La présente invention concerne un réducteur de vitesse mécanique à visThe present invention relates to a mechanical speed reducer with screw
sans fin et roue tangente, appartenant en particulier à une direction assistée électrique de véhicule automobile, le réducteur étant, dans cette application, intercalé entre le moteur électrique d'assistance et un élément mobile du système de direction. Dans les directions assistées électriques, les couples demandés au pignon étant élevés et les vitesses de rotation demandées étant faibles, le moteur électrique d'assistance est le plus souvent associé à un mécanisme de transmission réducteur de vitesse, donc multiplicateur de couple. On privilégie ici l'utilisation d'un réducteur du type à vis sans fin et roue tangente, choisi en raison de son rapport de démultiplication élevé. La vis sans fin peut être montée coaxialement à l'arbre du moteur électrique d'assistance, et liée en rotation à cet arbre, tandis que la roue tangente, en prise avec la vis sans fin, est par exemple liée en rotation à la colonne de direction du véhicule concerné, pour aider à l'entraînement en rotation de cette colonne ou pignon de direction. Comme tous les autres types d'engrenages, un réducteur à vis sans fin et roue tangente est soumis à l'effet d'un jeu d'engrènement des dentures, qui est ici à l'origine de chocs entre la roue tangente et la vis sans fin, causant ainsi dans la direction des vibrations et des bruits non souhaités. En effet, lorsque l'effort appliqué à la roue tangente du réducteur s'inverse, en raison d'une action du conducteur du véhicule ou de l'action du profil de la route sur le train de roulement, il s'opère un "basculement" de ladite vis sans fin par rapport à la roue. Après une rotation de la roue tangente, correspondant à la valeur de son jeu angulaire d'engrènement, et si l'inversion de l'effort est suffisamment rapide, un choc a lieu à la reprise de contact des dentures respectives de la roue tangente et de la vis sans fin, ce choc étant générateur d'un bruit de claquement. Afin de limiter ce bruit, conséquence du jeu dans le réducteur, diverses solutions ont déjà été proposées pour réduire et contrôler ce jeu. endless wheel and tangent wheel, belonging in particular to an electric power steering motor vehicle, the reducer being, in this application, interposed between the electric motor assistance and a movable element of the steering system. In power assisted steering, the torque required to the pinion being high and requested rotational speeds being low, the electric motor assistance is most often associated with a speed reducing transmission mechanism, so torque multiplier. It is preferred here the use of a gear type worm gear and tangent wheel, chosen because of its high gear ratio. The worm can be mounted coaxially to the shaft of the electric assist motor, and rotatably connected to this shaft, while the tangent wheel, in engagement with the worm, is for example linked in rotation to the column direction of the vehicle concerned, to assist in the rotational drive of this column or pinion. Like all other types of gears, a worm gear and tangent wheel is subjected to the effect of a gear meshing game, which is here causing shocks between the tangent wheel and the screw endless, thus causing in the direction of vibrations and unwanted noises. Indeed, when the force applied to the tangent gear of the gearbox is reversed, due to an action of the driver of the vehicle or the action of the profile of the road on the undercarriage, it operates a " tilting "of said worm relative to the wheel. After a rotation of the tangent wheel, corresponding to the value of its angular meshing clearance, and if the reversal of the force is fast enough, a shock occurs when the respective teeth of the tangent wheel come into contact with each other. of the worm, this shock being generating a snapping noise. In order to limit this noise, the result of the game in the gearbox, various solutions have already been proposed to reduce and control this game.
II s'agit en général de prévoir un ressort qui applique un effort de rappel sur un roulement guidant la vis sans fin et permet ainsi de maintenir en contact la vis sans fin et la roue dans différentes conditions de roulage, ce qui implique toutefois un contact métallique entre la bague extérieure du roulement et le ressort qui peut également générer des bruits. This is generally to provide a spring which applies a return force on a bearing guiding the worm and thus keeps in contact the worm and the wheel in different driving conditions, which however involves contact between the outer ring of the bearing and the spring which can also generate noises.
La présente invention vise à éviter cet inconvénient et consiste, à cet effet, en un réducteur de vitesse mécanique du type à vis sans fin et roue tangente, comprenant, dans un carter, une vis sans fin, à lier en rotation avec un organe d'entraînement motorisé, et montée tournante dans des roulements de guidage montés dans des logements de forme générale cylindrique ménagés dans le carter, de part et d'autre de la vis sans fin, une bague élastique d'amortissement étant montée autour d'une bague extérieure de l'un des dits roulements de guidage situé à l'opposé de l'organe d'entraînement, et où ladite bague élastique d'amortissement présente des moyens de maintien pour maintenir un moyen élastique de rattrapage de jeu entre la paroi du logement du roulement de guidage situé à l'opposé de l'organe d'entraînement et la bague extérieure dudit roulement, ledit moyen élastique de rattrapage de jeu étant prévu pour être disposé à un emplacement prédéterminé de la paroi du logement du roulement de guidage de manière à presser le roulement de guidage dans le sens d'une réduction d'une distance d'entre-axe séparant l'axe de la vis sans fin de l'axe de la roue tangente. The present invention aims to avoid this disadvantage and consists, for this purpose, in a mechanical speed reducer of worm type and tangent wheel, comprising, in a housing, a worm, to be connected in rotation with a body of motorized drive, and rotatably mounted in guide bearings mounted in generally cylindrical housings formed in the housing, on either side of the worm, an elastic damping ring being mounted around a ring outer of one of said guide bearings located opposite the drive member, and wherein said resilient damping ring has holding means for holding a resilient means of catching clearance between the housing wall the guide bearing located opposite the drive member and the outer ring of said bearing, said resilient means of catching play being provided to be disposed at a predefined location secured to the wall of the guide bearing housing so as to urge the guide bearing in the direction of reducing an inter-axis distance separating the worm axis from the wheel axis tangent.
Ainsi, l'idée à la base de l'invention consiste à prévoir, sur une bague élastique d'amortissement entourant un roulement de guidage de la vis sans fin, des moyens pour maintenir un moyen élastique de rattrapage de jeu disposé de façon à maintenir en contact les dentures respectives de la vis sans fin et de la roue tangente. La bague élastique d'amortissement forme un "coussinet" qui permet d'éviter un contact métallique entre la bague de roulement et le moyen élastique de rattrapage de jeu. Selon une possibilité, la paroi externe de la bague d'amortissement présente au moins deux renflements de limitation de jeu radial, saillants et répartis de part et d'autre des moyens de maintien du moyen élastique de rattrapage de jeu. Ces renflements permettent de réduire un jeu radial entre le roulement et son logement: la bague d'amortissement permet ainsi de limiter et de contrôler des déplacements non souhaités du roulement dans la direction latérale tout en autorisant les déplacements dans la direction d'entre-axe entre la vis et la roue, améliorant de ce fait le rendement du réducteur. Thus, the idea underlying the invention is to provide, on a damping elastic ring surrounding a guide bearing of the worm, means for maintaining a resilient means of play catching arranged to maintain in contact with the respective teeth of the worm and the tangent wheel. The elastic damping ring forms a "bearing" which makes it possible to avoid metallic contact between the bearing ring and the resilient means of catching play. According to one possibility, the outer wall of the damping ring has at least two radial expansion clearance bulges, protruding and distributed on either side of the holding means of the elastic means of clearance clearance. These bulges reduce radial play between the bearing and its housing: the damping ring allows and to limit and control undesired movements of the bearing in the lateral direction while permitting movements in the center-to-center direction between the screw and the wheel, thereby improving the efficiency of the gearbox.
La paroi interne de la bague d'amortissement peut aussi présenter une pluralité de renflements d'ajustement, saillants et répartis de manière symétrique. Dans une forme de réalisation, ledit moyen élastique de rattrapage de jeu est un ressort à lame cintré de manière à former une partie de semelle sensiblement plane et une partie d'appui concave en regard de la partie de semelle, et en ce que la bague élastique d'amortissement présente une fente de maintien ménagée dans sa largeur et destinée à recevoir la partie de semelle du ressort de rattrapage de jeu, la partie d'appui de ce dernier étant destinée à venir en butée élastique contre la paroi du logement du roulement dans le carter. The inner wall of the damping ring may also have a plurality of fit, projecting and symmetrically distributed bulges. In one embodiment, said resilient backlash means is a leaf spring bent to form a substantially flat sole portion and a concave bearing portion facing the sole portion, and in that the ring damping elastic has a retention slot formed in its width and intended to receive the sole portion of the play catch spring, the support portion of the latter being intended to come into elastic abutment against the wall of the bearing housing in the crankcase.
Dans une autre forme de réalisation, ledit moyen élastique de rattrapage de jeu est un ressort hélicoïdal ou un plot réalisé en un matériau élastomère, monté sur une surface de maintien prévue sur la paroi extérieure de la bague d'amortissement. Dans encore une autre forme de réalisation, ledit moyen élastique de rattrapage de jeu est un joint torique de section constante monté dans une gorge périphérique annulaire de profondeur et éventuellement de largeur variables, pratiquée dans la paroi extérieure de la bague d'amortissement. De toutes façons, l'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques apparaîtront, à la lecture de la description détaillée ci-après faite à titre illustratif et non exhaustif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un réducteur de vitesse selon l'invention; - la figure 2 est une vue à échelle agrandie d'un détail D de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'un composant apparaissant sur les figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une vis sans fin dudit réducteur de vitesse; -la figure 5 est une vue en perspective d'une variante de réalisation du composant de la figure 3; - la figure 6 est une vue en perspective d'une autre variante de réalisation du composant de la figure 3; - la figure 7 est une vue en coupe transversale d'une troisième 30 variante de réalisation du composant de la figure 3; - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne U-U de la figure 7; - la figure 9 est une vue partielle en coupe selon la ligne H-H de la figure 8; - la figure 10 représente une courbe montrant l'évolution d'une 35 force appliquée par un moyen élastique de rattrapage de jeu sur un roulement de guidage d'une vis sans fin du réducteur, en fonction d'une course de déplacement dudit roulement. La figure 1 montre un réducteur de vitesse mécanique à vis sans fin 2 et roue tangente 3 appartenant à une direction assistée électrique de 5 véhicule automobile. La vis sans fin 2 est montée coaxialement à l'arbre d'un moteur électrique d'assistance (non représenté) dans un carter 1 du réducteur de vitesse, et elle est liée en rotation à cet arbre 4. La roue tangente 3, en prise avec la vis sans fin 2, est liée en 10 rotation à la colonne (non représentée) ou au pignon de direction du véhicule pour aider à l'entraînement en rotation de cette colonne ou pignon de direction. La vis sans fin 2 est montée tournante dans des roulements de guidage 5 et 7 montés dans des logements 6 et 8 de forme générale cylindrique ménagés dans le carter 1, de part et d'autre de la vis sans fin 2. 15 Comme illustré sur la figure 2, une bague élastique d'amortissement 9, réalisée ici en une résine à l'acétal durcie, de marque Delrin 500T NC010, est montée autour d'une bague extérieure du roulement 7 qui est situé à l'opposé de l'arbre 4 du moteur d'assistance. Sur cette bague élastique d'amortissement 9 est monté un ressort 20 10 de rattrapage de jeu entre la paroi du logement 8 du roulement 7 et la bague extérieure du roulement 7. Le ressort de rattrapage de jeu 10 est prévu pour être disposé à un emplacement prédéterminé, en partie supérieure sur le dessin, de la paroi du logement 8 du roulement 7 de manière à presser le roulement 7 dans le sens F 25 d'une réduction d'une distance d'entre-axe séparant l'axe de la vis sans fin 2 de l'axe de la roue tangente 3. Ici, le ressort de rattrapage de jeu est un ressort à lame 10 cintré de manière à former une partie de semelle 16 sensiblement plane et une partie d'appui concave 17 en regard de la partie de semelle 16. 30 La bague élastique d'amortissement 9 présente une fente de maintien 12 (voir en particulier la figure 3) ménagée dans sa largeur et destinée à recevoir la partie de semelle 16 du ressort de rattrapage de jeu 10, la partie d'appui 17 de ce dernier venant en butée élastique contre la paroi du logement 8 du roulement 7 dans le carter 1. In another embodiment, said resilient means of clearance is a helical spring or a pad made of an elastomeric material, mounted on a holding surface provided on the outer wall of the damping ring. In yet another embodiment, said resilient means of play clearance is a constant section O-ring mounted in an annular peripheral groove depth and optionally variable width, formed in the outer wall of the damping ring. In any case, the invention will be better understood, and other characteristics will appear, on reading the detailed description below given for illustrative and non-exhaustive with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a view in cross-section of a speed reducer according to the invention; - Figure 2 is an enlarged view of a detail D of Figure 1; FIG. 3 is a perspective view of a component appearing in FIGS. 1 and 2; - Figure 4 is a cross-sectional view of a worm gear of said speed reducer; FIG. 5 is a perspective view of an alternative embodiment of the component of FIG. 3; FIG. 6 is a perspective view of another alternative embodiment of the component of FIG. 3; Figure 7 is a cross-sectional view of a third alternative embodiment of the component of Figure 3; - Figure 8 is a sectional view along line U-U of Figure 7; - Figure 9 is a partial sectional view along the line H-H of Figure 8; - Figure 10 shows a curve showing the evolution of a force applied by a resilient means of play clearance on a guide bearing of a worm gear of the gear, according to a displacement stroke of said bearing. Figure 1 shows a worm geared mechanical speed reducer 2 and tangent wheel 3 belonging to an electric power steering of 5 motor vehicle. The worm 2 is mounted coaxially to the shaft of an electric assist motor (not shown) in a housing 1 of the speed reducer, and is rotatably connected to this shaft 4. The tangent wheel 3, in taken with the worm 2 is rotatably connected to the column (not shown) or to the steering gear of the vehicle to assist in the rotational drive of this column or pinion. The worm 2 is rotatably mounted in guide bearings 5 and 7 mounted in housings 6 and 8 of generally cylindrical shape formed in the housing 1, on either side of the worm 2. As illustrated in FIG. 2, an elastic damping ring 9, made here of a hardened acetal resin, Delrin 500T NC010, is mounted around an outer ring of the bearing 7 which is located opposite the 4 engine support shaft. On this elastic damping ring 9 is mounted a spring 20 10 clearance clearance between the wall of the housing 8 of the bearing 7 and the outer ring of the bearing 7. The clearance spring 10 is provided to be arranged at a location predetermined in the upper part in the drawing, the wall of the housing 8 of the bearing 7 so as to press the bearing 7 in the direction F 25 of a reduction of a distance between the axis separating the axis of the screw endlessly 2 of the axis of the tangent wheel 3. Here, the spring clearance clearance is a leaf spring 10 bent so as to form a substantially flat sole portion 16 and a concave bearing portion 17 opposite the sole portion 16. The elastic damping ring 9 has a holding slot 12 (see in particular Figure 3) formed in its width and intended to receive the sole portion 16 of the play catch spring 10, the support part 17 of the latter coming in resilient abutment against the wall of the housing 8 of the bearing 7 in the casing 1.
La bague 9 permet d'assembler et de maintenir le ressort de rattrapage de jeu 10 au roulement de guidage 7, en évitant un contact entre ressort 10 et roulement 7 ou entre le roulement 7 et le carter 1. Le ressort 10 applique, via la bague 9, un effort sur le roulement 7 5 de façon à maintenir en toutes circonstances un contact au point d'engrènement entre la vis sans fin 2 et la roue réductrice 3. La paroi externe de la bague d'amortissement 9 présente au moins deux godrons 15 de limitation d'un jeu radial JI qui s'étendent dans la largeur de la bague d'amortissement 9, de part et d'autre de la fente de maintien 12 et 10 décalés de 90 par rapport à cette dernière (voir figure 4). Une pluralité de godrons d'ajustement 18, qui s'étendent également dans la largeur de la bague d'amortissement 9, sont répartis sur la paroi interne de la bague d'amortissement 9 de manière à la guider par rapport à la bague extérieure du roulement 7. 15 Des godrons 20 prévus sur la paroi externe de la bague d'amortissement 9 forment des butées de fin de course de la bague (ou coussinet) 9. D'autres godrons 19 qui limitent les déplacements suivant une autre direction peuvent être obtenus par un surmoulage de matière élastomère 20 sur la bague 9 où, dans ce cas, ils permettent d'obtenir un effet d'amortissement. La bague élastique d'amortissement 9 permet ainsi de limiter, notamment grâce aux godrons 15, les déplacements de la vis sans fin 2 suivant différents axes, en particulier suivant la direction latérale L et les axes 25 autres que celui d'application de l'effort (F) du ressort de rattrapage de jeu 10. La figure 5 illustre une variante de réalisation dans laquelle le ressort de rattrapage de jeu est un ressort hélicoïdal 110 monté sur une surface de maintien 113 prévue sur la paroi extérieure de la bague élastique d'amortissement 109. 30 La figure 6 illustre une autre variante de réalisation, assez proche de la précédente, et dans laquelle le ressort de rattrapage de jeu est un plot 210 réalisé en matériau élastomère et monté sur une surface de maintien 213 prévue sur la paroi extérieure de la bague d'amortissement 209. Les figures 7 à 10 illustrent encore une autre variante de réalisation 35 dans laquelle le rattrapage de jeu n'est plus assuré par un ressort mais par un joint torique 310 de section constante monté dans une gorge périphérique annulaire de maintien 314 pratiquée dans la paroi extérieure de la bague d'amortissement 309. La profondeur et la largeur de la gorge de maintien 314 sont variables de sorte qu'en partie supérieure, le joint 310 dépasse sensiblement hors de la gorge 314 et amortit par sa déformation élastique les déplacements du roulement 7 dans son logement 8. Le fait que le joint torique 310 ait un dépassement différent dans les zones U et H permet d'obtenir un système d'amortissement avec une raideur variable suivant les couples transmis et donc les déplacements. The ring 9 makes it possible to assemble and hold the play-catch spring 10 to the guide bearing 7, avoiding contact between the spring 10 and the bearing 7 or between the bearing 7 and the casing 1. The spring 10 applies, via the 9 ring, a force on the bearing 7 5 so as to maintain in all circumstances a contact at the point of engagement between the worm 2 and the reducing wheel 3. The outer wall of the damping ring 9 has at least two flange 15 of a radial clearance JI which extend in the width of the damping ring 9, on either side of the holding slot 12 and 10 offset by 90 relative thereto (see FIG. 4). A plurality of adjustment gadks 18, which also extend in the width of the damping ring 9, are distributed on the inner wall of the damping ring 9 so as to guide it relative to the outer ring of the Bearing 7. 15 flutes 20 provided on the outer wall of the damping ring 9 form end stops of the ring (or pad) 9. Other gadgets 19 which limit displacements in another direction may be obtained by overmoulding elastomeric material 20 on the ring 9 where, in this case, they provide a damping effect. The resilient damping ring 9 thus makes it possible to limit, notably thanks to the gadroons 15, the movements of the worm 2 along different axes, in particular along the lateral direction L and the axes other than that of application of the force (F) of the play-catching spring 10. FIG. 5 illustrates an embodiment variant in which the play-catch spring is a helical spring 110 mounted on a holding surface 113 provided on the outer wall of the resilient ring. FIG. 6 illustrates another embodiment variant, fairly close to the preceding one, and in which the play catch spring is a pad 210 made of elastomeric material and mounted on a holding surface 213 provided on the wall. The outer ring of the damping ring 209. FIGS. 7 to 10 illustrate yet another alternative embodiment in which the backlash is no longer provided by a spring is by an O-ring 310 of constant section mounted in an annular holding groove 314 formed in the outer wall of the damping ring 309. The depth and width of the holding groove 314 are variable so that in part greater, the seal 310 substantially exceeds the groove 314 and dampens by its elastic deformation the movement of the bearing 7 in its housing 8. The fact that the O-ring 310 has a different overflow in the areas U and H provides a damping system with a variable stiffness according to the couples transmitted and thus the displacements.
En effet, le dépassement dH est tel que l'on a un jeu J3 entre le joint 310 et l'alésage 308 du carter 301. Lorsque les couples transmis font que les déplacements du coussinet 309 sont au moins équivalents au jeu J3, le système travaille alors sur une raideur K2 et ce sur une course de déplacement C4 (voir figures 7 et 10) au terme de laquelle il y a contact entre les godrons 320 matérialisant les butées de fin de course du coussinet 309 dans l'alésage 308 du carter 301. Bien que l'invention ait été décrite avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. In fact, the excess dH is such that there is a clearance J3 between the seal 310 and the bore 308 of the casing 301. When the transmitted couples cause the movements of the pad 309 to be at least equivalent to the set J3, the system then works on a stiffness K2 and on a displacement stroke C4 (see Figures 7 and 10) at the end of which there is contact between the gadroons 320 materializing the end stops of the bearing 309 in the bore 308 of the housing 301. Although the invention has been described with particular examples of embodiment, it is obvious that it is not limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are within the scope of the invention.