FR2544043A1 - Device for taking up backlash for reduction gear using planetary gear trains and reduction gear comprising it - Google Patents

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Abstract

Each satellite gear arranged between a central gear 1 and an outer ring gear 3 comprises a main gear 8 and two lateral auxiliary gears 10, 13 between which circumferential elastic-effect rotational coupling means 11 are placed, this main gear 8 and an auxiliary gear 10, 13 meshing together either with the central gear 1, or with the outer ring gear 3, so that the backlash is taken up in both directions of rotation with respect to the central gear 1 and with respect to the outer ring gear 3.

Description

L'invention a pour objet un dispositif destiné à rattraper automatiquement le jeu angulaire qui existe entre les dents en prise d'un pignon satellite dans un train planetaire engrenant simultanément avec deux roues dentées telles qu'une roue dentée extérieurement et une couronne dentée intérieurement. The invention relates to a device intended to automatically compensate for the angular play which exists between the teeth in engagement of a satellite pinion in a planetary gear meshing simultaneously with two toothed wheels such as an externally toothed wheel and an internally toothed crown.

L'invention est particulièrement avantageuse dans les réducteurs à trains planétaires qui ont la qualité appréciée de présenter un encombrement réduit et un rapport élevé de réduction. Ils sont applicables à de nombreux mécanismes : appareils de pointage, de mesure, d'indexation, radars, robots, machines-outils, appareils médicaux, etc.. The invention is particularly advantageous in planetary gear reducers which have the appreciated quality of having a reduced bulk and a high reduction ratio. They are applicable to many mechanisms: pointing, measuring, indexing devices, radars, robots, machine tools, medical devices, etc.

I1 s'agit fréquemment de mécanismes d'asservissement avec lesquels il est très souhaitable de n'avoir qu'un jeu angulaire extrêmement réduit, sinon nul, dans l'un ou l'autre sens de rotation. Pour les appareils deposition- nement ou de repérage pouvant tourner ou se déplacer alternativement dans les deux sens, il est souhaitable de supprimer tout jeu angulaire. These are frequently servo mechanisms with which it is very desirable to have only an extremely reduced angular play, if not zero, in one or the other direction of rotation. For positioning or locating devices which can rotate or move alternately in both directions, it is desirable to eliminate any angular play.

On ne connaît pas jusqu'à présent le dispositif simple, incorporé par construction à un réducteur à train planétaire, qui en élimine le jeu angulaire. La difficulté à surmonter provient de ce que les pignons satellites engrènent simultanément avec deux dentures, l'une d'une roue centrale, l'autre d'une couronne extérieure. Il faut donc réaliser un contact permanent des dents de chaque satellite sur deux faces distinctes et opposées. De plus, si les satellites ainsi que la roue dentée centrale peuvent avoir une denture rectifiée, il en va différemment pour la couronne à denture intérieure qui n'est pas réalisable avec la même précision. The simple device is not known up to now, incorporated by construction into a planetary gear reducer, which eliminates the angular play. The difficulty to overcome stems from the fact that the planet gears mesh simultaneously with two teeth, one of a central wheel, the other of an outer ring. It is therefore necessary to make permanent contact with the teeth of each satellite on two distinct and opposite faces. In addition, if the satellites as well as the central gear can have a rectified toothing, it is different for the crown with internal toothing which cannot be produced with the same precision.

L'invention a pour but principal d'apporter un dispositif de rattrapage de jeu angulaire dans les deux sens de rotation des pignons satellites dans un réducteur à train planétaire.  The main object of the invention is to provide a device for compensating for angular play in the two directions of rotation of the planet gears in a planetary gear reducer.

Le dispositif de rattrapage de jeu angulaire comprend, selon l'invention, un pignon principal engrenant simultanément avec les deux pièces dentées, un premier pignon auxiliaire disposé coaxialement sur un premier côté du pignon principal, accouplé en rotation avec celui-ci par un moyen d'accouplement à effet élastique circonférentiel, ce premier pignon auxiliaire engrenant avec l'une seulement des deux pièces dentées; un second pignon auxiliaire est disposé coaxialement sur le second côté du pignon principal et accouplé en rotation avec celui-ci par un moyen d'accouplement à effet élastique circonférentiel, ce second pignon auxiliaire engrenant seulement avec l'autre des deux pièces dentées qui n'engrène pas avec le premier pignon auxiliaire. The angular play take-up device comprises, according to the invention, a main pinion meshing simultaneously with the two toothed parts, a first auxiliary pinion arranged coaxially on a first side of the main pinion, coupled in rotation with the latter by means of coupling with circumferential elastic effect, this first auxiliary pinion meshing with only one of the two toothed parts; a second auxiliary pinion is arranged coaxially on the second side of the main pinion and coupled in rotation with the latter by a coupling means with circumferential elastic effect, this second auxiliary pinion meshing only with the other of the two toothed parts which do not not mesh with the first auxiliary gear.

L'invention n'impose pas le moyen d'accouplement qui relie le pignon principal aux deux pignons auxiliaires; tout moyen connu convenable peut être adapté à cette fin. Toutefois, en fonction des couples de rotation mis en oeuvre, il est préférable, selon l'invention, d'utiliser un moyen particulièrement approprié comme un anneau élastique à doigts dirigés axialement en sens opposés à ses extrémités dans le cas où le couple est relativement faible, ou un logement axial conique recevant un élément d'accouplement sphérique ou conique repoussé élastiquement en sens axial dans ce logement en cas de couple plus élevé. The invention does not impose the coupling means which connects the main pinion to the two auxiliary pinions; any suitable known means can be adapted for this purpose. However, depending on the rotational torques used, it is preferable, according to the invention, to use a particularly suitable means such as an elastic ring with fingers directed axially in opposite directions at its ends in the case where the torque is relatively weak, or a conical axial housing receiving a spherical or conical coupling element elastically pushed axially in this housing in the event of higher torque.

On donnera, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description de plusieurs exemples de réalisation de l'invention. On se reportera au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue en coupe par un plan diamétral d'un réducteur de vitesse à train planétaire à dispositif de rattrapage de jeu angulaire selon l'invention,
- la figure 2 est une vue de détail en coupe par un plan diamétral d'un satellite du réducteur de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en élévation du moyen d'accouplement qui fait partie du satellite de la fig. 2,
- la figure 4 est une vue de dessus du moyen d'accouplement de la figure 3
- la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 montrant une variante du moyen d'accouplement, ~ - la figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5.
There will be given, without limiting intention and without excluding any variant, a description of several embodiments of the invention. Reference is made to the appended drawing in which
FIG. 1 is a sectional view through a diametrical plane of a planetary gear speed reducer with an angular play take-up device according to the invention,
FIG. 2 is a detailed view in section through a diametral plane of a satellite of the reducer of FIG. 1,
- Figure 3 is an elevational view of the coupling means which is part of the satellite of FIG. 2,
- Figure 4 is a top view of the coupling means of Figure 3
- Figure 5 is a view similar to Figure 3 showing a variant of the coupling means, ~ - Figure 6 is a sectional view along VI-VI of Figure 5.

Dans l'exemple représenté ici, le réducteur comprend un pignon central 1 ayant une denture 2 qui est entoure coaxialement d'une couronne 3 ayant une denture intérieure 4. Entre ces deux pièces dentées 1, 3 est monté coaxialement à cet ensemble un porte-satellite 5 qui porte au moins un axe 6 sur lequel est montré libre en rotation un pignon satellite 7. In the example shown here, the reducer comprises a central pinion 1 having a toothing 2 which is coaxially surrounded by a crown 3 having an internal toothing 4. Between these two toothed parts 1, 3 is mounted coaxially to this assembly a holder satellite 5 which carries at least one axis 6 on which a satellite pinion 7 is shown free to rotate.

Ce pignon satellite 7 est muni d'un rattrapage de jeu angulaire conforme à l'invention. I1 comprend un pignon principal 8 à denture 9 qui engrène en permanence avec les deux dentures 2 et 4 du pignon central 1 et de la couronne 3 respectivement. Sur un côté, autrement dit sur l'une de ses faces extrêmes en sens axial,. le pignon principal 8 est accouplé en rotation avec un premier pignon auxiliaire 10 par l'intermédiaire d'un moyen d'accouplement11 à effet élastique circonférentiel. Ce premier pignon auxiliaire 10 a une denture 12 qui engrène uniquement avec la denture 4 de la couronne 3. This satellite pinion 7 is provided with an angular backlash adjustment according to the invention. I1 comprises a main pinion 8 with teeth 9 which permanently meshes with the two teeth 2 and 4 of the central pinion 1 and of the crown 3 respectively. On one side, in other words on one of its end faces in the axial direction. the main pinion 8 is coupled in rotation with a first auxiliary pinion 10 by means of a coupling means 11 with a circumferential elastic effect. This first auxiliary pinion 10 has a toothing 12 which meshes only with the toothing 4 of the crown 3.

Sur son autre côté, c'est-à-dire sur sa face extrême opposée, le pignon principal 8 est accouple en rotation avec un second pignon auxiliaire 13 par l'intermédiaire d'un moyen d'accouplement 14 à effet élastique circonférentiel. Ce second pignon auxiliaire 13 a une denture 15 qui engrène uniquement avec la denture 2 du pignon central 1. On its other side, that is to say on its opposite end face, the main pinion 8 is coupled in rotation with a second auxiliary pinion 13 by means of a coupling means 14 with circumferential elastic effect. This second auxiliary pinion 13 has a toothing 15 which meshes only with the toothing 2 of the central pinion 1.

Le pignon principal 8 et les deux pignons auxiliaires 10, 13 sont montés sur l'axe 6 porté par le porte-satellite 5. De préférence, le pignon principal 8 est prolongé en sens axial sur chacun de ses deux côtés par une partie extrême cylindrique 16, 17 respectivement, qui sert à porter le pignon auxiliaire correspondant 10, 13 respectivement.  The main pinion 8 and the two auxiliary pinions 10, 13 are mounted on the axis 6 carried by the planet carrier 5. Preferably, the main pinion 8 is extended in axial direction on each of its two sides by an extreme cylindrical part. 16, 17 respectively, which serves to carry the corresponding auxiliary pinion 10, 13 respectively.

Quand le porte-satellites 5 est équipé de plusieurs satellites 7, comme il est habituel, chacun d'eux- est cons'citué comme on vient de le décrire. Quand un réducteur comprend plusieurs trains planétaires, tous les satellites sont aussi constitués comme on l'a décrit, si l'on souhaite obtenir un rattrapage efficace et durable du jeu angulaire. When the planet carrier 5 is equipped with several satellites 7, as is usual, each of them is formed as has just been described. When a reduction gear comprises several planetary trains, all the satellites are also formed as described, if one wishes to obtain an effective and lasting catch-up of the angular play.

Les figures 2 à 4 montrent un exemple de moyen d'accouplement en rotation à effet élastique circonférentiel. Dans chacune des faces extrêmes du pignon principal 8 est creusée concentriquement à la partie extrême cylindrique 16, 17 une gorge annulaire 18, 19 respectivement. Figures 2 to 4 show an example of a coupling means in rotation with a circumferential elastic effect. In each of the end faces of the main pinion 8 is hollowed concentrically with the cylindrical end part 16, 17 an annular groove 18, 19 respectively.

Chaque gorge 18, 19 est destinée à recevoir un anneau élastique 20 (figures -3, 4) dont les extrémités sont pliées à angle droit par rapport à son plan pour présenter deux doigts 21, 22 s'étendant en sens axial, en sens opposé.Each groove 18, 19 is intended to receive an elastic ring 20 (Figures -3, 4) whose ends are bent at right angles to its plane to present two fingers 21, 22 extending in axial direction, in opposite direction .

Dans les faces extrêmes en regard l'une de l'autre du pignon principal 8 et de chaque pignon auxiliaire 10, 13 sont ménagés des logements 23 d'une part, 24 et 25 d'autre part, pour recevoir respectivement les doigts 21, 22. In the end faces opposite one another of the main pinion 8 and of each auxiliary pinion 10, 13 are formed housings 23 on the one hand, 24 and 25 on the other hand, for receiving the fingers 21 respectively, 22.

L'anneau élastique 20 des figures 2 à 4 est réalisé à partir d'un fil à section ronde. Sur la figure 1, l'anneau est à section rectangulaire 26, les doigts 27, 28 étant cylindriques. The elastic ring 20 of Figures 2 to 4 is made from a round section wire. In Figure 1, the ring is of rectangular section 26, the fingers 27, 28 being cylindrical.

Les figures 5 et 6 montrent un autre exemple de moyen d'accouplement en rotation à effet élastique circonférentiel;
A travers le pignon principal 8 sont percés sur une même circonférence, dans la partie intermédiaire entre denture 9 et les parties extrêmes cylindriques 16, 17, au moins deux trous 29, 30qui contiennent chacun deux pistons 31, 32. Les trous 29, 30 sont parallèles à l'axe 6 ainsi que les pistons 31, 32 et un ressort de compression 33 est interposé entre eux pour les repousser vers l'extérieur en direction chacun respectivement d'un pignon auxiliaire 10, 13. Chaque piston 31, 32 est terminé par une partie tronconique 34, 35 qui pénètre -dans un logement correspondant 36, 37 prévu dans la face extrême tournée vers le pignon principal 8 de chaque pignon auxiliaire 10, 13.Les logements 36 sont déportés en sens circonférentiel par rapport à la denture 12, 15 du pignon auxiliaire 10, de façon que, quand les dentures 12 et 2 de ce pignon auxiliaire 10 et du pignon principal 8 sont mises en engrènement avec la denture 4 de la couronne 3, ces logements 36 ne sont plus coaxiaux avec les parties extrêmes tronconiques 34 des pistons. Les parties tronconiques 34 sont donc en retrait par rapport aux logements 36 et en -tendant à s'y enfoncer sous la poussée des ressorts 33, elles donnent naissance à des forces circonférentielles F (figure 6).
Figures 5 and 6 show another example of a rotational coupling means with circumferential elastic effect;
Through the main pinion 8 are drilled on the same circumference, in the intermediate part between teeth 9 and the cylindrical end parts 16, 17, at least two holes 29, 30 which each contain two pistons 31, 32. The holes 29, 30 are parallel to the axis 6 as well as the pistons 31, 32 and a compression spring 33 is interposed between them to push them outwards in the direction each one respectively of an auxiliary pinion 10, 13. Each piston 31, 32 is finished by a frustoconical part 34, 35 which penetrates -in a corresponding housing 36, 37 provided in the end face facing the main pinion 8 of each auxiliary pinion 10, 13.The housings 36 are offset in circumferential direction relative to the toothing 12 , 15 of the auxiliary pinion 10, so that when the teeth 12 and 2 of this auxiliary pinion 10 and the main pinion 8 are engaged with the teeth 4 of the crown 3, these housings 36 are no longer coaxial with the parts frustoconical extremes 34 of the pistons. The frusto-conical parts 34 are therefore set back relative to the housings 36 and, by tending to sink therein under the thrust of the springs 33, they give rise to circumferential forces F (FIG. 6).

I1 en est de même entre le pignon principal 8 et le pignon auxiliaire 13 engrenant ensemble avec la denture 2 du pignon central 1. I1 is the same between the main pinion 8 and the auxiliary pinion 13 meshing together with the toothing 2 of the central pinion 1.

Les anneaux élastiques 20 de la figure 2 ont un rôle analogue. Quand les dentures engrènent ensemble avec une autre même denture, ces anneaux sont précontraints et exercent une force circonférentielle. Cette force tend à écarter les dentures dans un sens qui supprime tout jeu angulaire dans les deux sens de rotation d'une part vis-à -vis du pignon central 1 et, d'autre part, vis-à-vis de la couronne 3. The elastic rings 20 of Figure 2 have a similar role. When the teeth mesh together with another same teeth, these rings are prestressed and exert a circumferential force. This force tends to spread the teeth in a direction which eliminates any angular play in the two directions of rotation on the one hand with respect to the central pinion 1 and, on the other hand, with respect to the crown 3 .

On notera que, dans une variante plus simple, les pistons 31, 32 pourraient être remplacés par des billes qui seraient poussées par un ressort 33 vers les logements 36, 37. It will be noted that, in a simpler variant, the pistons 31, 32 could be replaced by balls which would be pushed by a spring 33 towards the housings 36, 37.

L'invention est particulièrement avantageuse dans les réducteurs à trains planétaires dont l'encombrement est réduit. The invention is particularly advantageous in planetary gear reducers whose size is reduced.

Le porte-satellites 5 peut comprendre un ou plusieurs ensembles de satellites selon le couple à transmettre. The planet carrier 5 can include one or more sets of satellites depending on the torque to be transmitted.

On notera que l'invention est utilisable aussi dans les réducteurs planétaires aits flottants dans lesquels les efforts s'équilibrent automatiquement sur trois planétaires.  It will be noted that the invention can also be used in planetary ait floating reducers in which the forces are automatically balanced on three planetary.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de rattrapage de jeu angulaire pour pignon satellite (8) à denture (9) engrenant avec une pièce dentée (1) à denture (2) et une couronne (3) à denture intérieure (4), caractérisé en ce qu'il comprend sur un côté du pignon principal (8) un premier pignon auxiliaire (10) accouplé en rotation avec le pignon intermédiaire (8) par un moyen d'accouplement à effet élastique circonférentiel, ce premier pignon auxiliaire (10) engrenant la denture (4) d'une pièce dentée (3), et sur le côté opposé du pignon principal intermédiaire (8) un second pignon auxiliaire (13) accouplé en rotation avec le pignon intermédiaire (8) par un moyen d'accouplement à effet élastique circonférentiel, ce second pignon auxiliaire (13) engrenant avec la denture (2) de l'autre pièce dentée (1) qui n'engrène pas avec le premier pignon auxiliaire (10). 1. Angular play take-up device for satellite pinion (8) with teeth (9) meshing with a toothed part (1) with teeth (2) and a crown (3) with internal teeth (4), characterized in that it comprises on one side of the main pinion (8) a first auxiliary pinion (10) coupled in rotation with the intermediate pinion (8) by a coupling means with circumferential elastic effect, this first auxiliary pinion (10) meshing the toothing ( 4) with a toothed part (3), and on the opposite side of the intermediate main pinion (8) a second auxiliary pinion (13) coupled in rotation with the intermediate pinion (8) by a coupling means with circumferential elastic effect , this second auxiliary pinion (13) meshing with the toothing (2) of the other toothed part (1) which does not mesh with the first auxiliary pinion (10). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque moyen d'accouplement en rotation à effet élastique circonférentiel est un anneau élastique (20) disposé entre le pignon principal (8) et chaque pignon auxiliaire (10, 13) et réuni à chacun d'eux, de sorte que quand la denture du pignon principal (8) et celle du pignon auxiliaire (10, 13) engrènent avec une même denture d'une pièce dentée (1, 3), l'anneau élastique (20) crée une force circonférentielle (F) qui tend à écarter les dentures. 2. Device according to claim 1 characterized in that each coupling means in rotation with circumferential elastic effect is an elastic ring (20) disposed between the main pinion (8) and each auxiliary pinion (10, 13) and joined to each from them, so that when the teeth of the main pinion (8) and that of the auxiliary pinion (10, 13) mesh with the same teeth of a toothed part (1, 3), the elastic ring (20) creates a circumferential force (F) which tends to spread the teeth. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque moyen d'accouplement en rotation à effet élastique circonférentiel comprend entre le pignon principal (8) et chaque pignon auxiliaire (10, 131 d'une part un piston (32) disposé parallèlement à l'axe du pignon principal (8) terminé par une partie tronconique (34) et poussé par un ressort de compression (33), d'autre part un logement (36) destiné à recevoir ladite partie tronconique (34), ce logement (36) étant déporté en sens circonférentiel par rapport au piston (32), de sorte- que, quand les dentures de pignon principal (8) et du pignon auxiliaire J10,13) engrènent avec une même denture d'une pièce dentée (1,3), la partie ---- tronconique (34) exerce sur un côté du logement une force circonférentielle (F) qui tend à écarter les dentures. 3. Device according to claim 1 characterized in that each coupling means in rotation with circumferential elastic effect comprises between the main pinion (8) and each auxiliary pinion (10, 131 on the one hand a piston (32) arranged parallel to the axis of the main pinion (8) terminated by a frustoconical part (34) and pushed by a compression spring (33), on the other hand a housing (36) intended to receive said frustoconical part (34), this housing ( 36) being offset in a circumferential direction relative to the piston (32), so that when the teeth of the main pinion (8) and of the auxiliary pinion J10, 13) mesh with the same toothing of a toothed part (1, 3), the ---- frustoconical part (34) exerts on one side of the housing a circumferential force (F) which tends to spread the teeth. 4. Dispositif selon la revendication 1 > caractérisé en ce que chaque moyen d'accouplement en rotation à effet élastique circonferentiel comprend entre le pignon principal (8) et chaque pignon auxiliaire (10,13) d'une part une bille poussée par un ressort de compression, d'autre part un logement correspondant destiné à recevoir cette bille, ce logement étant déporté en sens circonférentiel par rapport à ladite bille, de sorte que quand les dentures du pignon principal (8)- et pignon auxiliaire (10,13) engrènent avec une même denture d'une pièce dentée, la bille exerce sur un côté du logement correspondant une force circonférentielle (F) qui tend à écarter les dentures. 4. Device according to claim 1> characterized in that each coupling means in rotation with circumferential elastic effect comprises between the main pinion (8) and each auxiliary pinion (10,13) on the one hand a ball pushed by a spring compression, on the other hand a corresponding housing intended to receive this ball, this housing being offset in a circumferential direction relative to said ball, so that when the teeth of the main pinion (8) - and auxiliary pinion (10,13) mesh with the same teeth of a toothed part, the ball exerts on one side of the corresponding housing a circumferential force (F) which tends to spread the teeth. 5. Réducteur de vitesse à trains planétaires comprenant un pignon central (1), un porte-satellites (5), au moins un pignon satellite (8), une couronne extérieure (3) à denture intérieure (4), chaque satellite (8) étant,intermé- diaire entre le pignon central (1) et la couronne extérieure (3), caractérisé en ce que chaque pignon satellite (8) comprend un dispositif de rattrapage de jeu angulaire conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4.  5. Speed reducer with planetary gears comprising a central pinion (1), a planet carrier (5), at least one satellite pinion (8), an outer ring gear (3) with internal toothing (4), each satellite (8 ) being, intermediate between the central pinion (1) and the outer ring (3), characterized in that each satellite pinion (8) comprises an angular play take-up device according to any one of claims 1 to 4 .
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