CH286545A - Dynamomètre. - Google Patents

Description

  
 



  Dynamomètre.



   La présente invention a pour objet un   dvnamomètre    pour l'enregistrement graphique du couple concomitant de la déformation élastique d'un ressort due à une rotation relative des deux extrémités de ce ressort autour d'un axe fixe et comprenant un bâti, des   moyens      'note ors    et de transmission pour imposer cette rotation à l'une de ces extrémités relativement à ce bâti, des moyens reliant l'autre extrémité à au moins un organe élastique appliqué à faire équilibre an couple susdit par un moment de sa réaction d'élasticité relativement audit axe, et des moyens pour coordonner sur un diagramme, d'une part, des longueurs proportionnelles à la rotation imposée et, d'autre part, des longueurs proportionnelles à la déformation dudit organe élastique.



   Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue d'ensemble en perspective des moyens mécaniques mis en   ceuvre    dans cette forme d'exécution.



     La    fig. 2 est une vue schématique en perspective d'une partie de ces moyens mécaniques associés à des moyens optiques.



   Sur la platine horizontale 2   d'un    bâti sont fixés plusieurs supports d'organes mécaniques: un support de paliers 5 comprenant quatre paliers disposés suivant un axe horizontal commun 6, un support 3 dans lequel est encastrée une lame élastique 4 présentant une flexibilité modérée et dont les faces sont parallèles à cet axe, un support de paliers 7 dont deux paliers antérieurs guident le coulissement axial d'une tige 8, et deux plaques verticales 9 et 10 parallèles à l'axe 6.



   A l'arrière de la   plaque    10 sont montés les stators de deux moteurs synchrones 11 et   11'dont    les rotors ont un arbre   conunrm    et qui sont construits de manière que cet arbre tourne dans un sens ou dans l'autre selon que c'est l'un ou l'autre des deux stators qui est excité. Entre les deux plaques 9 et 10 est monté un dispositif contacteur non visible au dessin. L'arbre des moteurs est relié, par un engrenage à rapport réducteur situé dans un carter 12, à un arbre 13 qui traverse les plaques 9 et 10 et tourillonne par son bout de droite dans le haut de la partie postérieure du support de paliers 7. Dans le bas de cette partie tourillonne le bout d'un arbre 14 qui peut aussi y coulisser et qui présente, à son bout opposé, un filetage par lequel il est introduit dans un trou taraudé de la plaque 9.



   Près de cette plaque 9, l'arbre 13 porte un pignon 15 et, sous une roue hélicoïdale 26 d'axe 6, il porte une roue 16 engrenant avec cette roue 26, tandis que le pignon 15 engrène avec une roue 17 fixée sur l'arbre 14; le pignon 15 est plus large que la roue   1.7    pour qu'il reste en prise avec elle lors du   eoulissement    de l'arbre 14 dû à la rotation de celui-ci dans ledit trou taraudé de la plaque 9.



   Dans   un    trou axial taraudé du bout de la tige   J4    qui traverse le support 7 est vissée  une tige de prolongement 18 munie d'une tête molletée 19 et d'un écrou de blocage 20, ce qui permet un réglage de la distance de cette tête 19 à la plaque 9 au début   d'une    expérience. La tige 8 s'appuie contre cette tête par l'effet d'un ressort 21 intercalé entre le palier de droite et une bague 22 fixée sur la tige 8 par une vis 23 (fig.   2).    Cette - bague porte une tige radiale 24 engagée dans une   fouehe    fixe 25 empêchant ainsi la tige 8 de tourner.



   L'arbre de la roue hélicoïdale 26 est monté dans les paliers de gauche du support 5, comme l'arbre   d'non    tour muni de pinees coniques à mâchoires concentriques permettant de serrer en elles, entre les deux paliers médians du support 5, le carré d'un arbre de barillet dont le bout opposé s'appuie contre une bro  che    montée dans les deux paliers de droite   du,    support 5. Un tambour de barillet monté sur cet arbre et contenant son ressort en spirale n'est pas visible à l'échelle de la fig. 1. Sur ce tambour est fixé un toc 27 au moyen   d un    levier de serrage à excentrique 28 serrant ce toc sur la périphérie lisse du tambour.

   Au bras de ce toc est attachée l'une des extrémités d'une tige métallique ou bielle 29 dont l'autre extrémité est accrochée à   lm    crochet non représenté faisant saillie sur la   faee    invisible de la lame 4. Du côté de la face visible est fixée à cette lame une pièce 30 en métal dur présentant une face extérieure rectifiée.



  Contre cette face s'appuie la pointe saillante 31a d'une vis 31 montée au travers   d'une    plaque 32 de forme générale triangulaire qui repose par une pointe 33 dans   une    crapandine 34 que l'on a représentée,   corme    fixée au bâti, mais qui pourrait être portée par une pièce de position réglable. En fig. 2, elle est sur la verticale de la pointe 31a lorsque les choses sont dans leurs positions correspondant à   un    armage   nui    du ressort de barillet. Dans le plan horizontal passant par le fond de la crapaudine, un axe de rotation est déterminé par le point d'articulation   d'une    pointe 35 portée par la plaque 32 et reposant dans le fond d'une entaille en V faite sur la tige 8.



  Une faible force d'appui de la pointe 31a contre la lame est déterminée et réglée par un   contre-poids    36 monté à l'arrière de la plaque 32 sur une tige filetée 37 fixée à cette plaque. A l'arrière d'un trou 38 de cette plaque 32 est fixé contre celle-ci   rm    miroir 39 destiné à réfléchir un rayon issu d'une source de lumière S. Un écran 40, constitué par une plaque photographique, est placé en face de ce miroir, plus bas que la source S.



   On comprend que l'appareil décrit permette un enregistrement photographique, sous la forme d'un diagramme   4142,    des valeurs que prend le couple de réaction élastique du ressort de barillet en fonction des angles d'armage et de désarmage, pourvu que certaines constantes de l'appareil soient préalablement déterminées.

   Ces constantes sont les suivantes: la force de réaction élastique de la lame 4 par unité de longueur de sa flèche mesurée au point d'appui 31a suivant la direction de la tige 29 perpendiculaire aux faces de la lame, le bras de levier de cette force par rapport à l'axe 6, la distance des pointes 33 et   31a    influant sur les angles de rotation du miroir autour de l'axe horizontal 33-35, la distance des pointes 33 et 35 influant sur les angles de rotation du miroir autour de l'axe sensiblement vertical passant par les pointes 33 et 31a et enfin le pas du filetage de la tige 14 dans la plaque 9 et le rapport des transmissions angulaires de la roue 26 à cette tige 14.



   Pour faire une mesure, on met en marche par exemple le moteur 11 qui est supposé faire tourner la roue 26 dans le sens   corres--    pondant à l'armage du ressort; on a, au préalable, disposé la plaque photographique 40 comme indiqué en fig. 2, où le rayon réflé  chi    par ce miroir tombe sur cette plaque en un point situé près du coin de droite en bas    par où l'on fera passer les axes x r et y des    coordonnées.

   Dès que le ressort du barillet non représenté s'arme par la rotation imposée à l'arbre du barillet, le toc 27 tire sur la tige 29 fonctionnant comme bielle et fait fléchir la lame 4 vers l'axe 6 d'une quantité minime n'ayant pratiquement   aucune    influence sur le bras de levier du toc; il s'ensuit une inclinaison de la plaque 32 et du miroir 39 dont le  rayon réfléchi s'élève en tournant d'un angle double de cette inclinaison.



   En même temps, la roue 15 a fait tourner la roue 17; la tige 14 a reculé vers la gauche en se vissant dans la plaque 9; la tige 8, soumise à l'action du ressort 21, suit la tige 14 dans ce mouvement de recul et entraîne avec elle la pointe 35 engagée dans l'entaille   8n.   



  Il s ensuit une rotation de la plaque 32 sur sa pointe 33 autour de l'axe passant par le point 31a, de sorte que le rayon réfléchi se dirige vers la   ganche    en même temps qu'il s'élève. Il trace donc la courbe d'armage 41.



     Lorsque    le ressort est armé à fond, un dispositif automatique non représenté ouvre le circuit du moteur 11 et ferme celui du moteur il' dont le sens de marche correspond au désarmage. On sait qu'à cet instant le diagramme des ressorts de barillets présente une partie rectiligne descendante, qui s'explique par des frottements divers, avant que la   tourbe    42 de désarmage soit tracée; on comprend que tous les mouvements étant inverses pendant que la lame 4 revient à sa position de repos, le rayon réfléchi suivra un parcours dont le sens sera l'inverse de celui de   I 'armage,    tant latéralement que verticalement.



   La lame 4 est choisie, quant à ses dimensions et caractéristiques d'élasticité, ainsi que le bras de levier de son action sur le toc, de manière que, lors de   l'mage    total du ressort, l'extrémité de celui-ci à laquelle cette   lame    est reliée ne tourne que d'un angle inférieur au centième de l'angle de développement entier du ressort, afin que celle des coordonnées du diagramme qui représente l'angle d'armage puisse être mesurée sur une échelle   régulière-    ment divisée sans qu'il s'ensuive une erreur sensible d'interprétation du diagramme.

   Il faut, en effet, remarquer que les abscisses du   diagramme    sont faites   pratiquement    proportionnelles à la rotation imposée à l'arbre du barillet supportant le toc et que cette rotation ne serait égale à l'angle d'armage réel que si le toc était fixe par rapport au bâti. Rigoureusement, l'angle d'armage réel est la rotation relative des deux   extrémités    du ressort, donc la différence entre la rotation de l'arbre et celle du toc. Cette dernière est égale au quotient de la flèche de la lame 4 par le bras de levier du toc relativement à l'axe 6.

   Si la flèche de la lame 4 mesure 2 mm, sous l'effort dû à un ressort entièrement armé dont le dé  veloppenient    est de six tours ou 37,6 radians, et si le bras de levier du toc mesure 30   inri,    ]'armage total réel est la différence
 37,6   - 2i30      = 37,534    radians.



  En négligeant le second terme égal à   0,066,    on ne fait une erreur relative que de 0,00177 ou 1,77 millièmes. Pour un moindre angle d'armage, la lame 4 fléchit moins, par exemple de 1,5 mm pour 0,5 tour d'armage valant 3,14 radians.   blême    si elle fléchissait encore de 2 mm, l'erreur relative ne serait que
   0,0066/3,14      =      0,0212    ou 2,12 centièmes.



     Tulle    ne deviendrait très grande que pour des angles d'armage de quelques degrés qui ne correspondent pas à des conditions normales de marche des montres, vu qu'on n'y utilise, en 24 heures, que 60 à   7O0/o    du développement.



   On voit que, dans   eette    forme d'exécution, le miroir est mobile autour de deux axes instantanés de rotation dont les directions sont variables entre d'étroites limites. L'axe horizontal, ou tout autre situé dans un plan sensiblement parallèle aux faces de la lame 4, pourrait être fixe, ce qui éviterait le déplacement horizontal, d'ailleur négligeable, de la pointe 31a contre la lame an cours de l'opération. Ce serait alors l'écran ou la source S qui serait mobile sur   nne    coulisse parallèle à l'axe 6 et serait cinématiquement relié à la roue 26.

   Le toc pourrait présenter deux bras opposés reliés respectivement à l'une et à l'autre de deux lames élastiques identiques dont l'une pourrait suffire à coopérer avec les moyens décrits pour fournir la mesure du couple ou qui   eommanderaient    ensemble les mouvements du miroir, cela pour que ce toe soit soumis à un couple pur et que les frottements du barillet sur son arbre en soient diminutés,  
 Le dynamomètre pourrait n'avoir qu'un seul moteur muni de moyens inverseurs du sens de   marche.    On prévoit de préférence, comme accessoires, plusieurs tocs de dimensions différentes convenant à toutes les grandeurs de barillets.



   Le dynamomètre pourrait être adapté à l'épreuve de ressorts à boudin travaillant par torsion qu'on disposerait suivant l'axe 6.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION : Dynamomètre, pour l'enregistrement graphique du couple concomitant de la déformation élastique d'un ressort due à une rotation relative des deux extrémités de ce ressort autour d'un axe fixe, et comprenant un bâti, des moyens moteurs et de transmission pour imposer cette rotation à l'lue de ces extrémités relativement à ce bâti, des moyens reliant l'autre extrémité à au moins un organe élastique appliqué à faire équilibre an couple susdit par un moment de sa réaction d'élasticité relativement audit axe, et des moyens pour coordonner sur un diagramme, d'une part, des longueurs proportionnelles à la rotation imposée, et, d'autre part, des longueurs proportionnelles à la déformation dudit organe élastique,

   caractérisé en ce qu'il comprend des moyens optiques appliqués à porter sur le diagramme des valeurs amplifiées de la flèche dudit organe, et en ce que les dimensions et caractéristiques de celui-ci et la lon gueur- du bras de levier déterminant le susdit moment sont choisies de manière que, lors de l'mage total du ressort, l'extrémité de celui-ci à laquelle cet organe est relié ne tourne que d'un angle inférieur au centième de l'angle de développement entier du ressort, afin que celle des coordonnées qui représente l'angle d'armage puisse être mesurée sur une échelle régulièrement divisée sans qu'il s'ensuive une erreur sensible d'interprétation du diagramme.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1. Dynamomètre selon la revendieation, caractérisé en ce que lesdits moyens de coordination des deux variables mentionnées com- prennent un miroir einématiquement relié à l'organe élastique, une source de lumière située à l'avant de ce miroir et un écran disposé sur le parcours des rayons réfléchis par ce miroir dans toutes les positions qu'il prend au cours de l'armage et du désarmage du ressort considéré, et en ce que l'un des trois éléments du dispositif optique ainsi constitué, miroir, source et écran, est cinématiquement relié aux organes moteurs déterminant la rotation imposée à l'une des extrémités du ressort, cela par des moyens de transmission dont le rapport de transmission est constant.

   2. Dynamomètre selon la revendication, destiné à l'épreuve de ressorts en spirale logés dans des barillets et comprenant au moins un toc adaptable par liaison rigide à l'un des deux éléments d'un barillet, arbre et tambour, caractérisé en ce que ledit toc, en position de fonctionnement, est relié par au moins une bielle à au moins une lame flexible dont les faces sont sensiblement parallèles à l'axe du barillet et dont une extrémité est encastrée dans le bâti, cette lame constituant l'organe élastique mentionné.

   3. Dynamomètre selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le miroir mentionné est monté sur un support mobile autour d'un axe fixe qui est sensiblement parallèle aux faces de la lame élastique, support qu'une faible force de rappel maintient appuyé par l'un de ses points distants de cet axe contre une faee de ladite lame près de l'extrémité libre de celle-ci, de sorte qu'aux déplacements, toujours minimes, de cette extrémité, correspondent des rotations du miroir autour dudit axe et des rotations doubles des rayons réfléchis par lui vers l'écran, et en ce que l'un des deux autres éléments du dispositif optique, source et éeran,

   est monté sur un support qui est mobile dans im plan parallèle à l'axe du barillet et qui est relié cinématiquement aux moyens moteurs qui imposent ladite rotation à l'une des extrémités du ressort.

   4. Dynamomètre selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le miroir mentionné est monté sur nn support qui est mobile autour de deux axes instantanés qui se coupent en un point d'articulation déterminé par une pointe et une crapaudine dont l'une est solidaire dudit support et l'antre du bâti, point qui est situé à une distance de la lame élastique, mais dans un plan voisin de deux dans lesquels sont les faces de celle-ci, en ce que ce support est soumis à une faible force de rappel le maintenant appuyé par l'un de ses points contre une surface cinématiquement solidaire de l'ensemble formé par la bielle et la lame mentionnée,

   surface pratiquement plane et située dans un plan qui est parallèle aux faces de la lame et qui n'est distant du susdit point d'articulation que de longueurs dont l'ordre de grandeur est celui de ladite flèche minime de la lame, de sorte que ce point, centre de la erapaudine, détermine, avec ce second point d'appui, l'un desdits axes instantanés, tandis que le second de ces axes passant par ladite crapaudine est déterminé par un troisième point d'appui et d'articulation dudit support,

   point qui est lié à une pièce mobile que les moyens moteurs et de transmission déplacent de longueurs proportionnelles auxdites rotations imposées à ]'une des extrémités du ressort et qui est situé de manière que ce second axe soit à angle droit avec le premier et dans un plan voisin de ceux dans lesquels sont les faces de la lame élastique.

   5. Dynamometre selon ia revendication, ca- ractérisé en ce qu'il comprend deux moteurs synchrones ayant des sens de marche inverses et dont les rotors sont montés sur un arbre commun relié aux susdits moyens de trans mission, des moyens de connexion permettant la mise en marche de l'un ou l'autre de ces moteurs pour armer ou désarmer le ressort.

   6. Dynamomètre selon les sous-revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la pièce mobile déterminant la position du troisième point d'articulation est une tige montée dans une coulisse rectiligne et soumise à l'action d'un ressort de rappel qui l'appuie constam ment contre la face d'extrémité d'une tige rotative reliée par engrenages à l'arbre des moteurs et munie d'un filetage au moyen du quel elle se visse dans un écrou fixe de quan tités qui sont ainsi proportionnelles à la ro tation imposée dans un sens comme dans l'autre à l'une des extrémités du ressort sou mis à l'examen.

   7. Dynamomètre selon la sous-revendica tion 6, caractérisé en ce que ladite tige filetée comprend, du côté de l'appui de la tige cou- lissante, une tige de prolongement vissée en elle axialement, munie d'une tête molletée et d'un écrou de blocage, tête contre laquelle s'appuie ladite tige coulissante et dont la posi tion initiale est ainsi réglable.