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Patent Searching and Data


Title:
BALL SCREW-NUT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/006848
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a ball screw-nut device comprising a screw (2) and a nut (3), the nut including a housing (7) and a ball-bearing element (4) comprising a raceway (13) and a plurality of balls (15), the ball-bearing element (4) being produced as an independent part which assembled with the housing.

Inventors:
PFISTER JEAN-FRANCOIS (CH)
Application Number:
PCT/IB2002/002664
Publication Date:
January 23, 2003
Filing Date:
July 05, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SONCEBOZ SA (CH)
PFISTER JEAN-FRANCOIS (CH)
International Classes:
F16H25/22; (IPC1-7): F16H25/22
Domestic Patent References:
WO1993006387A11993-04-01
Foreign References:
US3826153A1974-07-30
US2581482A1952-01-08
Attorney, Agent or Firm:
WILLIAM BLANC & CIE CONSEILS EN PROPROÉTÉ INDUSTRIELLE SA (Les Avanchet, Les Avanchet, CH)
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Claims:
Revendications
1. Dispositif visécrou à billes comprenant une vis (2) et un écrou (3), l'écrou comportant un boîtier (7) et un dispositif de roulement à billes (4) comprenant un chemin de roulement (13) et une pluralité de billes (15), caractérisé en ce que le dispositif de roulement à billes (4) est fabriqué en tant que partie indépendante qui est assemblée avec le boîtier (7).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (7) comprend au moins une première partie de boîtier (8) et une seconde partie de boîtier (9) fixées ensemble, le dispositif de roulement à billes (4) étant disposé dans une interface (16) entre les deux parties de boîtier.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les première et seconde parties de boîtier ont des formes identiques.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (7) est réalisé en une matière plastique.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin de roulement (13) est en tôle emboutie.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin de roulement (13) est essentiellement en forme de spire.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin de roulement (13) est fabriqué d'au moins deux parties de paroi d'appui (17a, 17b) ayant des formes identiques.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comprend un chemin de recirculation (14) de billes agencé de manière à assurer la recirculation des billes (15) sur le chemin de roulement, le chemin de recirculation de billes (14) étant essentiellement en forme de spire.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le chemin de recirculation de billes (15) comprend une partie de paroi d'appui (18) fabriquée séparément et assemblée avec le boîtier (7).
10. Dispositif visécrou à billes comprenant une vis (2) et un écrou (3), l'écrou comprenant un boîtier (7) et un dispositif de roulement à billes (4) comprenant un chemin de roulement à billes (4), une pluralité de billes (15), et un chemin de recirculation des billes, caractérisé en ce que le chemin de roulement à billes et le chemin de recirculation des billes forment ensemble un chemin essentiellement sous forme d'un"8".
11. Dispositif visécrou à billes selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de roulement à billes (4) est fabriqué en tant que partie indépendante qui est assemblée avec le boîtier (7).
12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le boîtier (7) comprend au moins une première partie de boîtier (8) et une seconde partie de boîtier (9) fixées ensemble, le dispositif de roulement à billes (4) étant disposé dans une interface (16) entre les deux parties de boîtier.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les première et seconde parties de boîtier ont des formes identiques.
14. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le boîtier (7) est réalisé en une matière plastique.
15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le chemin de roulement (13) est en tôle emboutie.
16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le chemin de roulement (13) est fabriqué d'au moins deux parties de paroi d'appui (17a, 17b) ayant des formes identiques.
17. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que le chemin de recirculation de billes (15) comprend une partie de paroi d'appui (18) fabriquée séparément et assemblée avec le boîtier (7).
Description:
Dispositif vis-écrou à billes La présente invention concerne un dispositif vis-écrou à billes.

Dans les dispositifs vis-écrou à billes classiques l'écrou est généralement en métal et les chemins de roulement sont fabriqués notamment au moyen d'un processus d'enlèvement de copeaux, ce qui est relativement coûteux. D'autre part, dans certaines applications, l'inertie élevée de l'écrou en métal est un inconvénient.

Il y aurait un avantage à diminuer le coût de fabrication des dispositifs de vis- écrou à billes. Pour certaines applications, il y aurait un avantage à diminuer la masse de l'écrou. Pour certaines applications, il y aurait avantage à réduire l'encombrement de l'écrou.

Un but de l'invention est de réaliser un dispositif vis-écrou à billes performant, fiable et peu coûteux.

Il est avantageux de réaliser un dispositif vis-écrou à billes qui est adapté à la fabrication en série, notamment en évitant les opérations d'enlèvement de copeaux ou d'autres procédés d'usinage coûteux.

II est en outre avantageux de réaliser un dispositif vis-écrou à billes pour lequel le choix des matériaux de l'écrou est plus large de manière à pouvoir adapter le choix à l'application particulière, par exemple pour permettre une réduction de la masse de l'écrou ou pour conférer une flexibilité dans la conception de la forme.

II est en outre avantageux de réaliser un dispositif vis-écrou à billes ayant un faible encombrement.

Des buts de l'invention ont été réalisés par un dispositif vis-écrou à billes selon la revendication 1.

Des buts de l'invention ont été réalisés par un dispositif vis-écrou à billes selon la revendication 10.

Dans un aspect de la présente invention, un dispositif vis-écrou à billes comprend une vis et un écrou, l'écrou comportant un boîtier et un dispositif de roulement à billes comprenant un chemin de roulement et une pluralité de billes, le dispositif de roulement à billes étant fabriqué en tant que partie indépendante qui est assemblée avec le boîtier.

Avantageusement, cette construction permet de réduire les coûts de fabrication et d'augmenter le choix des matériaux utilisables pour le boîtier de l'écrou tout en assurant la fiabilité du dispositif. Par exemple, le processus d'usinage du chemin de roulement par enlèvement de copeaux relativement coûteux peut tre remplacé par un processus de fabrication du boîtier et du chemin de roulement indépendant suivi par un assemblage.

Dans un autre aspect de la présente invention, un dispositif vis-écrou à billes comprend une vis et un écrou, l'écrou comprenant un boîtier et un dispositif de roulement à billes comprenant un chemin de roulement à billes, une pluralité de billes, et un chemin de recirculation des billes, le chemin de roulement à billes et le chemin de recirculation des billes formant ensemble un chemin essentiellement sous forme d'un"8".

Le boîtier comprend au moins une première partie de boîtier et une seconde partie de boîtier fixées ensemble, le dispositif de roulement à billes étant disposé dans une interface entre les deux parties de boîtier. Avantageusement, la disposition du dispositif de roulement à billes dans l'interface entre les deux parties du boîtier assure un assemblage automatisé aisé des parties constitutives et contribue par conséquent à la réduction des coûts.

Le boîtier peut tre réalisé en une matière plastique, ce qui permet de réduire la masse du dispositif et de lui conférer une certaine flexibilité au niveau de sa forme, ce qui lui assurera un domaine d'utilisation étendu.

Avantageusement, cette construction permet de réaliser un dispositif vis-écrou très compact, notamment en longueur axiale.

Le chemin de roulement est de préférence formé en tôle emboutie qui peut tre durcie par une opération de trempe. Avantageusement, le choix de la tôle emboutie pour le chemin de roulement assure une fabrication en série peu coûteuse tout en assurant que la résistance du chemin de roulement vis-à-vis de la pression exercée par les billes est suffisante.

Le chemin de roulement peut tre fabriqué d'au moins deux parties de paroi d'appui ayant des formes sensiblement identiques, ce qui permet de diminuer le nombre de pièces différentes à fabriquer. Le chemin de roulement peut tre essentiellement en forme de spire.

Le dispositif de roulement à billes comprend en outre un chemin de recirculation de billes agencé de manière à assurer la recirculation des billes sur le chemin de roulement. Le chemin de recirculation de billes peut avantageusement tre en forme de spire, ce qui permet de réaliser une circulation des billes de manière fiable dans un faible encombrement.

D'autres buts et aspects avantageux de l'invention ressortiront des revendications, de la description et des dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective d'un dispositif vis-écrou à billes selon l'invention, les deux parties de boîtier n'étant pas fixées ensemble ;

la Fig. 2 est une vue en direction d'une extrémité axiale du dispositif vis-écrou à billes selon la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue dans la direction de la flèche 111 de la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 ; la Fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 2 ; la Fig. 6 est une vue similaire à celle de la figure 2, sans le boîtier de l'écrou ; et la Fig. 7 est une vue dans la direction de la flèche Vil de la Fig. 6.

En faisant référence aux Figures, un dispositif vis-écrou à billes 1 comporte une vis 2, un écrou 3 et des billes 15. La vis 2 comporte un axe de vis 5 de forme générale cylindrique muni d'un filetage 6.

L'écrou 3 comporte un boîtier 7 et un dispositif de roulement de billes 4. Le boîtier comprend au moins une première partie de boîtier 8 et une deuxième partie de boîtier 9. Dans l'exemple représenté, le boîtier 7 est en une matière plastique injectée, de forme sensiblement oblongue ou elliptique, mais la forme du boîtier 7, ses dimensions et le matériau utilisé peuvent tre définis en fonction de l'application particulière envisagée. En effet, la séparation du dispositif de roulement à billes, et notamment d'un chemin de roulement de ce dernier, du boîtier de l'écrou, augmente le choix des matériaux utilisables pour fabriquer le boîtier tout en assurant une résistance mécanique et une résistance à l'usure du filetage de l'écrou. Par exemple, le boîtier peut tre en matière plastique injectée qui est bien adaptée à la fabrication en série, mme pour des formes complexes, et qui permet également de réduire la masse et le coût du dispositif.

Les première et deuxième parties de boîtier 8 et 9 sont fixées ensemble à l'aide d'un moyen de fixation qui, selon l'exemple représenté, comprend des broches de

fixation 10 destinées à tre logées dans des trous de broche 11 complémentaires.

Les broches de fixation 10 sont disposées sur les surfaces se faisant face des première et deuxième parties de boîtier 8 et 9, à raison de deux broches de fixation 10 par partie de boîtier positionnées en périphérie externe, de manière à tre sensiblement diamétralement opposées l'une à l'autre.

Une masse d'équilibrage 12 sous forme d'une bille 12 est logée dans un creux entre les parties de boîtier. Cette masse est choisie de manière à pouvoir équilibrer l'inertie de l'écrou en rotation. La masse d'équilibrage 12 peut également servir à assurer la bonne orientation des deux parties de boîtier lors de l'assemblage.

Le chemin de roulement 13 est sensiblement en forme de spire et il comprend au moins deux parties de paroi d'appui 17a, 17b de formes sensiblement identiques, ce qui permet de réduire le nombre de pièces différentes à fabriquer. De préférence, les parties de paroi d'appui 17a, 17b sont formées en tôle emboutie qui peut tre durcie par une opération de trempe, ce qui a pour effet de renforcer la résistance mécanique de ces parties vis-à-vis de la pression exercée par les billes 15. Ces parties de paroi d'appui 17a, 17b peuvent donc tre fabriquées de manière automatisée en grandes séries puis fixées ensemble, par exemple par soudage, sertissage, rivetage ou autres moyens de fixation. Le chemin de roulement peut également tre fabriqué en une seule pièce en tôle emboutie ou par d'autres moyens de fabrication tel que par forge, injection, ou usinage, sans sortir du cadre de l'invention. L'épaisseur des parties de paroi d'appui 17a et 17b dans certaines applications peut tre relativement faible pourvu que la résistance du chemin de roulement 13 vis-à-vis de la pression exercée par les billes 15 soit suffisante pour éviter une déformation permanente ou une usure trop rapide des parties de paroi.

Le dispositif de roulement à billes 4 comprend en outre un chemin de recirculation de billes 14 comportant une partie de paroi d'appui 18 en forme de spire contre laquelle les billes 15 réalisent leur recirculation d'une extrémité 19 à l'autre

extrémité 20 du chemin de roulement 13. Selon une variante, le chemin de recirculation de billes 14 peut tre réalisé en une matière plastique. Le chemin de recirculation peut aussi tre fabriqué d'un seul tenant avec le boîtier 7 afin de réduire le nombre de pièces à fabriquer. Le chemin de recirculation de billes 14 peut avantageusement tre en forme de spire et son agencement par rapport au chemin de roulement 14, lui mme essentiellement en forme de spire, peut avantageusement tre tel que les deux chemins 13 et 14 présentent en combinaison sensiblement la forme d'un"8", comme on peut mieux le voir sur la Fig. 6. L'encombrement de l'écrou, notamment son épaisseur dans la direction de l'axe de rotation A, est par cette construction particulièrement faible. Cette construction d'un chemin de billes en forme de"8"apporte ses avantages également dans un écrou où le chemin de roulement est fabriqué d'un seul tenant avec les parties de boîtier, sans sortir du cadre de l'invention.

Le dispositif de roulement à billes 4 est disposé dans l'interface 16 entre la première partie de boîtier 8 et la deuxième partie de boîtier 9. Cette interface est formée en évidant à parts sensiblement égales les première et deuxième parties de boîtier 8 et 9 sur une partie de leurs hauteurs, depuis leurs surfaces se faisant face, c'est-à-dire leurs surfaces réceptrices des moyens de fixation précités. Ceci permet d'avoir des opérations d'assemblage du dispositif de roulements à billes au boîtier simples et facilement automatisables.

Il est également à remarquer que dans la forme d'exécution montrée, les deux parties du boîtier ont des formes identiques, ce qui permet de réduire le nombre de pièces différentes à fabriquer, et donc de réduire les coûts de fabrication et de stockage.