Dispositif pour le guidage en rotation de mobiles dans les instruments de mesure.
La présente invention a pour objet un dispositif pour le guidage en rotation de mo- biles dans les, instruments de mesure, notamment dans une balance, un galvanomètre, etc., dans lequel deux pièces effectuent des rotations relatives inférieures à un quart de tour, da. ns lequel l'un des éléments de deux sortes qui le'composent est rigidement solidaire de l'une de ces pièces et est en contact, par au moins un point, sur ehaeuzne d'au moins deux surfaces appartenant à deux éléments de l'autre aorte, lesquels sont portés par l'autre des deux pièces susdites, surfaces qui sont des surfaces.
réglées et développablee et qui sont disposées sur ladite pièce de manière qu'un plan normal aux génératrices de l'une soit aussi normal aux génératrices, de l'autre, puis de manière que leurs projections sur ce plan soient deux lignes qui se. coupent, dispositif dans lequel, en outre, l'élément qui est en contact avec lesdites surfaces des deux autres éléments est susceptible, en roulant sur de les entraîner quelque peu grâce à une mobilité dépendant de la..
conformation de ces éléments et de leur montage sur la pièce qui les porte et autorisant, des déplace- ments de part et d'autre d'une position de départ, caractérisé en ce que les susdites sur- faces sont les surfaces périphériques cylindriques de deux ga-lets circulaires entiers dont chacunestmobileautour d'au moins un point de l'axe de sa surface périphérique cy- lindrique et est susceptible de tourner autour de cet axe, afin qu'aucune force de rappel des susdits éléments mobiles vers ladite position de départ ne soit nécessaire et n'influe sur la.
mesure des forces déterminant le mou vement relatif des susdites pièces et afin que, après leur usure sur un arc de roulement déterminé,onpuissedéplacerla.zonedecon- tactdecessurfacesavecl'élément qui roule sur ellese'ndéplaçantangulairementles'dits galets.
Le dessin ci-a-ninexéreprésente,à titre d'examples, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante.
Dans'cesexemples,l'undesdispositifs représenté seït à guider en rotation rela-bivbe- ment à une pièce 1 faisant partie du bâti d'une balance, un levier ou fléau 3, sur lequel agitlachanged'unplateau8etl'autre qui est une variante sert à permettre une rotation du plateau 8 relativement à ce levier 3. Ce dernierestsupposéfaitd'une plaque de métal dans laquelle est fixéuncouteau2 constitua. nt l'un des éléments'dudispositif de guidage. Dans la-figure unique du dessin, ce couteau est supposé faire saillie sur les deux faces de la plaque formant le levier 3.
Il prend appui, de part et d'autre, sur deux disques ou galets circulaires4 < !et4 & dont les tourillons 7 et 7'sontmontésdansune chapeformée par la pièce 1 du bâti.
Une telle chape est supposée de chaque côté du levier3.Les'galetspassent'partielle- ment'l'un devant l'autre, et leurs axes sont parallèles,c'est-à-direque..lescirconférences que sont les projections, sur le plan de la fi gure, de leurs surfaces périphériques, se cou- pent en deux points. On voit que l'arête du couteau 2 se projette suivant le point supérieur de leur intersection.
Le principal avantage de cette disposition est que la position de'l'axederotation du levier 3 est beaucoup plus constante, au cours d'un mouvement angulaire toujours inférieur à un quart de tour, que cet-le de l'arête d'un couteau dans le fond d'un V qui est toujours quelque peu arrondi de sorte que le frottement tend à empêcher lecouteau d'y prendre la position'la plus basse.
Ici, seule la résistance au roulement du couteau sur les galets pourrait 1''empêcher d'atteindre cette position la plus basse, car il y est au contraire conduit par la rotation du galet 46, supposé par faitement libre, que déterminerait la charge du couteau dès que celui-ci N'écarteraitquel- que peu du galet 4a ; en effet, il y a rotation de 46 grâce au brasdelevier par rapport à l'axe du tourillon 7'que possède cette charge tant que le couteau est à gauche du plan vertical passant par cet axe, et grâce à la résiistamoe a. u glissemeint faisant que le'cou- teau accompagne le galet dans sa rotation.
De plus, est avantagesubsiste lorsque le couteau est remplacé par un corps cylindrique de 1 à plusi, eurs mtillilmètres ou eeWnti- mètres de dia-mètre moyennant un écartement convenable des tourillons 7 et 7', mais, alors,Sanglederotationdesgaletsent-ra-înés par roulement est accru autant de fois que la résistance au roulement est diminuée, celle-ci étantmveDsementproportionnelle aux rayons de roulement, de sorte que le frottement de glissement des tourillons 7 et 7'ne serait plus négligeable quant à son travail comme il l'est lorsque le rayon de courbure à l'arête du couteau ne mesure que quelques c & n'tièmesdemillimètre.
On monteraitalorslesgalets'surbilles ou comme ceux du couteau 10, à moins qu'on ne puisse les faire très grands.
Les tourillons 13 et 13'des galets 4c et 4 < surlesquelsreposelecouteau10pren- nent. eux-mêmesappuicontre des galets 15 et'ceux de la face arrière traversent des trous 14 du levier 3, trous plusgpands'que ces tourillons et qui pourraient être remplacés par des encoches partant du bord du ] levier 3. Les galets. 15 sont munis d'arbres dont des pivots 16 engagés dans des trous de ponts17fixéspardesvis 18 et'des che- villes 19 contre chaque face du levier.
On conçoit que le travail du frottement sur ces pivots soit négli)g'eabled'autantplusque le petit jeu latéral nécessaire peut même faire qu'il n'y ait pas réellement frottement, mais seulement roulement des pivots dans leurs trous vu l'extrême petitesse de l'angle de rotation de ces galets 15.
Les arêtes des couteaux peuvent ainsi être arrondies eylindriquement sur un secteur dont l'angle est au moins égal à l'angle ma ximu, m du mouvement du levier relativement au support ou au plateau 8 qui est supporté, d'autre part par au moins deux autres leviers semblables au levier 3. La chargequepeut supporter un couteau ainsi arrondi est plus grande que'celled'un'couteauaitgtnquis'use davantage, au moins lorsqu'il est frottant.
L'ordre de grandeur du rayon'du secteur arrondi roulant peut rester inférieur à un dixième de mm en présentant cet avantage à l'usage,mais'ilpeutatteindreplusieurs dixièmes de mm sans que le travail des frot tements soit plus ? grand avee un jeu eonvena- ble de galets.
Les'galetspourraientprésenters'ur une face une creusure cylindrique, à. l'intérieur de laquelle reposerait le couteau de chaque côté du levier. Le frottement de roulement serait ainsi un peu moindre que lors du roulement sur les surfaces'convexes extérieures pour les mêmes rayons de courbure, ee frotbement s'exprimant par la formule :
EMI2.1
dans laquelle C est le coefficient de roule ment exprimé en unités''de longueur, Q la force normale au contact, r le rayon de courbure du couteau ou cylindre'et-B le rayon de courbure de l'autre surface de roulement ;
le signe-s'applique au roulement intérieur. donc au casoùlesgaletssontcreusés.Mais,
R pouvant facilement être cent fois plus grand que r, la différence entre les cas de roulement extérieur et intérieur est minime, de même en ce qui concerne le moment de la résistance au raulement. En effet, ce moment, qui est indépendant de r pour un corps roulant sur un plan, puisqu'il s'exprime par produit C Q, devient pour le cas de deux rayons finis :
EMI3.1
Or, si R est nécessairementtrèstgirand devant le rayon de'courbured'uncouteau même aensiblemeaitarrondi, il devient par contrepossiblepratiquementde donner an rayon-R de la creusure'd'un galet une valeur peu supérieure à r si r est notablement plus grandqu'àl'arrondid'uncouteauet vaut par exemple plusieurs millimètres ou centimètres. La parenthèse'de la formule peut alors ne valoir qu'une petite fraction.
De plus, rien n'empêche de monter de l'a même manière les tourillons de ces galets creux à l'intérieur d'autres galets creux, pourvu que les dia-métres de l'a. première articulation soient assezg'rospour que eeux des suivan- tes, nécessairement plus'petits pour que les arcs de roulement diminuent,soient,encore réalisables.
Dans le cas d'un seul train de galets, comme 4a et 4b, on peut monter sur billes les tourillons 7 et 7'dans leurs chapes ; mais on peut, de préférence, disposer un seul roulement à billes dans le plan médian de l'épaisseur de chaquega,let,roulementdontl'élément intérieur est a,lors fixé à un arbre dont les extrémités 7 7'pourraient aussi bien être fixées au support 1 que libres de tourner. Ce roulement à billes serait choisi parmi les types qui autorisent un ébat latéral de l'élément extérieur sur leur élément intérieur, afin que ce soit le couteau 2 qui détermine l'axe de rotation en s'appuyant sur une génératrice de la surface cylindrique, extérieure.
I ; e ga- let se comporte alors comme s'il était mobile autour d'un seul point de cet axe avant que le couteau soit en place, donc comme'il était monté à la cardan. Mais sa mobilité transversale, serait limitée à la valeur de l'ébat prévu, qui peut être petite vu que cette dispo- sition ne vise qu'à assurer que le couteau touche la surface cylindrique par tous les points d'une génératrice.