Broche rotative de précision. L'invention a pour objet -une broche rota tive de précision, destinée<B>à</B> être, utilisée dans une machine ou dans un instrument de m(-, sure, par exemple dans un instrument pour mesurer ou pour essayer la rondeur d'une surface, et elle a pour but de fournir une broche telle que la position de l'axe- de rota tion de sa tige soit maintenue invariable dans l'espace avec une grande précision.
La broche faisant l'objet de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle com prend une tige présentant -Lme surface d'appui sphérique rectifiée située<B>à</B> l'une de ses extré mités, une enveloppe creuse fixe entourant la tige, et portant une surface d'appui sphérique rectifiée prenant appui contre.la surface sphé rique de la tige, de manière<B>à</B> définir lui point de l'axe de rotation de celle-ci et<B>à</B> former un palier de butée pour elle, et des moyens de, support disposés<B>à</B> l'autre extrémité de la tige et définissant un second point de son axe de rotation.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, trois formes d'exécution de la broche faisant l'objet de, l'invention.
Les fig. <B>1 à 3</B> sont des vues en coupe axiale de chacune de ces trois formes d'exécution, et la fig. 4 est une vue en coupe transver sale selon J.V-IV de la fig. <B>3.</B>
Dans la première forme d'exécution repré sentée<B>à</B> la fig. <B>1,</B> -Lme tige C est montée ver- ,nveloppe cylin- ticalement <B>à</B> l'intérieur dune,<B>P</B> drique creuse<B>A</B> qu'on peut qualifier de tuyau et qui est rigidement suspendue<B>à</B> un boîtier B qui contient un mécanisme, d'entraînement pour la tige.
La tige C présente un flasque<B>CI</B> qui fait saillie horizontalement<B>à</B> son extrémité infé rieure. Un organe d'appui annulaire<B>D</B> entou rant lextrémité inférieure de la tige au-dessus .du flasque<B>CI</B> est fixé<B>à</B> ce rebord et présente unesurface d'appui sphérique<B>Dl.</B> Une lente profonde<B>D2</B> est ménagée dans cet organe d'appui annulaire<B>D</B> pour assurer que sa sur face d'appui sphérique<B>Dl</B> ne goit sow-nise <B>à</B> aucun effort du fait que l'organe<B>D</B> est bou lonné au flasque<B>Cl.</B> Cette lente sert égale ment<B>à</B> loger des écrous non représentés,
vissés sur des boulons qui ne sont pas représentés non plus et qui fixent l'organe<B>D</B> au flasque <B>Cl.</B> La surface d'appui sphérique<B>Dl</B> est usi née avec grande précision, de manière que son centre soit en alignement avec l'axe de la tige C, et cette surface coopère avec une surface d'appui sphérique correspondante<B>El</B> ménagée sur un organe de support annulaire inférieur <B>E</B> qui est fixé<B>à</B> Pextrémité du tuyau<B>A,</B> de manière que, ces deux surfaces fonctionnent conjointement comme un palier de rotation et comme palier de butée.
La tige<B>C</B> est entraînée<B>à</B> partir de moyens appropriés qui sont relies<B>à</B> son extrémité supérieure par l'intermédiaire d'une roue dentée<B>FI</B> logée dans le boîtier B et d'un organe<B>P</B> fixé<B>à</B> la roue dentée FI et qui est monté rotativement dans un palier<B>à</B> billes BI supporté dans ledit boîtier.
Le mouvement de l'organe<B>P</B> est trammis <B>à</B> la tige C par l'in termédiaire d'un accouplement ou d'un joint flexible dit de Oldhan > comprenant un dis que P2 relié par des accouplements<B>à</B> gou pille et encoche<B>à</B> un flasque<B>C2</B> monté sur la tige et audit organe<B>P</B> entraîné par la roue dentée<B>FI.</B> Cette disposition assure qu'aufflâne a-Litre force qu'un pur couple de rotation au tour de l'axe de la tige ne soit transmis<B>à</B> celle-ci<B>à</B> partir<B>d'a</B> mécanisme d'entraînement.
Les paliers de la tige sont soulagés d'au moins -une partie de la poussée axiale due a-Li poids de la tige et des pièces entraînées par celle-ci au moyen de ressorts F3 montés<B>à</B> l'extrémité supérieure de la broche et qui re lient un organe Cs fixé<B>à</B> la tige<B>à</B> une plaque F4 portée par l'organe<B>P</B> entraîné par la roue, dentée<B>FI,</B> une partie de ladite poussée axiale étant ainsi absorbée par le palier<B>à</B> billes Bl logé dans le boîtier B.
Afin dassurer la précision désirée de Fali- gnement de l'axe de la tige C <B>à</B> l'intérieur dit tuyau fixe<B>A,</B> il est en outre nécessaire de prévoir des moyens de, support définissant avec précision un second point de l'axe de rotation de la tige, ce point étant voisin de l'extrémité supérieure de la tige. Dans la forme d'exécution représentée<B>à</B> la fig. <B>1,</B> ces moyens, de support de l'extrémité supérieure de la tige sont constitués par un second pa lier sphérique analogue<B>de</B> façon générale<B>à</B> celui de l'extrémité inférieure de la tige.
Ainsi, un organe de support annulaire<B>G</B> présentant une surface d'appui sphérique GI est fixé au flasque C2, les surfaces d'appui sphérique des deux extrémités de la tige étant orientées dans des sens opposés, étant par exemple con vexes l'une vers l'autre, comme représenté. Une surface d#appuÎ sphérique, HI de l'extré mité supérieure est formée dans -un manchon de support H qui est logé<B>à</B> l'intérieur du tuyau<B>A</B> et qui entoure la tige C avec un j eu approprié.
Ce manchon H, après avoir été amené dans la position de réglage correcte d'une façon qu'on décrira plus loin, est ferme ment<U>fixé</U> au tuyau<B>A.</B> Grâce<B>à</B> lutilisation de paliers sphériques, aux deux extrémités de la tige, l'axe de rota tion de celle-ci est défini par deux points seulement, nommément par le centre de cha cune des deux sphères;
d'autre part, du fait que les surfaces sphérique & peuvent être pro- duitess avec une grande précision, on se rend compte que cette disposition assure une rota tion exempte de tremblements de la tige aui- tour d'un axe situé de façon très précise, ceci <B>à</B> condition que la séparation axiale entre les deux surfaces d'appui<B>El</B> et HI des pièces <B>E</B> et H fixées au tuyau puisse être adaptée avec précision<B>à</B> la séparation entre les deux surfaces d'appui<B>Dl</B> et<B>G,</B> afin d'obtenir lin film d'huile de l'épaisseur idéale, dans chacun de ces paliers.
Dans<B>ce</B> but, il, est nécessaire de pouvoir régler la position axiale du manchon II qui porte, la surface d'appui sphérique supérieure <I>HI.</I> Ce réglage est effectué a-Li moyen d'Lin ressort<B>à</B> boudin H2 qui entoure la tige<B>C</B> et qui sollicite le manchon H vers le haut,
ce res sort butant vers le bas contre -Lule butée fixe <B>H3</B> qui est vissée<B>à</B> un organe H4 butant lui- même contre l'organe de support annulaire inférieur<B>E.</B> La pression axiale correcte pour obtenir le film d'huile désiré est déterminée expérimentalement en f aisant tourner la tige avec des réglages différents de la butée fixe Hs, jusqu'à ce qu'on obtienne les meilleures conditions de marche, la. tige étant chaque fois entraînée en rotation pendant un temps suffi sant pour assurer la production d'un film d'huile uniforme.
Lorsque cette position opti mum de la butée Hs a été déterminée de<B>f</B> acon définitive, des vis de blocage<B>A'</B> qui passent <B>à</B> travers des fentes ménagées dans le tuyau <B>A</B> et qui viennent en contact avec le manchon de support H sont fermementserrées, de façon <B>à</B> fixer définitivement la surface d'appui Hl dans sa position axiale correcte.
La deuxième forme d'exécution représentée <B>à</B> la fig. 2 se distingue de la première princi palement en ce qu'elle comprend un palier<B>ù</B> cône au lieu d'un palier sphérique<B>à</B> l'extré mité supérieure de la. tige. Cependant, cette deuxième forme d'exécution présente égale- ment quelques variantes constructives de<B>dé-</B> tail des autres parties de, la monture, les mêmes signes de référence étant cependant utilisés pour désigner les parties correspon dantes, même lorsque ces parties sont de, cons tructions quelque peu différentes.
Ainsi, le joint de Oldham au moyen du- que la tige<B>C</B> de cette deuxième forme d'exé cution est entraînée, est logé<B>à</B> l'intérieur du palier<B>à</B> 'billes Bl au lieu d'être logé au-dessous de ce palier et l'organe F, entraîné par la roue dentée FI., présente un prolongement cylindrique s'étendant vers le haut et. dans lequel est logé un unique ressort<B>P5. Ce</B> res sort est ainsi monté<B>à</B> l'extrémité supérie-Lixe de la broche et supporte au moins une partie dit poids de la tige<B>C</B> et des pièces entraînées par celle-ci.
Il travaille<B>à</B> la compression et remplace les ressorts P3, travaillant<B>à</B> la trac tion, de la première forme d'exécution. Il bute contre un bossage<B>F6</B> qui est relié<B>à</B> un cro chet<B>F8</B> au moyen d'une tige<B>F7</B> qui s'étend vers le bas<B>à</B> travers l'intérieur creux de la tige<B>C.</B> Le crochet F8 est relié<B>à</B> une traverse C4 fixée<B>à</B> la tige.
Une autre modification de la construction consiste en ce que -le palier sphérique de l'extrémité inférieure comprend un organe de support<B>D</B> qui se trouve au-dessouis du flasque <B>Cl</B> de la tige etdont la surface interne<B>Dl</B> est de forme sphérique, de manière<B>à</B> pouvoir épouser la surface d'appui sphérique externe correspondante<B>Et</B> de, l'organe<B>E</B> fixé<B>à</B> l'extré mité inférieure du tuyau<B>A.</B>
Le palier<B>à</B> cônes de l'extrémité supérieure de la tige est constitué en formant, sur l'extrémité supérieure de la tige<B>C,</B> un cône ayant un très petit angle d'ouverture, c'est- à-dire un angle d'ouverture clé quelques degrés et de préférence inférieur<B>à 30.</B> Par exemple, le diamètre de la tige varie de<B>1,5</B> mm le long d'une distance axiale de<B>10</B> cm.
Un manchon non rotatif<B>J,</B> présentant une conicité corres pondante sur ses surfaces extérieure et inté- rie-tire, prend appui par sa face intérieure contre ladite, partie conique de la tige C et, par sa face extérieure,
contre une rangée au- nulaire de billes K montées dans une cage KI disposée<B>à</B> l'intérieur du tuyau<B>A.</B> L'extrémité inf érieure du manchon conique<B>J</B> présente des encoches Jl dans lesquelles sont engagées des saillies LI ménagées sur un autre manchon L qui entouré la tige C avec jeu.
Ce manchon L présente également des encoches L2 pratiquées <B>à</B> son extrémité inférieure et dans lesquelles sont engagées des goupilles<B>Ml</B> qui font saillie <B>à</B> partir d'un organe annulaire de butée<B>31</B> qui est fixé au tuyau<B>A</B> au moyen de vis 1112, dans une position telle que son extrémité supérieure 3,13 bute contre, l'extrémité Mifé- rieure du manchon conique<B>J.</B> La cage KI pour les billes K est également pressée contre l'extrémité supérieure 313 de l'organe de butée 111 par un disque qui est sollicité par un res sort K2,
les différentes parties étant dimen sionnées avec précision et leurs positions res pectives étant réglées avec exactitude. Un léger je-Li est laisse'; entre l'extrémité supérieure du manchon conique<B>J</B> et le disque sollicité par le ressort K2 et prenant appui contre la cage KI des billes.
Dans cette forme d'exécution, le fait que le cône -dit palier supérieur présente un très petit angle d'ouverture a le double avantage de permettre de produire et de rectifier les surfaces coniques de ce palier de façon très précise par tournage et d'assurer que le man chon coniqae <B>J</B> prenne automatiquement une position précise correcte sur le cône de la tige pour assurer l'épaisseur désirée du film d'huile. Au cas où il<B>y</B> aurait une légère erreur quelconque d'alignement entre l'axe de la surface conique<B>de</B> la tige et le centre du palier sphérique de l'extrémité inférieure de celle#ci, cet axe ne coïnciderait pas exactement avec l'axe de rotation de la tige.
Cependant., une faible erreur quelconque dans cet aligne ment est compensée par le montage entre les billes K du manchon conique<B>J</B> puisque, du fait dit jeu ménagé entre le manchon conique -et le disque sollicité par le ressort K2 qui se trouve au-dessus de ce manchon, ledit man chon conique est libre de se déplacer léqère- ment vers le bas et vers le haut<B>à</B> l'intérieur de la rangée de billes<B>K.</B> Il est donc évident que l'axe de rotation de la tige est réellement défini par deux points,
nommément par le centre<B>du</B> palier spliérique. <B>de</B> l'extrémité infé rieure de la tige et par le centre de la rangée circulaire de billes K<B>à</B> son extrémité supé rieure, et ceci en dépit de toute faible erreur qu'il peut<B>y</B> avoir dans l'alignement de l'axe des surfaces coniques avec le centre dudit palier sphérique.
La troisième forme d'exécution représentée aux fig. <B>3</B> et 4 se distingue des deux premières en ce qu'elle comprend une garniture qui, en section transversale, présente deux points de contact avec la surface d'appui de la tige. Cette garnit-Lire, fait partie du palier supérieur pour la tige<B>C,</B> les autres parties, non repré sentées<B>à</B> la fig. <B>3,</B> étant disposées comme représenté<B>à</B> la fig. <B>1</B> ou<B>à</B> la fig. 2.
Dans cette forme d'exécution, la tige C'présente <B>à</B> son extrémité supérieure une surface d'appui cylindrique qui est montée, pour tourner<B>à</B> l'intérieur d'une garniture<B>Y'</B> en métal tendre disposée<B>à</B> l'intérieur dun manchon<B>N</B> fixé au tuyau<B>A.</B> Cette garnffiire <B>NI</B> est légère ment dégagée d'un côté, comme représenté<B>à</B> la fig. 4, de façon<B>à</B> présenter deux bords<B>N2</B> et<B>N3</B> contre, lesquels la surface d'appui de la tige<B>C</B> est pressée ai--L moyen d'un galet<B>0</B> qui est sollicité par un ressort<B>01</B> qui l'appuie contre le côté opposé de la tige.
Toute légère erreur d'alignement entre la perpendiculaire au milieu de la corde passant par les deux bords<B>N2</B><I>et</I> Ns et le centre<B>du</B> palier sphéri que de lextrémité inférieure de la tige est rapidement, compensé par us-Lire dadit métal tendre. Dans cette forme d'exécution, il est important de former la surface d'appui cylin drique de la tÀge <B>0</B> de façon quelle se trouve en alignement avec le centre du palier sphé rique, et ceci avec un haut degré de préci sion.
En effet, cette forme d'exécution n'as sure pas -une compensation- automatique de toute erreur en ce qui'concerne cet a.1igne# ment, cependant, en pratique, cette, circons tance ne donne pas lieu<B>à</B> de sérieuses diffi cultés. Par conséquent, bien que dans, cette troisième forme d'exécution l'extrémité supé rieure de la tige ne soit théoriquement pas située de façon aussi précise que dans les deux premières formes d'exécution, les erreurs qu'elle peut présenter peuvent en pratique être rend-Lies si faibles qu'elles sont négli- geable,s.
Dans les trois formes d'exécution décrites, des moyens sont prévus pour assurer une ali mentation adéquate des surfaces d'appui des paliers en huile, afin de maintenir des films d'huile dans ces paliers.