CH687581A5

CH687581A5 - differential gearbox.

Info

Publication number: CH687581A5
Application number: CH85987A
Authority: CH
Inventors: Jean-Jacques Luiset
Original assignee: Micro Mega Sa
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1997-01-15
Also published as: FR2611483A1; FR2611483B1

Description

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CH 687 581 A5 CH 687 581 A5

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Description Description

L'invention a pour objet un réducteur de vitesse différentiel comprenant un arbre d'entrée et un arbre de sortie aligné avec l'arbre d'entrée. The invention relates to a differential speed reducer comprising an input shaft and an output shaft aligned with the input shaft.

Dans le domaine de la mécanique, en particulier, dans le domaine de la mécanique de précision, on est souvent contraints d'utiliser un réducteur de vitesse afin d'obtenir, avec un même type de moteur, des vitesses de sortie adaptées aux besoins. In the field of mechanics, in particular, in the field of precision mechanics, it is often necessary to use a speed reducer in order to obtain, with the same type of motor, output speeds adapted to requirements.

Dans le domaine de l'art dentaire, par exemple, on utilise des moteurs d'entraînement dont la vitesse de rotation varie entre 4000 et 40 000 t/min alors que certains travaux nécessitent une rotation de l'outil de l'ordre de 600 à 100 t/min seulement, voire même de 100 à 10 t/min pour certains travaux spéciaux très précis. In the field of dentistry, for example, use is made of drive motors whose rotation speed varies between 4000 and 40,000 rpm while certain works require a rotation of the tool of the order of 600 at 100 rpm only, or even 100 to 10 rpm for certain very precise special works.

De nombreux dispositifs de réduction de vitesse ont déjà été envisagés. On connaît, par exemple, selon le brevet FR - 2 383 361, un réducteur différentiel à engrenages planétaires, dans lequel l'arbre d'entrée porte un pignon denté en prise avec trois pignons satellites, eux-mêmes en prise avec une couronne dentée fixe entourant l'ensemble, le por-te-pignons satellites étant solidaire de l'arbre de sortie. Ce dispositif est cependant relativement compliqué du fait du nombre de pièces qui doivent tourner et il permet d'obtenir des rapports de réduction seulement de l'ordre de 10:1. En montant plusieurs engrenages planétaires de ce type l'un derrière l'autre, il est possible d'obtenir de plus grands rapports de réduction. Cependant la valeur du rapport de réduction est fonction du nombre d'engrenages planétaires utilisé, il n'est donc pas possible d'obtenir de très grands rapports de réduction dans un volume réduit. Many speed reduction devices have already been envisaged. Known, for example, according to patent FR-2 383 361, a differential reduction gear with planetary gears, in which the input shaft carries a toothed pinion engaged with three planet gears, themselves engaged with a toothed crown fixed surrounding the assembly, the satellite pinion carrier being integral with the output shaft. This device is however relatively complicated due to the number of parts which have to turn and it makes it possible to obtain reduction ratios only of the order of 10: 1. By mounting several planetary gears of this type one behind the other, it is possible to obtain greater reduction ratios. However, the value of the reduction ratio is a function of the number of planetary gears used, it is therefore not possible to obtain very large reduction ratios in a reduced volume.

Selon un autre brevet FR- 2 572 645, afin de réduire l'encombrement, on utilise un module réducteur ou multiplicateur comportant un arbre intermédiaire oblique par rapport aux arbres d'entrée et de sortie et muni à chaque extrémité de pignons engrenant respectivement avec le pignon d'entrée et le pignon de sortie. Cependant, le rapport de réduction obtenu par ce dispositif est limité au rapport des dents des différents pignons coopérants et il ne peut donc pas être très élevé. According to another patent FR-2 572 645, in order to reduce the space requirement, a reduction or multiplier module is used comprising an intermediate shaft oblique to the input and output shafts and provided with pinions at each end meshing respectively with the input gear and output gear. However, the reduction ratio obtained by this device is limited to the ratio of the teeth of the various cooperating pinions and therefore cannot be very high.

La présente invention a pour but de réaliser un réducteur différentiel permettant une grande réduction de vitesse d'un rapport déterminé, pouvant aller jusqu'à environ 2000:1, tout en limitant au mieux son encombrement et étant d'une construction simple. The object of the present invention is to produce a differential reducer allowing a great reduction in speed of a determined ratio, which can go up to approximately 2000: 1, while limiting as much as possible its size and being of a simple construction.

A cet effet, le réducteur de vitesse différentiel selon l'invention est caractérisé par la clause caractérisante de la revendication 1. To this end, the differential speed reducer according to the invention is characterized by the characterizing clause of claim 1.

Il peut s'agir d'engrenages à dentures, donc de pignons dentés. Dans la description qui va suivre, nous nous référons uniquement, pour simplifier, à des roues dentées et à leur nombre de dents. They can be toothed gears, therefore toothed pinions. In the description which follows, we refer only, for simplicity, to cogwheels and to their number of teeth.

Avec ce nouveau type de réducteur, d'une conception inédite très simple, la grandie démultiplication résulte du simple fait que par un mouvement de culbutage de la roue intermédiaire lors d'une rotation d'un tour de l'arbre d'entrée, cette roue intermédiaire tourne seulement d'une distance qui correspond à la différence du nombre de dents des deux engrenages coopérants de cette roue et de la roue fixe. Un effet analogue se produit en ce qui concerne la vitesse relative entre la roue intermédiaire et la roue de sortie, si les deux engrenages coopérants ont des nombres de dents différents. Si les rapports des nombres de dents coopérantes sont choisis de sorte que la roue intermédiaire et la roue de sortie, par rapport à cette roue intermédiaire, tournent en sens inverse, on arrive à une différence des vitesses lentes très similaire et donc facilement à des démultiplications très grandes, par exemple, de 1000:1, ou même 2000:1, ainsi que cela sera expliqué dans la description, tout en permettant d'obtenir également toute une gamme intermédiaire d'autres démultiplications. With this new type of reducer, of a very simple new design, the large reduction results from the simple fact that by a tumbling movement of the intermediate wheel during a rotation of one revolution of the input shaft, this intermediate wheel rotates only by a distance which corresponds to the difference in the number of teeth of the two cooperating gears of this wheel and of the fixed wheel. A similar effect occurs with respect to the relative speed between the intermediate wheel and the output wheel, if the two cooperating gears have different numbers of teeth. If the ratios of the numbers of cooperating teeth are chosen so that the intermediate wheel and the output wheel, with respect to this intermediate wheel, rotate in opposite directions, we arrive at a difference in slow speeds very similar and therefore easily gear ratios very large, for example, 1000: 1, or even 2000: 1, as will be explained in the description, while also making it possible to obtain a whole intermediate range of other reduction ratios.

Ce nouveau dispositif présente de nombreux avantages. On arrive à de très grandes démultiplications dans un volume restreint. Le nombre de pièces en mouvement est réduit par rapport aux réducteurs classiques, ce qui réduit le jeu angulaire. On peut considérer que les roues sont pratiquement alignées, l'axe oblique et donc l'axe de la roue intermédiaire, étant très peu incliné par rapport à l'axe de la roue fixe et de la roue de sortie, ceci permet à l'ensemble de tenir dans la forme, très courante, d'un cylindre. La vitesse de la roue intermédiaire est faible, elle sera même nulle si les nombres de dents de la roue fixe et celui de la face coopérante de la roue intermédiaire sont égaux. Il y a une limitation du couple par la liaison des réactions mécaniques entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie; avec les systèmes réducteurs classiques à très grandes démultiplications, ce couple étant souvent trop important et gênant; il est possible d'ajuster par construction ce couple en variant les angles de pression de la denture et de la dimension, sur la conception des paliers dont certains peuvent être formés, par exemple, par des roulements à billes. This new device has many advantages. We arrive at very large gears in a small volume. The number of moving parts is reduced compared to conventional reducers, which reduces the angular play. We can consider that the wheels are practically aligned, the oblique axis and therefore the axis of the intermediate wheel, being very slightly inclined relative to the axis of the fixed wheel and the output wheel, this allows the set to fit in the very common shape of a cylinder. The speed of the intermediate wheel is low, it will even be zero if the numbers of teeth of the fixed wheel and that of the cooperating face of the intermediate wheel are equal. There is a torque limitation by the link of mechanical reactions between the input shaft and the output shaft; with conventional reduction systems with very large gears, this torque is often too large and troublesome; it is possible to adjust this torque by construction by varying the pressure angles of the toothing and the dimension, on the design of the bearings some of which can be formed, for example, by ball bearings.

Le réducteur selon l'invention est bien applicable aux instruments dentaires nécessitant une vitesse très lente, comme par exemple les perceuses, les taraudeuses-visseuses, les fraiseuses à basse vitesse, et peut être incorporé dans la pièce à main ou dans le moteur dentaire qui est accroché à une pièce à main. The reduction gear according to the invention is well applicable to dental instruments requiring a very slow speed, such as, for example, drills, tappers, low-speed milling machines, and can be incorporated in the handpiece or in the dental motor which is hung on a handpiece.

Des formes d'éxécution préférées résultent des revendications dépendantes. Preferred embodiments result from the dependent claims.

Deux formes d'éxécution préférentielles du dispositif de réduction vont maintenant être décrites ci-après à l'aide de la description qui suit et du dessin annexé dans lequel: Two preferred embodiments of the reduction device will now be described below with the aid of the description which follows and of the appended drawing in which:

La fig. 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d'une première forme d'éxécution du réducteur selon l'invention. Fig. 1 is a schematic view, in longitudinal section, of a first embodiment of the reduction gear according to the invention.

La fig. 2 représente une vue éclatée des éléments de la fig. 1. Fig. 2 shows an exploded view of the elements of FIG. 1.

Selon les fig. 1 et 2, le réducteur comprend un arbre d'entrée 1 prolongé par un axe cylindrique 2, oblique par rapport à l'arbre d'entrée 1, et solidaire de lui. Sur cet axe oblique 2 est montée librement en rotation une roue intermédiaire 3 munie sur les According to fig. 1 and 2, the reducer comprises an input shaft 1 extended by a cylindrical axis 2, oblique with respect to the input shaft 1, and integral with it. On this oblique axis 2 is freely mounted in rotation an intermediate wheel 3 provided on the

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deux faces de zones annulaires d'engrenage formées par des dentures frontales. Sur sa face dirigée vers l'arbre d'entrée 1 la denture frontale 4 a un nombre de dents Z2 et, sur l'autre face, la denture frontale 5 a un nombre de dents Z3. La roue intermédiaire 3 coopère par sa denture frontale 4 avec la denture 6, ayant un nombre de dents Zi, d'une roue fixe 7 disposée concentriquement à l'arbre d'entrée 1; la denture frontale 5 de son autre face coopère avec la denture frontale 8, ayant un nombre de dents Z4, d'une roue de sortie 9 solidaire de l'arbre de sortie 10 et concentrique à celui-ci. two faces of annular gear zones formed by front teeth. On its face directed towards the input shaft 1 the front toothing 4 has a number of teeth Z2 and, on the other face, the front toothing 5 has a number of teeth Z3. The intermediate wheel 3 cooperates by its front toothing 4 with the toothing 6, having a number of teeth Zi, of a fixed wheel 7 disposed concentrically with the input shaft 1; the front toothing 5 of its other face cooperates with the front toothing 8, having a number of teeth Z4, of an output wheel 9 secured to the output shaft 10 and concentric with it.

Dans l'exemple considéré, l'endroit de liaison de l'axe oblique 2 à l'arbre d'entrée 1 est décentré par rapport à l'axe longitudinal de cet arbre d'entrée 1. L'axe oblique 2 s'étend à partir de cet endroit de liaison vers le prolongement dudit axe longitudinal et le coupe, le centre de la roue intermédiaire 3 se trouvant approximativement à l'endroit de cette intersection. De ce fait, lors de la rotation de l'axe oblique 2, celui-ci décrit dans l'espace un double cône dont le sommet commun est situé à l'intersection entre l'axe oblique et le prolongement de l'axe longitudinal de l'arbre d'entrée 1. Grâce à cette mesure, l'axe oblique 2 et la roue intermédiaire 3 sont à peu près équilibrés par rapport au centre du mouvement de culbutage et donc débalourdés lors de la rotation de l'axe oblique 2. In the example considered, the connection point of the oblique axis 2 to the input shaft 1 is off-center with respect to the longitudinal axis of this input shaft 1. The oblique axis 2 extends from this connection point towards the extension of said longitudinal axis and cuts it, the center of the intermediate wheel 3 being located approximately at the point of this intersection. Therefore, during the rotation of the oblique axis 2, it describes in space a double cone whose common apex is located at the intersection between the oblique axis and the extension of the longitudinal axis of the input shaft 1. Thanks to this measurement, the oblique axis 2 and the intermediate wheel 3 are roughly balanced with respect to the center of the tumbling movement and therefore offset during rotation of the oblique axis 2.

Pour la réalisation constructive, l'axe oblique 2 est solidaire de l'arbre d'entrée 1 par l'intermédiaire d'un collet 2a dont le diamètre est plus grand que celui de l'arbre d'entrée 1 et dont la face dirigée vers l'axe oblique 2 présente une inclinaison correspondante à l'obliquité dudit axe oblique. De préférence, les trois parties l'arbre d'entrée 1, le collet 2a et l'axe oblique 2 sont d'une seule pièce. For the constructive embodiment, the oblique axis 2 is integral with the input shaft 1 by means of a collar 2a whose diameter is larger than that of the input shaft 1 and whose directed face towards the oblique axis 2 has an inclination corresponding to the obliquity of said oblique axis. Preferably, the three parts of the input shaft 1, the collar 2a and the oblique axis 2 are in one piece.

L'inclinaison entre l'axe oblique 2 et l'arbre d'entrée 1 est très faible. Dans la plupart des cas pratiques, l'angle d'inclinaison, pour des rouages dentés, est de préférence compris entre 5° et 15°. Cependant, la valeur exacte de cet angle n'est pas essentielle; la valeur minimum de cet angle qui peut en principe être choisie, dépend de la différence des nombres de dents des roues coopérantes ainsi que du profile et du type de la denture; elle pourrait être, théoriquement ou dans des cas spéciaux, pour une différence d'une seule dent, inférieure à 5°, en respectant naturellement la condition que l'engagement des deux engrenages se fait sans coincement. The inclination between the oblique axis 2 and the input shaft 1 is very small. In most practical cases, the angle of inclination for toothed gears is preferably between 5 ° and 15 °. However, the exact value of this angle is not essential; the minimum value of this angle which can in principle be chosen, depends on the difference in the numbers of teeth of the cooperating wheels as well as on the profile and type of the toothing; it could be, theoretically or in special cases, for a difference of a single tooth, less than 5 °, naturally respecting the condition that the engagement of the two gears is done without jamming.

L'axe oblique 2 est prolongé par un petit axe 11 aligné avec l'arbre d'entrée 1 et qui se loge dans un trou 13 de la roue de sortie 9 en vue d'assurer le centrage de l'arbre d'entrée 1. Cependant, un tel prolongement de l'axe oblique n'est pas nécessaire, on pourrait aussi prévoir un palier rapporté ou un palier à roulements. The oblique axis 2 is extended by a small axis 11 aligned with the input shaft 1 and which is housed in a hole 13 in the output wheel 9 in order to ensure the centering of the input shaft 1 However, such an extension of the oblique axis is not necessary, one could also provide an attached bearing or a rolling bearing.

Un palier 12, formant le fond d'une douille cylindrique 12a, supporte l'arbre de sortie 10 et sa roue de sortie 9. Ladite douille 12a forme une partie d'un boîtier prévu pour contenir l'ensemble du dispositif, la deuxième partie de ce boîtier étant constituée par la roue fixe 7, prévue pour s'emboîter dans l'extrémité de la douille 12a et dont le moyeu central 7a forme palier pour l'arbre d'entrée 1. Le réducteur forme ainsi une unité modulaire compacte, de faible encombrement qui peut être montée dans n'importe quel dispositif approprié entre deux butées axiales 14 permettant un réglage du jeu axial et qui peuvent être constituées par des bagues chassées, des «Circlips» (marque déposée), etc. Dans l'exemple considéré ledit module est cylindrique, mais il pourrait avoir une toute autre forme, par exemple polygonale, en particulier carrée. A bearing 12, forming the bottom of a cylindrical sleeve 12a, supports the output shaft 10 and its output wheel 9. Said sleeve 12a forms part of a housing intended to contain the entire device, the second part this housing being constituted by the fixed wheel 7, designed to fit into the end of the bush 12a and the central hub 7a of which forms a bearing for the input shaft 1. The reduction gear thus forms a compact modular unit, small footprint which can be mounted in any suitable device between two axial stops 14 for adjusting the axial play and which can be constituted by driven rings, "Circlips" (registered trademark), etc. In the example considered, said module is cylindrical, but it could have a completely different shape, for example polygonal, in particular square.

Pour réaliser les mouvements des roues, on constate d'abord selon la fig. 1, que la denture 4 de la roue intermédiaire 3 n'engage la denture 6 de la roue fixe 7 que sur une zone limitée à quelques dents tandis que l'autre denture 5 de la roue intermédiaire 3 n'engage la denture 8 de la roue de sortie 9 que sur une zone, également limitée à quelques dents, diamétralement opposée. To carry out the movements of the wheels, we first observe according to FIG. 1, that the toothing 4 of the intermediate wheel 3 engages the toothing 6 of the fixed wheel 7 only over an area limited to a few teeth while the other toothing 5 of the intermediate wheel 3 engages the toothing 8 of the output wheel 9 only on an area, also limited to a few teeth, diametrically opposite.

Si l'arbre d'entrée 1 et donc l'axe oblique 2 font une rotation complète, ce dernier décrit dans l'espace, comme mentionné, deux cônes opposés par leur sommet, et entraîne dans ce mouvement la roue intermédiaire 3, qui est montée librement sur cet axe oblique 2. Lors de ce mouvement, les zones de contact entre la roue intermédiaire 3 et la roue fixe 7 d'une part, ainsi que la roue de sortie 9 d'autre part, circulent le long des dentures correspondantes. Ce mouvement de la roue intermédiaire 3 sera appelé ci-après mouvement de culbutage. If the input shaft 1 and therefore the oblique axis 2 make a complete rotation, the latter describes in space, as mentioned, two cones opposite by their vertex, and drives in this movement the intermediate wheel 3, which is freely mounted on this oblique axis 2. During this movement, the contact zones between the intermediate wheel 3 and the fixed wheel 7 on the one hand, as well as the output wheel 9 on the other hand, circulate along the corresponding teeth . This movement of the intermediate wheel 3 will hereinafter be called the tumbling movement.

Pour arriver au rapport de démultiplication, considérons en premier lieu que lors d'une rotation complète de I arbre d'entrée 1, au cours d'un mouvement de culbutage, ladite roue intermédiaire 3 tourne d'un angle qui correspond à la différence du nombre de dents entre les dentures Z2 de la roue intermédiaire 3 et celles Zi de la roue fixe 7, donc à Z2-Z1. Si on appelle n1 la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 1 et n3 celle de la roue intermédiaire 3, on a le rapport: To arrive at the reduction ratio, let us first consider that during a complete rotation of the input shaft 1, during a tumbling movement, said intermediate wheel 3 rotates by an angle which corresponds to the difference of number of teeth between the teeth Z2 of the intermediate wheel 3 and those Zi of the fixed wheel 7, therefore at Z2-Z1. If we call n1 the speed of rotation of the input shaft 1 and n3 that of the intermediate wheel 3, we have the ratio:

n3/n1 = (Z2-Zi)/Z2 = I-Z1/Z2 (1) n3 / n1 = (Z2-Zi) / Z2 = I-Z1 / Z2 (1)

On constate que ce rapport est d'autant plus petit que Z1/Z2 est plus proche de 1. Cette formule permet également de prévoir le sens de rotation des roues: si Zi < Z2 le rapport est positif, donc l'arbre d'entrée 1 et la roue intermédiaire 3 tournent dans le même sens. Si h = Z2 la roue intermédiaire 3 ne tourne pas, mais fait seulement un mouvement de culbutage. Si Zi > Z2 le rapport est négatif, donc les deux roues tournent en sens inverse. It can be seen that this ratio is all the smaller as Z1 / Z2 is closer to 1. This formula also makes it possible to predict the direction of rotation of the wheels: if Zi <Z2 the ratio is positive, therefore the input shaft 1 and the intermediate wheel 3 rotate in the same direction. If h = Z2 the intermediate wheel 3 does not rotate, but only makes a tumbling movement. If Zi> Z2 the ratio is negative, then the two wheels turn in opposite directions.

La vitesse de rotation de la roue de sortie 9 est fonction des vitesses relatives entre la roue intermédiaire 3 et l'arbre d'entrée 1 d'une part, et entre la roue intermédiaire 3 et la roue de sortie 9 d'autre part. La vitesse n9 de la roue de sortie 9 est donc formée de deux composantes n9 = n9A + n9ß, ici n9A désigne la vitesse par rapport à la roue intermédiaire 3 due au culbutage et n9ß désigne la vitesse due à la rotation même de la roue intermédiaire 3. The speed of rotation of the output wheel 9 is a function of the relative speeds between the intermediate wheel 3 and the input shaft 1 on the one hand, and between the intermediate wheel 3 and the output wheel 9 on the other hand. The speed n9 of the output wheel 9 is therefore formed of two components n9 = n9A + n9ß, here n9A denotes the speed relative to the intermediate wheel 3 due to tumbling and n9ß denotes the speed due to the rotation of the intermediate wheel itself 3.

Considérant d'abord le cas particulier où la roue intermédiaire 3 ne tourne pas (donc si Zi = Z2), on réalise facilement que la roue de sortie 9, lors d un tour de l'arbre d'entrée 1, donc d'un mouvement de culbutage de la roue intermédiaire 3, tourne à cau5 Considering first the particular case where the intermediate wheel 3 does not rotate (so if Zi = Z2), it is easily realized that the output wheel 9, during a revolution of the input shaft 1, therefore of a tumbling movement of the intermediate wheel 3, turns to cau5

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se de ce culbutage d'un angle qui correspond à la différence entre les nombres de dents coopérantes, donc à Z4-Z3. La vitesse de rotation de la roue de sortie 9 causée par le culbutage est donc: se of this tumbling of an angle which corresponds to the difference between the numbers of cooperating teeth, therefore to Z4-Z3. The speed of rotation of the output wheel 9 caused by the tumbling is therefore:

n9A = (1-Z3/Z4).n1 (2) n9A = (1-Z3 / Z4) .n1 (2)

On voit que si Z3 < Z4 la roue de sortie 9 tourne dans le sens de l'arbre d'entrée 1, si Z3 = Z4 la roue de sortie 9 ne tourne pas et si Z3 > Z4 la roue de sortie 9 tourne en sens inverse de l'arbre d'entrée 1. We see that if Z3 <Z4 the output wheel 9 turns in the direction of the input shaft 1, if Z3 = Z4 the output wheel 9 does not rotate and if Z3> Z4 the output wheel 9 turns in the direction reverse of input shaft 1.

Considérant l'effet d'une rotation de la roue intermédiaire 3, cette rotation est transférée à la roue de sortie 9 dans le rapport des nombres de dents Z3/Z4. En effet, si l'on considère une rotation de la roue intermédiaire, sans culbutage, il est clair que le rapport de vitesse de cette roue par rapport à la vitesse de la roue de sortie est égal au rapport des dents. On a donc, en utilisant la formule (1 ) Considering the effect of a rotation of the intermediate wheel 3, this rotation is transferred to the output wheel 9 in the ratio of the numbers of teeth Z3 / Z4. Indeed, if we consider a rotation of the intermediate wheel, without tumbling, it is clear that the speed ratio of this wheel relative to the speed of the output wheel is equal to the ratio of the teeth. So we have, using formula (1)

n9B = (Z3/Z4).(1-Zi/Z2).n1 (3) n9B = (Z3 / Z4). (1-Zi / Z2) .n1 (3)

En additionnant ces vitesses, selon (2) et (3), on arrive donc à la formule: By adding these speeds, according to (2) and (3), we thus arrive at the formula:

n9/n1 = (n9A + n9B)/n1 = I-Z1Z3/Z2Z4 (4) n9 / n1 = (n9A + n9B) / n1 = I-Z1Z3 / Z2Z4 (4)

De cette formule, il résulte clairement que la fraction ne doit pas être égale à 1, donc le rapport Z3/Z4 ne doit pas être l'inverse du rapport Z1/Z2, parce que dans ce cas, la roue de sortie 9 reste immobile. Par la formule (4), on voit également le sens de rotation des roues à savoir si le rapport ZiZ3/Z2Z4 est inférieur à 1, la roue de sortie 9 tourne dans le même sens que l'arbre d'entrée 1; si ce rapport est supérieur à 1, son sens de rotation est inverse à celui de l'arbre d'entrée 1. From this formula, it clearly follows that the fraction must not be equal to 1, therefore the ratio Z3 / Z4 must not be the inverse of the ratio Z1 / Z2, because in this case, the output wheel 9 remains stationary . By formula (4), we also see the direction of rotation of the wheels, namely if the ratio ZiZ3 / Z2Z4 is less than 1, the output wheel 9 rotates in the same direction as the input shaft 1; if this ratio is greater than 1, its direction of rotation is opposite to that of the input shaft 1.

Il résulte également de cette formule (4) que pour arriver à une très grande démultiplication, il faut choisir le rapport Z1/Z2 très légèrement inférieur à 1 et le rapport Z3/Z4 très légèrement supérieur à 1 (ou vice versa), mais un petit peu différent. It also follows from this formula (4) that to arrive at a very large reduction, it is necessary to choose the ratio Z1 / Z2 very slightly less than 1 and the ratio Z3 / Z4 very slightly greater than 1 (or vice versa), but a little bit different.

Pour utiliser d'une manière optimale la conception de l'invention en vue d'arriver à une très grande démultiplication, on choisit de préférence les nombres de dents de la manière suivante: Z2 = Z4 = N, Zi = N-1, Z3 = N+1. Cela donne d'après la formule (4) n9/n1 = 1/N2, le sens de rotation de l'arbre de sortie 10 est le même que celui de l'arbre d'entrée 1. En choisissant, par exemple, comme nombre N = 30, on arrive à un rapport de vitesses n9/n1 = 1/900. En choisissant le nombre N = 40, le rapport de réduction est de 1/1600. To make optimum use of the design of the invention with a view to achieving a very large reduction, the numbers of teeth are preferably chosen as follows: Z2 = Z4 = N, Zi = N-1, Z3 = N + 1. This gives according to the formula (4) n9 / n1 = 1 / N2, the direction of rotation of the output shaft 10 is the same as that of the input shaft 1. By choosing, for example, as number N = 30, we arrive at a gear ratio n9 / n1 = 1/900. By choosing the number N = 40, the reduction ratio is 1/1600.

Pour arriver à une grande démultiplication avec le sens de rotation de la roue de sortie 9 inversé par rapport à celui de l'arbre d'entrée 1, on peut choisir Zi = Z3 = N, Z2 = N+1, Z4 = N-1, cela donne d'après la formule (4) n9/n1 = 1 /(N2—1 ). Pour N = 30, on a un rapport de -1/899. To achieve a large reduction with the direction of rotation of the output wheel 9 inverted compared to that of the input shaft 1, one can choose Zi = Z3 = N, Z2 = N + 1, Z4 = N- 1, this gives according to the formula (4) n9 / n1 = 1 / (N2—1). For N = 30, we have a ratio of -1/899.

Dans les exemples décrits, on comprend que la roue intermédiaire 3 tourne lentement dans le même sens de rotation que l'arbre d'entrée 1 tandis que la roue de sortie 9 tourne par rapport à cette roue intermédiaire 3 avec une vitesse relative lente inverse, mais un peu inférieure ou supérieure à la vitesse relative de la roue intermédiaire 3 par rapport à l'arbre d'entrée 1, et que c'est cette différence qui donne en résultante la vitesse très lente (dans un sens ou dans l'autre) de la roue de sortie 9. In the examples described, it is understood that the intermediate wheel 3 rotates slowly in the same direction of rotation as the input shaft 1 while the output wheel 9 rotates relative to this intermediate wheel 3 with an inverse slow relative speed, but a little lower or higher than the relative speed of the intermediate wheel 3 compared to the input shaft 1, and that it is this difference which results in the very slow speed (in one direction or the other) ) of the output wheel 9.

En choisissant les rapports des dents d'une manière adéquate, avec un engrènement des dents suffisant, on peut arriver à des rapports de réduction choisis dans une très grande marge. Par exemple, si Z4 = 31, Z3 = 32, Z2 = 20, et Zi = 19, on arrive à un rapport de réduction de 1:51 2/3. By choosing the teeth ratios adequately, with a sufficient tooth engagement, one can arrive at reduction ratios chosen within a very large margin. For example, if Z4 = 31, Z3 = 32, Z2 = 20, and Zi = 19, we arrive at a reduction ratio of 1:51 2/3.

Une conception à simple effet peut être obtenue si Z3 = Z4, le rapport final sera de I-Z1/Z2, ou si Zi = Z2 le rapport sera I-Z3/Z4. A single effect design can be obtained if Z3 = Z4, the final ratio will be I-Z1 / Z2, or if Zi = Z2 the ratio will be I-Z3 / Z4.

L'avantage de ce dispositif est qu'il n'y a qu'une rotation lente de la roue intermédiaire 3 et que le nombre de pièces en mouvement est très réduit par rapport aux nombres de pièces composant les réducteurs connus jusqu'ici. De plus, du fait que l'axe oblique 2 est très peu incliné par rapport à l'arbre d'entrée 1, on peut considérer que la roue intermédiaire 3 occupe un espace restreint, presque aligné à l'espace occupé par les roues fixe et mobile, les trois roues peuvent être insérées sans difficulté dans un volume cylindrique. Grâce à la liaison des réactions mécaniques entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie, il y a une limitation importante du couple. The advantage of this device is that there is only a slow rotation of the intermediate wheel 3 and that the number of moving parts is very small compared to the numbers of parts making up the reducers known hitherto. In addition, because the oblique axis 2 is very slightly inclined relative to the input shaft 1, it can be considered that the intermediate wheel 3 occupies a limited space, almost aligned with the space occupied by the fixed wheels and mobile, the three wheels can be easily inserted into a cylindrical volume. Thanks to the connection of mechanical reactions between the input shaft and the output shaft, there is a significant limitation of the torque.

Du fait de son faible encombrement et de sa présentation sous forme de module compact, le réducteur qui vient d'être décrit peut avantageusement être utilisé dans les instruments dentaires nécessitant une grande démultiplication, lu module cylindrique pouvant aisément être inséré dans la douille de préhension d'une pièce à main droite, ou dans un contre-angle ou aussi dans le moteur. On peut notamment utiliser un tel réducteur, par exemple, dans une perceuse, dans une taraudeuse-vis-seuse, dans une fraiseuse à basse vitesse. Bien entendu, d'autres applications pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Because of its small size and its presentation in the form of a compact module, the reduction gear which has just been described can advantageously be used in dental instruments requiring a large reduction, the cylindrical module which can easily be inserted into the gripping sleeve d '' a right handpiece, or in a contra-angle or also in the motor. One can in particular use such a reducer, for example, in a drill, in a tapping screw, only in a low speed milling machine. Of course, other applications could be envisaged without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Differential reduction device comprising an input shaft and an output shaft aligned with the input shaft, characterized in that the input shaft (1) is extended by a cylindrical axis (2) which is oblique to this input shaft (1) and on which is mounted freely in rotation an intermediate wheel (3) provided on each of its faces with annular gear zones (4, 5), this intermediate wheel (3 ) cooperating by its annular gear zone (4) from its face directed towards the input shaft (1) with an annular gear zone (6) combined with a fixed wheel (7) disposed concentrically with the input shaft (1), and by its annular gear zone (5) on its other face with an annular gear zone (8) combined with an output wheel (9) integral with and concentric with the output shaft (10), the ratio between the pitch diameters of the annular gear zones (4, 6; 5, 8) of one of the faces of the intermediate wheel (3) and the wheel (7 or 9) with which it cooperates being

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unequal to one and different from the ratio between the original diameters of the annular gear zones of the other face of the intermediate wheel (3) and of the other wheel (9 or 7), so that the rotation of the axis oblique (2) causes the intermediate wheel (3) to tumble and thus gives a multiplied rotation to the output wheel (9).

2. Device according to claim 1, characterized in that the connection point of the oblique axis (2) to the input shaft (1) is off-center with respect to the longitudinal axis of the latter, said oblique axis (2) being oriented so as to cut the extension of said longitudinal axis, and that the center of the intermediate wheel (3) is located at least approximately at the intersection of the oblique axis (2) and said extension of the longitudinal axis of the input shaft (1).

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the oblique axis (2) is connected to the input shaft (1) via a collar (2a) having a diameter greater than that of the input shaft (1) and whose face directed towards the oblique axis (2) is inclined at an angle corresponding to the obliquity thereof, preferably the shaft inlet (1), the collar (2a) and the oblique axis (2) forming a single piece.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pitch diameter of the fixed wheel 17) is a few percent less than that of the annular cooperating gear zone (4) of the intermediate wheel ( 3), that the pitch diameter of the output wheel (9) is a few percent less than that of the other annular gear zone (5) of the intermediate wheel (3) and itself differs by a few percent from the pitch diameter of the fixed wheel (7), and the pitch diameters of the two annular gear zones (4, 5) of the intermediate wheel (3) are different from a few percent.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the annular gear zones are constituted by front teeth (4, 6; 5, 8), the numbers of teeth of the teeth of one of the faces of the intermediate wheel (3) and of the wheel (7 or 9) with which it cooperates being different.

6. Device according to claim 5, characterized in that the numbers of teeth of the teeth of the intermediate wheel (3) on the two sides are different, and each being greater by one tooth than the number of teeth of the wheel (7, 9) with which it cooperates on each side.

7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the inclination of the oblique axis (2) relative to the input shaft (1) is between 5 ° and 15 °.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the oblique axis (2) is extended by an axis (11) aligned with the input shaft (1) and which is housed in a hole (13) in the wheel (9) for centering said input shaft (1).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fixed wheel (7) serves as a bearing for the input shaft (1) and is formed as part of a housing and that it constitutes with a socket (12, 12a) itself serving as a bearing for the output shaft (10), a closed housing.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is in the form of an interchangeable module.

11. Dental handpiece comprising a device according to one of the preceding claims.

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