence of open guides 150 mounted coaxially to the screw between the latter and the nut. The open guides 150 are spacer rings which can be described as inner rings because they are associated with the nut 130 and located inside it. The guides 150 are attached either to the internal face 130X of the nut delimiting the internal thread of said nut, or to the chamfer of the external thread 120F of the rollers, or both. The open guides 150 of the mechanism comprise a plurality of notches 150I compatible in number with that of the rollers as shown in FIG. 4A. The installation of the open guides 150 in the nut 130 precedes that of the synchronization teeth 140 and their fixing on the nut 130.

Chaque encoche 150I peut être considérée comme un orifice semi-ouvert en forme de «C», aux bouts arrondis 150a ressemblant à des crochets, tourné vers l’intérieur de l’écrou, comme illustrée par les figures 4A et 5A. L’ouverture de chaque encoche 150I a une valeur d’écartement Veinférieure au diamètre Dtdu tourillon, ce qui empêche les rouleaux de s’échapper des encoches 150I des guides 150.Each notch 150I can be thought of as a semi-open "C" shaped hole, with rounded ends 150a resembling hooks, facing the inside of the nut, as illustrated by Figures 4A and 5A. The opening of each notch 150I has a spacing value V e less than the diameter D t of the pin, which prevents the rollers from escaping from the notches 150I of the guides 150.

Les guides 150 sont, préférentiellement, massifs et épaisses dans le sens radial entre deux encoches 150I; ce qui leur confère une excellente rigidité. Les guides se montent axialement, par insertion suivant l’axe longitudinal 170 du mécanisme.The guides 150 are preferably solid and thick in the radial direction between two notches 150I; which gives them excellent rigidity. The guides are mounted axially, by insertion along the longitudinal axis 170 of the mechanism.

Les rouleaux 120 sont maintenus en position dans les encoches 150I des guides 150 par les crochets arrondis, ce qui n’implique aucun outillage lorsque la vis 110 est insérée ou retirée du mécanisme de vis à rouleaux satellites.The rollers 120 are held in position in the notches 150I of the guides 150 by the rounded hooks, which does not involve any tooling when the screw 110 is inserted or removed from the satellite roller screw mechanism.

Description d’un second mode de réalisationDescription of a second embodiment

Un second mode de réalisation de l’invention est décrit à l’aide des figures 1B à 4B.A second embodiment of the invention is described using Figures 1B to 4B.

Alors que le premier mode de réalisation traite d’une vis à rouleaux satellites standard 100, le second mode de réalisation traite d’une vis à rouleaux satellites inversée 100’ illustrée par les figures 1B et 2B, qui repose sur le même principe de fonctionnement que la vis à rouleaux standard, mais dont le système d’écrou est inversé, les couronnes 140 étant éliminées, les dentures internes de synchronisation 140D étant remplacées par des dentures externes 140’D portées par la couronne 140’ fixée à la vis 110’, par exemple, par des goupilles non représentées ou par collage, ou par sertissage, etc. Les guides ouverts 150 sont remplacées par les guides ouverts 150’, et la vis et 110’ et l’écrou 130’ étant adaptés aux modifications précédentes.While the first embodiment deals with a standard planetary roller screw 100, the second embodiment deals with an inverted planetary roller screw 100' illustrated by Figures 1B and 2B, which is based on the same principle of operation than the standard roller screw, but whose nut system is reversed, the crowns 140 being eliminated, the internal synchronization teeth 140D being replaced by external teeth 140'D carried by the crown 140' fixed to the screw 110' , for example, by pins not shown or by gluing, or by crimping, etc. The open guides 150 are replaced by the open guides 150', and the screw and 110' and the nut 130' being adapted to the previous modifications.

Les dentures externes 140’D peuvent être aussi collées ou fixées par de petites vis de fixation sur la vis 110’. La mise en place et la fixation des dentures externes 140’D se font après insertion des guides ouverts 150’ sur la vis 110’.The 140’D external teeth can also be glued or fixed by small fixing screws on the 110’ screw. The 140’D external teeth are fitted and fixed after inserting the 150’ open guides on the 110’ screw.

Sur la figure 1B, on retrouve la vis 110’ et l’écrou 130’ avec, entre les deux, les différents rouleaux 120 et les guides ouverts 150’ dont les encoches sont arrondies aux extrémités et orientées vers l’extérieur de la vis.In FIG. 1B, we find the screw 110' and the nut 130' with, between the two, the various rollers 120 and the open guides 150' whose notches are rounded at the ends and oriented towards the outside of the screw.

Chaque guide ouvert 150’ est pris en sandwich, selon la figure 2B, entre le filetage externe 110’F de la vis 110’ et la face plane des dentures extérieures 140’D de synchronisation de la couronne 140’D.Each open guide 150' is sandwiched, according to FIG. 2B, between the external thread 110'F of the screw 110' and the flat face of the external teeth 140'D for synchronization of the crown 140'D.

Dans ce second mode de réalisation, les rouleaux 120 sont identiques à ceux qui ont été décrits précédemment quant à leur structure telle qu’illustrée par les figures 1A et 1B, mais ils sont maintenus espacés au moyen des guides ouverts 150’ qui sont différents des guides ouverts 150. Les guides 150’, représentés sur les figures 1B à 2B, tournent autour de la vis 110’ et les encoches 150’E, en forme de «C» et avec des arrondis d’extrémités 150’a, qui accueillent la portée cylindrique 120T des rouleaux 120, sont ouvertes vers l'extérieur, c'est-à-dire vers l’écrou, telle que l’indique la figure 3B.In this second embodiment, the rollers 120 are identical to those which have been described previously as regards their structure as illustrated by FIGS. 1A and 1B, but they are kept spaced apart by means of the open guides 150' which are different from the open guides 150. The guides 150', represented in FIGS. 1B to 2B, turn around the screw 110' and the notches 150'E, in the shape of a "C" and with rounded ends 150'a, which accommodate the cylindrical bearing surface 120T of the rollers 120, are open towards the outside, that is to say towards the nut, as shown in FIG. 3B.

Comme l’illustre la figure 4B, là encore, l’ouverture a une valeur d’écartementVeinférieure au diamètre Dtdu tourillon du rouleau, ce qui évite aux rouleaux de fuir des guides ouverts. La fonction de maintien radial est ainsi assurée.As illustrated in FIG. 4B, here again, the opening has a clearance value Ve that is less than the diameter D t of the journal of the roller, which prevents the rollers from leaking from the open guides. The radial holding function is thus ensured.

Quel que soit le mode de réalisation, les encoches des guides ouverts 150 ou 150’ de l’invention, comme illustrées par les figures 1C et 2C, présentent une forme d’ouverture en «C», aux extrémités arrondies 150a ou 150’a, contrairement à une forme en «U», aux extrémités plates et non arrondies, des encoches des guides tels que décrits dans les documents FR 2942016 B1 et EP 2792907 A1. Cette forme circulaire en «C» convenablement calculée, permet la rétention des rouleaux en cas de montage ou démontage de l’écrou ou de la vis selon qu’il s’agisse d’une vis à rouleaux standard ou d’une vis à rouleaux inversée.Whatever the embodiment, the notches of the open guides 150 or 150' of the invention, as illustrated by FIGS. 1C and 2C, have the shape of a "C" opening, with rounded ends 150a or 150'a , unlike a "U" shape, with flat and non-rounded ends, the notches of the guides as described in the documents FR 2942016 B1 and EP 2792907 A1. This circular "C" shape suitably calculated, allows the retention of the rollers in the event of assembly or disassembly of the nut or the screw depending on whether it is a standard roller screw or a roller screw. reversed.

D’une manière générale, l’ouvertureVedes encoches peut s’exprimer suivant la relation :In general, the opening Ve of the notches can be expressed according to the relationship:

Ve=kx Dt V e = k x D t

où Dtest le diamètre du tourillon ou diamètre de tête des dentures des rouleaux 150 ou 150’,kune constante non nulle dont la valeur est strictement inférieure à 1 et de préférence compris entre 0,5 et 0,8 pour assurer une fonction de rétention ou maintien efficace et fiable des rouleaux dans les encoches. Elle est déterminée en prenant en compte les paramètres matériaux, la rigidité à conférer aux guides ouverts 150 ou 150’ et la durée de vie escomptée du mécanisme de vis à rouleaux.where D t is the diameter of the pin or head diameter of the teeth of the rollers 150 or 150', k a non-zero constant whose value is strictly less than 1 and preferably between 0.5 and 0.8 to ensure a function effective and reliable retention or maintenance of the rollers in the notches. It is determined by taking into account the material parameters, the rigidity to be given to the open guides 150 or 150' and the expected service life of the roller screw mechanism.

Du fait de l’ouverture Vestrictement inférieure au diamètre Dtdu tourillon du rouleau et vu l’aspect massif des guides décrit précédemment, il est impossible de monter les rouleaux 120 radialement dans les encoches 150I par l’intérieur de l’écrou, ou de monter les rouleaux 120 radialement dans les encoches 150’E par l’extérieur de la vis, si le matériau est d’une dureté et d’une rigidité très élevées. Or, les guides peuvent être en acier, en bronze, en composite, en céramique mais également en plastique. Des évidements supplémentaires peuvent donc être prévus pour alléger la masse des guides ou pour leur conférer une certaine souplesse. Dans ce cas, les rouleaux peuvent se monter radialement, par l’intérieur ou par l’extérieur selon les cas, en les clipsant manuellement ou à l’aide d’un outil approprié dans les encoches 150I ou 150’E desdits guides. Une fois installés, les rouleaux 120 ne peuvent plus en sortir sous l’effet de leur poids propre, insuffisant pour élargir en sens inverse l’ouverture des encoches 150I ou 150’E. La rétention des rouleaux 120 est alors réalisée par la forme en «C» des encoches.Due to the opening V e strictly less than the diameter D t of the pin of the roller and given the massive appearance of the guides described above, it is impossible to mount the rollers 120 radially in the notches 150I through the inside of the nut , or to mount the rollers 120 radially in the notches 150'E from the outside of the screw, if the material is of very high hardness and rigidity. However, the guides can be made of steel, bronze, composite, ceramic but also plastic. Additional recesses can therefore be provided to lighten the mass of the guides or to give them a certain flexibility. In this case, the rollers can be mounted radially, from the inside or from the outside depending on the case, by clipping them manually or using a suitable tool in the notches 150I or 150'E of said guides. Once installed, the rollers 120 can no longer come out under the effect of their own weight, which is insufficient to widen the opening of the notches 150I or 150'E in the opposite direction. The retention of the rollers 120 is then achieved by the "C" shape of the notches.

Alternativement, comme illustrée par la figure 2C, les guides 150 et 150’ peuvent également avoir une structure filaire faite d’une fine lame de matière dans la direction radiale, pouvant présenter une section transversale carrée, rectangulaire, circulaire ou quelconque. Les structures filaires se distinguent des structures massives de la figure 1C par le fait qu’entre deux encoches consécutives, 150I ou 150’E, des guides ouverts, il y a essentiellement du vide dans la direction circonférentielle. L’intérêt des guides filaires est, d’une part, de réduire encore plus la longueur Ltdu tourillon 120T, c’est-à-dire de la zone plus ou moins lisse entre les dentures externes aux extrémités et la partie filetée du rouleau, maximisant ainsi la longueur utile du filet en prise et, d’autre part, de conférer aux guides ouverts 150 et 150’ une relative souplesse globale nécessaire pour clipser, au montage, les rouleaux 120 respectivement dans les encoches 150I et 150’E.Alternatively, as illustrated by FIG. 2C, the guides 150 and 150' can also have a wire structure made of a thin strip of material in the radial direction, which can have a square, rectangular, circular or arbitrary cross-section. The wire structures are distinguished from the solid structures of FIG. 1C by the fact that between two consecutive notches, 150I or 150'E, of the open guides, there is essentially a vacuum in the circumferential direction. The advantage of wire guides is, on the one hand, to further reduce the length L t of the 120T pin, that is to say of the more or less smooth zone between the external teeth at the ends and the threaded part of the roller, thus maximizing the useful length of the net in engagement and, on the other hand, to confer on the open guides 150 and 150' a relative overall flexibility necessary to clip, during assembly, the rollers 120 respectively in the notches 150I and 150'E .

Dotés d’une structure filaire, les guides ouverts 150 et 150’, peuvent être associés, à volonté, à n’importe quel type de rouleau existant. Pour les rouleaux dont les dentures 120D interfèrent avec le filetage 120F, seul un montage radial moyennant clipsage est possible tandis que, pour les rouleaux où les dentures 120D n’interfèrent pas avec le filetage 120F, comme dans le cas de la figure 3A, il est possible soit de les insérer par clipsage dans les encoches 150 et 150’, soit de les monter axialement, suivant l’axe longitudinal 170 du mécanisme de vis à rouleaux satellites, les guides ouverts 150 ou 150’ filaires.Equipped with a wire structure, the 150 and 150' open guides can be combined, at will, with any type of existing roller. For rollers whose 120D teeth interfere with the 120F thread, only radial mounting by means of clipping is possible, whereas for rollers where the 120D teeth do not interfere with the 120F thread, as in the case of FIG. It is possible either to insert them by clipping into the notches 150 and 150', or to mount them axially, along the longitudinal axis 170 of the satellite roller screw mechanism, the open guides 150 or 150' wired.

Les guides ouverts 150 et 150’, qu’ils soient filaires ou massifs, peuvent être fabriqués par l’une des techniques suivantes: fraisage, moulage, déformation plastique, frittage de poudre, tournage, perçage, impression 3D, etc.The 150 and 150' open guides, whether wire or solid, can be manufactured by any of the following techniques: milling, molding, plastic deformation, powder sintering, turning, drilling, 3D printing, etc.

Un actionneur schématisé en figure 3C met à profit le mécanisme de vis à rouleaux satellites 100 décrit plus haut, solidaire d’une tige 210 qui peut être constitué de la vis 110, et couplé à un moyen d’entraînement mécanique ou électromécanique 220, par exemple pour former un vérin mécanique, mais il est également possible d’utiliser le mécanisme 100’ à la place du mécanisme 100.
An actuator shown schematically in FIG. 3C takes advantage of the satellite roller screw mechanism 100 described above, secured to a rod 210 which may consist of the screw 110, and coupled to a mechanical or electromechanical drive means 220, by example to form a mechanical jack, but it is also possible to use the mechanism 100' instead of the mechanism 100.

Claims (7)

– Mécanisme de vis à rouleaux satellites comprenant une vis (110;110’) munie d’un filet externe (110F;110’F); un écrou (130; 130’) entourant coaxialement la vis et muni d’un filet interne (130F;130’F); des rouleaux (120) chacun muni d’un filet externe (120F) et interposé entre la vis et l’écrou de sorte que le filet externe du rouleau s’engrène dans le filet externe de la vis et le filet interne de l’écrou, chaque rouleau présentant deux extrémités munies chacune d’une denture externe (120D), chaque denture externe présentant, en section transversale, un diamètre extérieur (Dt) inférieur ou égal à un diamètre de fond (Df) du filet externe des rouleaux; lesquels rouleaux sont positionnés et retenus par des guides (150 ;150’) ouverts, comportent des encoches circulaires (150I;150’E), arrondies à ses extrémités, lesquelles encoches (150I;150E’) coopèrent tels des paliers avec les rouleaux (120),
caractérisé en ce quele rapport (k), représentant l’ouverture Ved’au moins une encoche circulaire (150I;150’E) des guides (150;150’) ouverts divisé par le diamètre de tourillon (Dt), soit strictement inférieur à 1.
– Satellite roller screw mechanism comprising a screw (110;110') provided with an external thread (110F;110'F); a nut (130; 130') coaxially surrounding the screw and provided with an internal thread (130F; 130'F); rollers (120) each provided with an external thread (120F) and interposed between the screw and the nut so that the external thread of the roller meshes with the external thread of the screw and the internal thread of the nut , each roller having two ends each provided with an external toothing (120D), each external toothing having, in cross section, an external diameter (D t ) less than or equal to a bottom diameter (D f ) of the external thread of the rollers ; which rollers are positioned and retained by open guides (150; 150'), comprise circular notches (150I; 150'E), rounded at their ends, which notches (150I; 150E') cooperate like bearings with the rollers ( 120),
characterized in that the ratio ( k ), representing the opening V e of at least one circular notch (150I; 150'E) of the open guides (150; 150') divided by the journal diameter (D t ), is strictly less than 1.
– Le mécanisme de vis à rouleaux selon la revendication 1,caractérisé en ce quechaque guide ouvert (150) comporte des encoches circulaires (150I), en forme de «C», ouvertes vers l’intérieur de l’écrou (130) et arrondies, assurant le guidage et le maintien en position axiale, angulaire et radiale des rouleaux (120).– The roller screw mechanism according to claim 1, characterized in that each open guide (150) comprises circular notches (150I), in the form of “C”, open towards the inside of the nut (130) and rounded, guiding and maintaining the axial, angular and radial position of the rollers (120). – Le mécanisme de vis à rouleaux selon la revendication 1,caractérisé en ce quechaque guide ouvert (150’) comporte des encoches circulaires (150’E), en forme de «C», ouvertes vers l’extérieur de la vis (130’) et arrondies, assurant le guidage et le maintien en position axiale, angulaire et radiale des rouleaux (120’).– The roller screw mechanism according to claim 1, characterized in that each open guide (150') comprises circular notches (150'E), in the form of a "C", open towards the outside of the screw (130 ') and rounded, guiding and maintaining the axial, angular and radial position of the rollers (120'). – Le mécanisme de vis à rouleaux selon l’une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce quele rapport (k), représentant l’ouverture Ved’au moins une encoche circulaire (150I;150’E) des guides ouverts (150;150’) divisé par le diamètre de tourillon (Dt), soit compris de préférence entre 0,50 et 0,8.– The roller screw mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that the ratio ( k ), representing the opening V e of at least one circular notch (150I; 150'E) of the open guides ( 150;150') divided by the journal diameter (D t ), preferably between 0.50 and 0.8. – Le mécanisme de vis à rouleaux selon l’une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce qu’au moins un des guides ouverts (150;150’) présente une structure filaire, ou une section mince.– The roller screw mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the open guides (150; 150') has a wire structure, or a thin section. – Le mécanisme de vis à rouleaux selon l’une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce qu’au moins un des guides ouverts (150;150’) permette d’y clipser radialement les rouleaux (120) au montage.– The roller screw mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the open guides (150; 150') allows the rollers (120) to be clipped therein radially during assembly. - Dispositif d’actionnement,caractérisé en ce qu’il comprend un mécanisme de vis à rouleaux satellites (100, 100’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, monté sur une tige (210) et couplé à un système d’entraînement électromécanique.- Actuating device, characterized in that it comprises a satellite roller screw mechanism (100, 100') according to any one of the preceding claims, mounted on a rod (210) and coupled to a drive system electromechanical.
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