FR3100299A1 - Vis inversee a billes multi-pistes - Google Patents

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    • 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
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
    • F16H25/2228—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls the device for circulation forming a part of the screw member

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Abstract

Cette came (2) comportant un anneau cylindrique (3) ayant une section extérieure (4) sensiblement circulaire et comportant extérieurement une piste de roulement hélicoïdale (7), l’anneau (3) comprenant un conduit (8) reliant deux extrémités (7a, 7b) de ladite piste de roulement hélicoïdale extérieure (7) et ledit conduit (8) comprenant une piste de recirculation (9) entre les extrémités (7a, 7b) de la piste de roulement (7). Figure pour l’abrégé : Fig 1

Description

VIS INVERSEE A BILLES MULTI-PISTES
La présente invention concerne les actionneurs linéaires comprenant un premier élément déplaçable en translation sous l’action d'un deuxième élément entraîné en rotation parallèlement à l’axe de translation, notamment à partir d’un moteur électrique.
Techniques antérieures
Certains actionneurs linéaires connus comportent une vis entraînée en rotation axiale et un écrou disposé autour de la vis et entraîné en rotation par la vis au moyen de billes placées dans une piste de circulation hélicoïdale prévue autour de la vis, les billes pouvant recirculer d’une extrémité à l’autre de la piste de circulation. La piste de circulation peut par exemple être disposée extérieurement autour de la vis et ne s’étendre que sur un seul tour en rebouclant sur elle-même. En variante, un tube de recirculation peut être adjoint à l’extérieur de l’écrou et rejoindre les extrémités de la piste de circulation.
Ces systèmes ne permettent pas de réaliser une recirculation des billes qui soit à la fois compacte et multi-pistes, c’est-à-dire sur plus d’un tour. De plus, l’utilisation de plusieurs écrous est souvent nécessaire pour augmenter la reprise d’efforts sur la longueur de la vis en rotation, ce qui contraint à sévériser les exigences de tolérance lors de la fabrication des écrous et multiplie les difficultés de maintenance.
L’invention a pour but de pallier au moins certains des inconvénients précités et de proposer un actionneur linéaire à recirculation multi-pistes des billes qui soit capable de cumuler des avantages de robustesse et de compacité.
Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objet une came comportant un anneau cylindrique ayant une section extérieure sensiblement circulaire et comportant extérieurement une piste de roulement hélicoïdale, ledit anneau comprenant un conduit reliant deux extrémités de ladite piste de roulement hélicoïdale extérieure et ledit conduit comprenant une piste de recirculation entre les extrémités de la piste de roulement.
De préférence, il est prévu une extension transversale positionnée en regard d’un des accès du conduit et orientée vers l’extérieur de l’anneau.
Avantageusement, le conduit comporte une ouverture s’étendant depuis la section extérieure de l’anneau jusqu’au conduit, la came comportant en outre un bouchon amovible logé dans ladite ouverture.
Par exemple, l’ouverture est orientée sensiblement parallèlement à l’axe de l’anneau.
L’invention concerne également un actionneur linéaire comportant une telle came et en outre un corps tubulaire externe s'étendant selon l’axe de l’anneau cylindrique de ladite came, ladite came étant montée mobile en translation à 1'intérieur dudit corps tubulaire externe, une pluralité de billes d’un même diamètre étant en outre insérées entre ledit anneau et le corps tubulaire externe dans la piste de roulement hélicoïdale extérieure.
Dans un mode de réalisation, l’extension transversale constitue des moyens de guidage des billes entre la piste de roulement extérieur et la piste de recirculation.
Avantageusement, le corps tubulaire externe comporte une piste de roulement hélicoïdale intérieure.
De préférence, l’extension transversale comporte une extrémité logée dans la piste de roulement hélicoïdale intérieure.
En outre, les billes peuvent être montées en contact linéique avec les pistes de roulement hélicoïdales intérieure et extérieure.
Selon une forme de réalisation, deux des billes sont liées en contact linéique ou ponctuel.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
représente un actionneur linéaire selon l’invention ;
représente une came à recirculation équipant l’actionneur linéaire de la Figure 1 ;
reprend la représentation de la came de la Figure 2 et montre la piste de recirculation interne par transparence ;
reprend la représentation de la Figure 3 et illustre le passage des billes sur les pistes de circulation et de recirculation ;
représente une coupe transversale de l’actionneur linéaire de la Figure 1 ;
représente la coupe longitudinale VI de l’actionneur linéaire de la Figure 5 ;
représente la coupe longitudinale VII de l’actionneur linéaire de la Figure 5 ;
représente la vue VIII de la Figure 7 détaillant un accès de la piste de recirculation des billes ;
représente l’ouverture axiale prévue à travers la came.
Description détaillée
La Figure 1 illustre un actionneur linéaire 1 comprenant une came interne 2 formant un anneau cylindrique interne 3 de section extérieure 4 sensiblement circulaire, un corps tubulaire externe 5 et une pluralité de billes 6 d’un même diamètre insérées entre l’anneau interne 3 et le corps tubulaire externe 5 montés coaxiaux selon l’axe X.
La came 2 est montée à 1'intérieur du corps tubulaire externe 5. On forme ainsi un système particulièrement compact de type vis-écrou « inversé », dans lequel la vis est à filetage interne et l’écrou est à l’intérieur de ladite vis inversée.
Selon le mode de fonctionnement de l’actionneur 1, la came 2 peut être soit bloquée en rotation et libre en translation selon son axe X, soit libre en rotation et bloquée en translation selon son axe X si, comme en l’espèce, elle est destinée à recevoir intérieurement un moteur d'entraînement en rotation d'un arbre coaxial à son anneau interne 3 (non représenté).
La Figure 2 représente la came 2 qui est dotée extérieurement d’un filetage hélicoïdal servant de piste de roulement hélicoïdale extérieure 7.
La piste extérieure 7 peut être multi-pistes, c’est-à-dire qu’elle peut sillonner sur plusieurs tours autour de la came 2.
Comme illustré sur la Figure 3, un conduit 8 relie deux extrémités 7a, 7b de la piste de roulement hélicoïdale extérieure 7.
Le conduit 8 comprend une piste de recirculation interne 9 qui prolonge en continu la piste extérieure 7 et s’étend entre deux accès 8a, 8b traversant l’anneau 3.
La piste de recirculation 9 est courbe et en continuité tangentielle avec la piste de roulement hélicoïdale extérieure 7 pour prévenir les blocages de billes 6 dans la piste de recirculation 9 ou à l’un de ses accès 8a, 8b.
En se référant à la Figure 4, les billes 6 sont destinées à circuler sur la piste de roulement hélicoïdale extérieure 7 et sur la piste de recirculation interne 9, au travers du conduit 8.
En particulier, les billes 6 sont montées en contact linéique avec l’anneau interne 3 et le tube externe 5.
Les billes 6 peuvent être entraînées sur la zone de circulation 7 par combinaison de la pression vers l’axe X qu'exerce le tube 5 sur les billes 6 et du mouvement de rotation de la piste hélicoïdale 7.
Dans la zone de recirculation 9, les billes 6 perdent contact avec le tube 5.
Avantageusement, les billes 6 sont donc en contact ponctuel de proche en proche, pour que chaque bille 6 située sur la piste de recirculation 9 soit poussée par une bille directement adjacente vers un accès 8a, 8b.
Comme illustré sur les Figures 5 à 7, le tube 5 peut en outre comporter une piste de roulement hélicoïdale intérieure 10. Celle-ci est alors adaptée pour que les billes 6 coopèrent simultanément avec les pistes de roulement hélicoïdales extérieure 7 et intérieure 10.
La piste de roulement hélicoïdale intérieure 10 guide et favorise le roulement hélicoïdal des billes 6 sur la piste extérieure 7 au cours d’un entraînement en rotation axiale de la came 2.
La came 2 comporte en outre des extensions transversales 11 positionnées en regard de chacun des accès 8a, 8b du conduit 8 et orientées vers l’extérieur de l’anneau interne 3.
Les extensions transversales 11 constituent des racleurs 11 qui assurent le guidage 12 des billes 6 entre la piste de roulement extérieure 7 et la piste de recirculation intérieure 9, et en particulier le guidage des billes 6 lors de leur entrée dans le conduit 8 et sur la piste de recirculation 9.
Comme illustré sur la Figure 8, les racleurs 11 comportent une extrémité 13 logée dans la piste de roulement hélicoïdale intérieure 10.
Avantageusement, l’extrémité 13 est montée soit sans contact avec la piste intérieure 10 de sorte que la came 1 et le tube extérieur 5 soient uniquement liés par les billes 6, soit avec un contact glissant avec la piste intérieure 20 de sorte que l’extrémité 13 guide la rotation de la came 2 dans le tube 5.
En outre, comme illustré sur la Figure 9, la came 2 peut comporter une ouverture 14 s’étendant depuis la section extérieure 4 de l’anneau 3 jusqu’au conduit 8.
Cette ouverture 14 permet de faire sortir une bille 6 présente dans le conduit 8, par exemple pour vérifier son état ou la remplacer.
Un bouchon amovible 15 peut en outre être logé dans l’ouverture 14 afin de faciliter cette opération de maintenance.
Avantageusement, l’ouverture 14 est orientée sensiblement parallèlement à l’axe de l’anneau 3, ce qui permet de changer sélectivement une bille 6 sans désolidarisation de l’anneau interne 3 et du tube externe 5.
On réalise ainsi un actionneur linéaire 1 dont la came 2 multi-pistes peut être particulièrement allongée, pour une reprise d’effort accrue lors du support d’un arbre d’entraînement en rotation inséré dans la came 2, et dont le cheminement de billes 6 autour et dans la came 2 pour entraîner en translation un tube extérieur 5 est particulièrement compact.

Claims (10)

  1. Came (2) comportant un anneau cylindrique (3) ayant une section extérieure (4) sensiblement circulaire et comportant extérieurement une piste de roulement hélicoïdale (7),
    caractérisée en ce que ce ledit anneau (3) comprend un conduit (8) reliant deux extrémités (7a, 7b) de ladite piste de roulement hélicoïdale extérieure (7), ledit conduit (8) comprenant une piste de recirculation (9) entre les extrémités (7a, 7b) de la piste de roulement (7).
  2. Came (2) selon la revendication 1, comportant une extension transversale (11) positionnée en regard d’un des accès (8a, 8b) du conduit (8) et orientée vers l’extérieur de l’anneau (3).
  3. Came selon l’une des revendications 1 et 2, dans laquelle le conduit (8) comporte une ouverture (14) s’étendant depuis la section extérieure (4) de l’anneau (3) jusqu’au conduit (8), la came (2) comportant en outre un bouchon amovible (15) logé dans ladite ouverture (14).
  4. Came (2) selon la revendication 3, dans laquelle l’ouverture (14) est orientée sensiblement parallèlement à l’axe de l’anneau (3).
  5. Actionneur linéaire (1) comportant une came (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes et un corps tubulaire externe (5) s'étendant selon l’axe (X) de l’anneau (3) de ladite came (2), ladite came (2) étant montée mobile en translation à 1'intérieur dudit corps tubulaire externe (5), une pluralité de billes (6) d’un même diamètre étant en outre insérées entre ledit anneau (3) et le corps tubulaire externe (5) dans la piste de roulement hélicoïdale extérieure (7).
  6. Actionneur linéaire (1) selon la revendication 5, comportant une came (2) selon la revendication 2, dans lequel l’extension transversale (11) constitue des moyens de guidage (12) des billes (6) entre la piste de roulement extérieur (7) et la piste de recirculation (9).
  7. Actionneur linéaire (1) selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel le corps tubulaire externe (5) comporte une piste de roulement hélicoïdale intérieure (10).
  8. Actionneur linéaire (1) selon les revendications 6 et 7, dans lequel l’extension transversale (11) comporte une extrémité (42) logée dans la piste de roulement hélicoïdale intérieure (10).
  9. Actionneur linéaire selon la revendication 7, dans lequel les billes (6) sont montées en contact linéique avec les pistes de roulement hélicoïdales extérieure (7) et intérieure (10).
  10. Actionneur linéaire selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel deux des billes (6) sont liées en contact linéique ou ponctuel.
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