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FR2464412A1 - ENDLESS SCREW TRANSMISSION MECHANISM FOR PERIODIC VARIATION LOAD - Google Patents

ENDLESS SCREW TRANSMISSION MECHANISM FOR PERIODIC VARIATION LOAD Download PDF

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FR2464412A1
FR2464412A1 FR8018839A FR8018839A FR2464412A1 FR 2464412 A1 FR2464412 A1 FR 2464412A1 FR 8018839 A FR8018839 A FR 8018839A FR 8018839 A FR8018839 A FR 8018839A FR 2464412 A1 FR2464412 A1 FR 2464412A1
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    • F16H1/16Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
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Abstract

A.MECANISME DE TRANSMISSION A VIS SANS FIN POUR CHARGE A VARIATION PERIODIQUE, DANS LEQUEL LA CHARGE VARIABLE AGIT TOUJOURS SUR LES MEMES DOMAINES DE LA DENTURE DE LA ROUE A VIS SANS FIN, LAQUELLE EST POURVUE D'UNE DENTURE CONCAVE OU GLOBOIDE. B.MECANISME CARACTERISE EN CE QUE, AU MOINS UN DOMAINE DE LA DENTURE DE LA ROUE QUI EST SOUMIS A UNE CHARGE PLUS FAIBLE, EST POURVU D'UNE DENTURE FRONTALE 48 OU 60 AU MOINS JUSQU'AU MILIEU DE LA LARGEUR 50 DE LA ROUE. C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'EQUIPEMENT AUTOMOBILE.A. Worm gear transmission mechanism for periodically varying load, in which the variable load always acts on the same areas of the tooth of the worm wheel, which is provided with a concave or global tooth. B. MECHANISM CHARACTERIZED IN THAT AT LEAST ONE AREA OF THE WHEEL TEETH WHICH IS SUBJECT TO LOWER LOAD, IS PROVIDED WITH A FRONT TEETH 48 OR 60 AT LEAST DOWN TO THE MIDDLE OF THE WHEEL WIDTH 50 . C. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO AUTOMOTIVE EQUIPMENT.

Description

2 4644122 464412

L'invention concerne un mécanisme de transmission à vis sans fin pour charge à variation périodique, dans lequel la charge variable agit toujours sur les mnmes domaines de la denture de la roue à vis sans fin, laquelle est pourvue d'une denture concave ou globoide. On connaît déjà un mécanisme de transmission à vis  The invention relates to a worm transmission mechanism for a load with periodic variation, in which the variable load always acts on the same domains of the toothing of the worm wheel, which is provided with a concave or globoid denture. . We already know a screw transmission mechanism

sans fin dans lequel la roue de vis sans fin présente une den-  endless wheel in which the worm wheel

ture frontale qui permet le montage ultérieur de la roue lors-  front end which allows the subsequent mounting of the wheel

que la vis sans fin a déjà été montée dans un carter. Ce mon-  that the worm has already been mounted in a housing. This my-

tage est possible parce que le profil de dent d'une roue à denture frontale est identique sur la totalité de la largeur de la dent et est en outre parallèle à l'axe de rotation de la roue. L'inconvénient d'un mécanisme à vis sans fin de ce genre réside en ce que le pas de la vis qui se trouve chaque fois e.- prise est toujours un contact seulement ponctuel avec la dent de la roue momentanément en prise. La charge spécifique appliquée sur la vis et notamment sur la denture frontale de la  This is possible because the tooth profile of a front toothed wheel is identical over the entire width of the tooth and is also parallel to the axis of rotation of the wheel. The disadvantage of an auger mechanism of this kind is that the pitch of the screw which is each time taken is always only one contact with the tooth of the wheel momentarily engaged. The specific load applied on the screw and in particular on the frontal toothing of the

roue est alors particulièrement élevée lorsque la charge agis-  wheel is particularly high when the load is

sant sur le mécanisme à vis sans fin est a sa valeur maximale.  the worm gear is at its maximum value.

Il est connu en fait que, en utilisant une roue de vis sans fin pourvue d'une denture concave ou globolde, le contact entre la vis cylindrique et la roue a denture globolde s'effectue suivant une ligne, ce qui réduit considérablement la charge unitaire de la denture. Cependant, le montage d'un mécanisme ainsi constitué n'est plus possible de la manière mentionnée plus haut. Il est en effet nécessaire de monter tout d'abord la roue et ensuite la vis sans fin en la faisant  It is known in fact that, by using a worm wheel provided with a concave or globoid gear, the contact between the cylindrical screw and the globoid gear wheel is made along a line, which considerably reduces the unit load. of the toothing. However, the assembly of a mechanism thus formed is no longer possible in the manner mentioned above. It is indeed necessary to first mount the wheel and then the endless screw by making it

tourner par vissage dans la denture de la roue.  turn by screwing into the teeth of the wheel.

L'invention a pour objet un mécanisme à vis sans fin pourvu d'une roue avec denture concave ou globolde, caractérisé en ce que, au moins un domaine de la denture de la roue à vis sans fin qui est soumis à une charge plus faible, est pourvu d'une denture frontale qui s'étend au moins jusqu'au  The invention relates to a worm gear mechanism provided with a wheel with concave toothing or globoid, characterized in that, at least one area of the toothing of the worm wheel which is subjected to a lower load , is provided with a front toothing that extends at least up to

milieu de la largeur de la roue.middle of the width of the wheel.

On obtient ainsi l'avantage que, lorsque la charge  This gives the advantage that when the load

maximale est appliquée sur le mécanismee les portions de den-  maximum is applied to the mechanism the portions of

ture de la vis constituées comme denture concave ou globolde sont en prise avec la vis, ce qui a pour effet un abaissement de la charge spécifique de la denture. D'autre part, le mécanisme peut tre monté de manière simple, parce que le domaine à denture frontale de la roue est, lors du montage, amené en  The screws formed as concave or globoid teeth are engaged with the screw, which has the effect of lowering the specific load of the toothing. On the other hand, the mechanism can be mounted in a simple manner, because the front toothed domain of the wheel is, during assembly, brought into position.

prise avec la vis sans fin à section cylindrique.  taken with the worm with cylindrical section.

Le même effet est obtenu, lorsque, au lieu de prévoir sur la roue une denture frontale par portions, la denture est supprimée dans au moins un domaine de la roue pourvue d'une denture concave ou globoTde, jusqu'au milieu de la largeur de la roue. Lors du montage, c'est ce domaine qui est amené en prise avec la vis sans fin cylindrique. Il est exact que, par cette mesure, la charge spécifique de la denture est accrue. Cependant, si l'on prend soin que, lors du montage, ce soit ce domaine qui vienne tout d'abord en prise avec la vis lorsque le mécanisme est soumis à une plus faible charge, cette mesure, conforme à l'invention n'entraîne plus aucun  The same effect is obtained when, instead of providing on the wheel a frontal toothing in portions, the toothing is removed in at least one area of the wheel provided with a concave or globoid gear, to the middle of the width of wheel. During assembly, it is this area that is brought into engagement with the cylindrical worm. It is true that, by this measure, the specific load of the toothing is increased. However, if one takes care that, during assembly, it is this area that first comes into engagement with the screw when the mechanism is subjected to a lower load, this measurement, in accordance with the invention does not results in no more

inconvénient.disadvantage.

Grâce aux mesures suivantes, prévues par 1 'inven-  Thanks to the following measures provided for in the

tion, ces avantages sont encore améliorés, à savoir: - la denture frontale s'étend sur toute la largeur de la roue, - à partir du milieu de la largeur de la roue, la denture frontale se prolonge par une denture globolde, - dans au moins une zone de la denture de roue soumis à une charge plus faible, la denture est supprimée jusqu'au milieu de la largeur de la roue, - la roue de vis sans fin est constituée en matière  these advantages are further improved, namely: - the front toothing extends over the entire width of the wheel, - from the middle of the width of the wheel, the front toothing is extended by a toothing globolde, - in at least one area of the wheel toothing subjected to a lower load, the toothing is removed to the middle of the width of the wheel, - the worm wheel is made of material

synthétique moulée par injection.synthetic injection molded.

Le mécanisme à vis sans fin conforme à l'invention est applicable notamment à un dispositif d'essuie-glace de  The worm gear mechanism according to the invention is applicable in particular to a wiper device of

véhicule automobile.motor vehicle.

La description ci-après se rapporte à des exemples  The description below relates to examples

de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue générale de principe d'un dispositif d'essuie-glace pour phares de véhicules automobiles,  embodiment with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a general overview of a windscreen wiper device for motor vehicles,

équipé avec un mécanisme à vis sans fin.  equipped with a worm mechanism.

- la figure 2 est une vue en coupe à travers la  FIG. 2 is a sectional view through the

roue à vis sans fin par II-II de la figure 1.  worm gear wheel II-II of Figure 1.

- la figure 2a montre une variation de réalisation  FIG. 2a shows a variation of embodiment

de la roue à vis sans fin de la figure 2.  of the worm wheel of Figure 2.

- la figure 2b est une vue d'une autre variante de  FIG. 2b is a view of another variant of

la igure 2.Figure 2

- la figure 3 est une vue en coupe de la roue à  FIG. 3 is a sectional view of the wheel

vis sans fin par la ligne III-III de la figure 1.  worm by the line III-III of Figure 1.

Conformément à la. figure 1, un dispositif d'essuie-  In accordance with the. FIG. 1, a wiper device

glace pour phares de véhicule automobile est équipé avec un mécanisme à vis sans fin 10, dont la vis sans fin 12 est reliée à entraînement à l'arbre de sortie d'un moteur d'essuie-glace,  motor vehicle headlight glazing is equipped with a worm mechanism 10, the worm 12 of which is drivably connected to the output shaft of a windscreen wiper motor,

non représenté. La vis sans fin constituée par une vis cylin-  not shown. The worm consisting of a cylinder screw

drique 12 engrène avec une roue de vis sans fin 14 fabriquée en matière synthétique, qui est pourvue d'une denture concave *ou globolde. Cette roue 14 est calée sur un arbre de roue 16, avec lequel est reliée solidairement une manivelle 18 qui tourne ainsi en commun avec la roue 14. A l'extrémité libre de la manivelle 18 est articulée une tige poussoir 20 dont l'autre extrémité est reliée à articulation avec un fléau 22 qui est monté sur un arbre d'essuie-glace 24 monté lui-même à  The jig 12 meshes with a worm wheel 14 made of synthetic material, which is provided with a concave * or globoid gear. This wheel 14 is keyed on a wheel shaft 16, with which is connected integrally a crank 18 which thus rotates in common with the wheel 14. At the free end of the crank 18 is articulated a push rod 20 whose other end is connected to articulation with a beam 22 which is mounted on a wiper shaft 24 mounted itself to

poste fixe. Une lame d'essuyage 28 est reliée à l'arbre d'essuie-  fixed station. A wiper blade 28 is connected to the wiper shaft

glace 24, par l'intermédiaire d'un bras d'essuyage 26 fixé sur  24, via a wiper arm 26 fixed on

l'arbre 24.the tree 24.

Lorsque le dispositif d'essuyage est mis en marche, la manivelle 18 tourne en direction de la flèche 30, de telle sorte que la tige poussoir 20 se déplace en va et vient en direction de la double-flèche 32, en entraînant avec elle le fléau en direction de la double flèche 34. Le fléau 22 oscille  When the wiper device is turned on, the crank 18 rotates in the direction of the arrow 30, so that the push rod 20 moves back and forth in the direction of the double-arrow 32, taking with it the flail towards the double arrow 34. The flail 22 oscillates

ainsi sur un angle i d'une position d'inversion à l'autre.  thus on an angle i from one inversion position to another.

La manivelle 18, la tige poussoir 20 et le fléau  The crank 18, the push rod 20 and the plague

22 forment ensemble un mécanisme à mouvement pendulaire. Cepen-  22 together form a pendulum mechanism. How-

dant, avec le fléau 22, est également entrainé en mouvement de va et vient, l'arbre d'essuie-glace 24 et ainsi la lame d'essuyage 28, ce mouvement étant indiqué par les double-flèches respectives 36 et 38. La lame d'essuyage 28 balaye un domaine d'essuyage 40 sur la glace de phare non représentée du véhicule automobile. Ce champ d'essuyage 40 a la forme d'un segment annulaire et l'angle de pivotement y de la lame d'essuyage  With the flail 22, it is also driven back and forth, the wiper shaft 24 and thus the wiper blade 28, this movement being indicated by the respective double-arrows 36 and 38. wiper blade 28 scans a wiping area 40 on the headlight glass not shown of the motor vehicle. This wiping field 40 has the shape of an annular segment and the pivot angle y of the wiper blade

correspond à l'angle d'oscillation c( du fléau 22.  corresponds to the oscillation angle c (of the beam 22.

Il est visible que le moment du couple de force qui agit sur le mécanisme 10 se modifie en dépendance de la position momentanée de la lame d'essuyage 28 dans le champ de balayage 40. Ce moment revient à zéro dans le domaine des positions d'inversion de marche 42 de la lame d'essuyage 28, tandis qu'il atteint une valeur maximale lorsque la lame 28 se Lrouve dans la zone médiane du champ 40 dans sa position représentée dans la figure 1. Le mécanisme à vis sans fin est  It is apparent that the moment of the force torque acting on the mechanism 10 changes in dependence on the momentary position of the wiper blade 28 in the scanning field 40. This moment returns to zero in the range of the positions of reversing step 42 of the wiper blade 28, while it reaches a maximum value when the blade 28 is located in the middle zone of the field 40 in its position shown in Figure 1. The worm gear is

ainsi soumis à une charge périodiquement variable.  thus subject to a periodically variable load.

Pour des raisons de simplification de montage, la roue de vis sans fin 14 est destinée à 8tre montée dans un carter 44 qui entoure le mécanisme à vis sans fin 10, seulement lorsque la vis sans fin 12 est. déjà montée dans ce carter. La roue 14 doit alors 9tre amenée perpendiculairement au plan de la. figure en prise avec la. vis sans fin 12. Dans cette opération, il est nécessaire de prévoir que, en même temps, l'arbre de la  For reasons of simplification of assembly, the worm wheel 14 is intended to be mounted in a casing 44 which surrounds the worm mechanism 10, only when the worm 12 is. already mounted in this case. The wheel 14 must then be brought perpendicular to the plane of the. figure engaged with the. 12. In this operation, it is necessary to provide that, at the same time, the tree of the

roue de vis sans fin 16 soit amené dans le carter dans sa posi-  worm wheel 16 is brought into the housing in its position.

tion appropriée, non représentée à la figure. Dans le cas ou la roue à vis sans fin est pourvue d'une denture dite concave  tion, not shown in the figure. In the case where the worm wheel is provided with a so-called concave toothing

ou globolde, une telle opération de montage n'est pas possible.  or globoid, such a mounting operation is not possible.

En conséquence, suivant un premier mode de d'appli-  Consequently, according to a first mode of application

cation de l'invention représenté dans la figure 2,la roue de  cation of the invention shown in Figure 2, the wheel of

vis sans fin 14 est pourvue, dans un petit domaine de son pour-  endless screw 14 is provided, in a small area of its

tour, sur une de ses faces latérales 46, d'une denture frontale 48, qui s'étend environ jusqu'au milieu de la largeur 50 de la roue. De là, la denture frontale se prolonge en une denture globolde 52, tous les autres domaines de la roue 14 étant pourvus d'une denture globoide qui s'étend sur toute la largeur  turn, on one of its lateral faces 46, a front toothing 48, which extends approximately to the middle of the width 50 of the wheel. From there, the front teeth are extended into a set of teeth 52, all the other areas of the wheel 14 being provided with a globoid tooth which extends over the whole width

de la roue 14.of the wheel 14.

Suivant une autre forme de réalisation (figure 2_) un domaine relativement plus réduit de la roue 14 peut 9tre pourvu d'une denture frontale 60, mais qui est continue sur toute la largeur, et qui se prolonge ensuite par la denture globoYde 54. La transition elle-m9me peut être progressive ou  According to another embodiment (FIG. 2) a relatively smaller area of the wheel 14 may be provided with a front toothing 60, but which is continuous over the entire width, and which is then extended by the globoid gearing 54. transition itself can be progressive or

avec au moins un étage.with at least one floor.

Suivant une autre forme de réalisation (figure 2a) la roue à vis sans fin 14 peut 9tre pourvue sur la totalité de son pourtour d'une denture globoide 54. Cependant, pour obvier aux difficultés de montage mentionnées plus haut, cette denture globolde 54 peut 9tre supprimée, dans un domaine relativement réduit, jusque dans la zone nédiane de la largeur 50 de la roue de telle sorte que la roue 50 présente, dans ce domaine de pourtour, une denture globolde 70 qui s'étend simplement, à partir d'une face latérale 72 jusqu'au milieu de la largeur 50  According to another embodiment (FIG. 2a), the worm wheel 14 may be provided over its entire circumference with a globoid toothing 54. However, in order to obviate the mounting difficulties mentioned above, this overall set of teeth 54 may In a relatively small area, it should be eliminated as far as the nedian zone of the width 50 of the wheel so that the wheel 50 has, in this circumferential area, an overall set of teeth 70 which simply extends from a side face 72 to the middle of the width 50

de la roue.of the wheel.

Grâce aux constitutions particulières décrites de la petite portion de pourtour des roues à vis sans fin 14, il est possible, lors du montage dans le carter, d'amener en prise, de la manière mentionnée plus haute la roue avec la vis sans fin  Thanks to the particular constitutions described of the small peripheral portion of the worm wheels 14, it is possible, when mounted in the housing, to bring into engagement, in the aforementioned manner, the wheel with the worm

12 montée au préalable dans le carter. Il est cependant néces-  12 previously mounted in the housing. However, it is necessary

saire, lors du montage, de prendre soin que l'agrégat - en l'occurence la lame d'essuyage 28 - qui agit avec un moment de couple sur le mécanisme à vis sans fin, se trouve dans une position teller que seules des forces réduites, de préférence minimales, agissent sur le mécanisme 10. On est assuré ainsi que, lors de la charge maximale exercée par l'agrégat sur le mécanisme, la vis sans fin 12 est en prise avec la totalité de la denture globoîde de la roue, de telle sorte que la charge  during assembly, take care that the aggregate - in this case the wiper blade 28 - which acts with a torque moment on the worm gear mechanism, is in a position teller that only forces reduced, preferably minimum, act on the mechanism 10. It is ensured that, during the maximum load exerted by the aggregate on the mechanism, the worm 12 is engaged with all the overall gearing of the wheel , so that the load

spécifique des dentures est considérablement diminuée.  specific dentition is considerably reduced.

Une fabrication particulièrement économique de la  A particularly economical manufacture of the

roue de vis sans fin 14 est rendue possible grace aux constitu-  worm wheel 14 is made possible by virtue of the

tions spéciales 48 52 ainsi que 60 ou 70, lorsque la roue est fabriquée en matière synthétique, de préférence par moulage à injection.  48 and 60 or 70 when the wheel is made of synthetic material, preferably by injection molding.

2 4 6 4 4 1 22 4 6 4 4 1 2

Claims (4)

R E V E N D I C A T 1 0 2. S 1i) Mécanisme de transmission à -lis sans fin pour charge à variation périodique, dans lequel la charge variable agit toujours sur les mêmes domaines de la denture de la roue à vis sans fin, laquelle est pourvue d'une denture concave ou globoide, mécanisme caractérisé en ce que, au moins un domaine de la denture de la roue qui est soumis à une charge plus faible, est pourvu d'une denture frontale (48 ou 60) au moins jusqu'au milieu de la largeur (50) de la roue.2. S 1i) Endless transmission mechanism for load with periodic variation, in which the variable load always acts on the same domains of the toothing of the worm gear, which is provided with a concave or globoid tooth mechanism, characterized in that at least one area of the toothing of the wheel which is subjected to a lower load is provided with a front toothing (48 or 60) at least to the middle of the width (50) of the wheel. 20) Mécanisme suivant la revendication 1, caracté-  20) Mechanism according to claim 1, characterized risé en ce que la denture frontale (60) s'étend sur toute la  in that the front toothing (60) extends over the entire largeur (50) de la roue à vis sans fin.  width (50) of the worm wheel. ) Mécanisme suivant la revendication 1, caracté-  Mechanism according to claim 1, characterized risé en ce que, à partir du domaine médian de la largeur (50)  rised in that, from the median range of the width (50) de la roue, la denture frontale (48) se prolonge par une den-  of the wheel, the frontal toothing (48) is extended by a den- ture globoYde (52).globoYde (52). 4 ) Mécanisme suivant l'une quelconque des reven-  4) Mechanism according to any of the claims dications 1 à 3, pour charge périodiquement variable, dans lequel la charge variable agit toujours sur les mêmes domaines de la denture de la roue à vis sans fin, laquelle est pourvue d'une denture concave ou globoide, mécanisme caractérisé en ce que, dans au moins un domaine de la denture de roue qui est soumis à une charge plus faible, la denture (70) est supprimée  1 to 3, for periodically variable load, in which the variable load always acts on the same domains of the toothing of the worm wheel, which is provided with a concave or globoid gear, mechanism characterized in that, in at least one area of the wheel toothing which is subjected to a lower load, the toothing (70) is removed jusque dans le domaine du milieu de la largeur (50) de la roue.  to the area of the middle of the width (50) of the wheel. 50) Mécanisme suivant l'une quelconque des reven-  50) Mechanism according to any one of the dications 1 à 4, caractérisé ence que le mécanisme à vis sans fin (10) est partie constitutive d'un agrégat d' entraînement  1 to 4, characterized in that the worm mechanism (10) is part of a driving aggregate. d'un dispositif d'essuie-glace pour phares dé véhicules auto-  a windscreen wiper system for self-driving vehicles mobiles, et est raccordé à un mécanisme pendulaire (18, 20, 22)  movable, and is connected to a pendulum mechanism (18, 20, 22) d'actionnement d'une lame d'essuyage (28).  actuating a wiper blade (28). 6 ) Mécanisme suivant la revendication 5, caracté-  6) Mechanism according to claim 5, characterized risé en ce que le domaine de la roue à vis sans fin (14) qui est pourvu de la denture frontale (48 ou 60) ainsi que le domaine de la roue dans lequel la denture (70) est supprimée  characterized in that the area of the worm wheel (14) which is provided with the front toothing (48 or 60) and the area of the wheel in which the toothing (70) is removed jusque dans le domaine du milieu de la largeur (50) de la roue, en-  in the area of the middle of the width (50) of the wheel, s-;:ent avec la vis sans fin (12, lorsque la lame d'essuyage (28) se trouve dans l'une de ses positions de renversement de  with the auger (12, when the wiper blade (28) is in one of its overturning positions marche (42).walk (42). ) Mécanisme suivant l'une quelconque des reven-  ) Mechanism according to any one of the dications 1 à 6, caractérisé en ce que la roue à vis sans fin (12) est fabriquée en une matière synthétique notamment moulée  1 to 6, characterized in that the worm wheel (12) is made of a synthetic material, in particular molded par injection.by injection.
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