Dispositif de support d'un mobile rotatif La présente invention a pour objet un dispositif <B>de</B> support d'un mobile rotatif, caractérisé par un arbre porté par des paliers dont l'un au moins est constitué par un organe d'appui présentant un évi dement de forme conique dont le fond est une por tion de surface sphérique formant siège, pour une surface de forme sphérique correspondante de l'ex trémité de l'arbre, des moyens supportant cet organe d'appui, de façon<B>à</B> lui faire exercer une poussée dans le sens axial sur l'arbre.
Ce dispositif peut être utilisé avantageusement pour supporter le rotor d'un moteur électrique de couple très faible, tel que, par exemple, un moteur synchrone d'horloge électrique.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> est une vue en élévation de face d'un moteur électrique, comprenant cette forme d'exécu tion et constituant le moteur d'une horloge électrique.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>3</B> est une coupe suivant la ligne<B>3-3</B> de la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe<B>à</B> grande échelle d'un palier se trouvant<B>à</B> une extrémité de l'arbre sup portant le rotor du moteur.
Le moteur électrique synchrone représenté sur le dessin comprend un carter<B>10</B> en forme de cuvette, qui comporte une série de pièces polaires<B>11</B> faisant saillie vers le haut<B>à</B> partir du fond 12 du carter. Ces pièces polaires sont disposées par paires, comme on le voit sur la fig. <B>3,</B> et elles s'étendent<B>à</B> travers des anneaux de protection<B>13.</B> Des pièces polaires coopérantes 14, disposées par paires comme les pièces polaires<B>11,</B> sont fixées sur une plaque<B>15</B> et s'étendent vers le bas<B>à</B> partir de cette plaque<B>;</B> ces pièces polaires 14 sont disposées entre les pièces polaires<B>11</B> faisant saillie vers le haut.
Des anneaux de protection<B>16</B> sont également prévus en dessous de la plaque<B>15</B> et sont traversés par les pièces polaires supérieures 14<B>;</B> d'autre part, la pla que<B>15</B> est maintenue écartée du fond 12 du carter en forme de cuvette au moyen d'un manchon<B>17</B> qui fait partie de renroulement d'induction du stator du moteur.
L'enroulement d'induction du moteur est repré senté en<B>19 ;</B> il entoure les pièces polaires de ma nière<B>à</B> les exciter et<B>à</B> produire la rotation du rotor.
Un châssis d'engrenages est monté dans le car ter<B>10</B> au-dessus de la plaque<B>15 ;</B> ce châssis com prend deux platines 20 et 21 assemblées avec un certain écartement au moyen de tiges 22<B>;</B> il sup porte un train d'engrenages désigné dans son en semble par<B>23</B> et 24, et qu'il n#est pas nécessaire de décrire en détail.
Sur la platine 20 est fixé un manchon<B>à</B> épaule ment<B>25,</B> dont la partie de diamètre réduit est ajus tée dans une ouverture<B>26</B> prévue dans la plaque<B>15,</B> de manière que le châssis d'engrenages repose contre cette plaque. Le manchon<B>25</B> comporte un orifice central<B>27, à</B> travers lequel passe, avec un certain jeu, l'arbre du moteur. Le châssis d'engrenages est maintenu<B>à</B> l'intérieur du carter par un couvercle <B>28,</B> fixé par friction<B>à</B> l'intérieur du carter<B>10</B> de manière<B>à</B> maintenir assemblées les différentes pièces.
Le rotor<B>30</B> du moteur qui est creux et cylindri que, est monté<B>à</B> l'intérieur de la cage formée par les organes polaires<B>11</B> et 14. Le rotor<B>30</B> est fixé sur un manchon<B>31</B> fixé lui-même sur l'arbre de ro tor<B>32.</B> Comme on le voit sur la fig. 2, cet arbre comporte<B>à</B> ses extrémités des parties coniques<B>33</B> et 34, qui s'engagent dans des paliers<B>35</B> et<B>36.</B> Ces pa liers sont, de préférence, en nylon ou en une autre matière similaire qui n'exerce qu'un frottement faible sur les extrémités de l'arbre<B>32</B> et qui n'exige qu'un graissage réduit ou nul, tout en résistant cependant <B>à</B> l'usure.
Comme on le voit, l'arbre<B>32</B> du moteur traverse l'orifice<B>27</B> du manchon<B>25</B> avec un jeu suffisant pour ne pas se trouver en contact avec les parois de cet orifice.
Le palier supérieur<B>36,</B> comme on le voit sur la fig. 2, est monté rigidement dans la platine 21 et conserve une position fixe. Le palier inférieur<B>35</B> est monté élastiquement, <B>de</B> manière<B>à</B> exercer une légère pression dans une direction axiale sur l'extré mité de l'arbre<B>32. A</B> cet effet, le palier<B>35</B> est porté par un croisillon<B>38</B> dont les bras élastiques<B>39</B> (fig. <B>3)</B> s'étendent radialement vers l'extérieur et sont mu nis de parties d'extrémité de largeur réduite 40 en gagées entre des organes polaires adjacents<B>11</B> de chaque paire<B>;</B> ce croisillon est maintenu en place par la bobine<B>19.</B>
Comme on le voit plus particulièrement sur la fig. 4, les parties d'extrémité conique<B>33</B> et 34 de l'arbre<B>32</B> se terminent chacune par une surface sphé rique 42<B>;</B> cette surface n'a cependant qu'un faible rayon par comparaison avec le rayon de l'arbre, de sorte que la vitesse relative entre les surfaces de con tact de l'arbre et du palier est très faible. Les paliers <B>35</B> et<B>36</B> présentent chacun un évidement conique 43 dont le fond est formé par une surface sphérique 44 de même rayon que la surface sphérique 42<B>de</B> l'ex trémité correspondante de l'arbre<B>32</B> et formant un siège pour cette dernière.
L'angle au sommet de l'évi dement conique du palier est légèrement plus grand que Fangle au sommet de la partie d'extrémité coni que de l'arbre<B>;</B> il en résulte que le contact s'effec tue entre les extrémités sphériques de l'arbre et les sièges sphériques des paliers et, par conséquent, sur une surface sphérique d'un rayon très faible.
Dans le dispositif décrit, l'arbre est fait en acier <B>à</B> haute teneur en carbone<B>;</B> la matière de l'arbre est donc plus dure que le nylon constituant les pa liers.
Cependant, on peut avoir l'inverse, c'est-à-dire que le métal de l'arbre peut être plus mou que la ma tière constituant les paliers. Les matières de l'arbre et des paliers du dispositif décrit présentant entre elles un très faible coefficient de frottement, il en ré sulte un fonctionnement sensiblement sans frotte ment, de sorte que les paliers du dispositif décrit fonctionnent sans aucun graissage et sans bruit.
Comme on l'a indiqué, le croisillon élastique<B>38</B> exerce une légère pression axiale suivant l'axe de l'arbre<B>32.</B> Cette pression est suffisante pour que l'arbre déplace une petite quantité de matière dans le palier et s'appuie automatiquement dans celui-ci, jusqu'au moment où la surface & appui est suffisante pour empêcher un nouveau déplacement. Lors de la fabrication du dispositif décrit, la forme sphérique du fond des évidements des paliers peut leur être donnée par rodage par les surfaces sphériques des extrémités de l'arbre lui-même. La pression axiale légère exercée par le croisillon élastique rattrape le jeu pouvant se produire en cours de fonctionnement.
Le rotor<B>30</B> impose des charges radiales<B>à</B> l'ar bre du dispositif décrit, et ces charges sont suppor tées par la poussée latérale de l'extrémité sphérique de l'arbre contre son siège sphérique. Théoriquement, une action<B> </B> de came<B> </B> tend<B>à</B> s'exercer sur le palier monté élastiquement pour l'éloigner axialement de l'extrémité sphérique de l'arbre, mais en pratique, dans le cas<B>du</B> dispositif décrit, la charge radiale a une valeur si faible qu'un tel déplacement de ce pa lier est négligeable.
The present invention relates to a device <B> for </B> supporting a rotary mobile, characterized by a shaft carried by bearings, at least one of which is constituted by a member. support having a conical shaped recess whose bottom is a portion of spherical surface forming a seat, for a corresponding spherically shaped surface of the end of the shaft, means supporting this support member, way <B> to </B> make it exert an axial thrust on the shaft.
This device can be used advantageously to support the rotor of an electric motor of very low torque, such as, for example, a synchronous electric clock motor.
The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Fig. <B> 1 </B> is a front elevational view of an electric motor, including this embodiment and constituting the motor of an electric clock.
Fig. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. <B> 1. </B>
Fig. <B> 3 </B> is a section taken along the line <B> 3-3 </B> of fig. 2.
Fig. 4 is a large-scale <B> </B> sectional view of a bearing located <B> at </B> one end of the upper shaft carrying the motor rotor.
The synchronous electric motor shown in the drawing comprises a cup-shaped housing <B> 10 </B>, which has a series of pole pieces <B> 11 </B> projecting upward <B> to </ B> from bottom 12 of the housing. These pole pieces are arranged in pairs, as seen in fig. <B> 3, </B> and they extend <B> through </B> through protective rings <B> 13. </B> Cooperating pole pieces 14, arranged in pairs like the pole pieces < B> 11, </B> are fixed on a plate <B> 15 </B> and extend downwards <B> to </B> from this plate <B>; </B> these parts poles 14 are disposed between the pole pieces <B> 11 </B> projecting upwards.
Protection rings <B> 16 </B> are also provided below the plate <B> 15 </B> and are crossed by the upper pole pieces 14 <B>; </B> on the other hand, the plate <B> 15 </B> is kept away from the bottom 12 of the cup-shaped casing by means of a sleeve <B> 17 </B> which forms part of the induction winding of the motor stator.
The induction winding of the motor is shown at <B> 19; </B> it surrounds the pole pieces so as to <B> </B> excite them and <B> to </B> produce the rotor rotation.
A gear frame is mounted in the housing <B> 10 </B> above the plate <B> 15; </B> this frame comprises two plates 20 and 21 assembled with a certain spacing by means of of rods 22 <B>; </B> it supports a gear train generally designated as <B> 23 </B> and 24, and which need not be described in detail.
On the plate 20 is fixed a sleeve <B> to </B> shoulder <B> 25, </B> whose portion of reduced diameter is adjusted in an opening <B> 26 </B> provided in the plate <B> 15, </B> so that the gear frame rests against this plate. The sleeve <B> 25 </B> has a central orifice <B> 27, through </B> which passes, with a certain clearance, the motor shaft. The gear frame is held <B> inside </B> the inside of the housing by a cover <B> 28, </B> fixed by friction <B> to </B> the inside of the housing <B > 10 </B> so <B> to </B> keep the different parts assembled.
The rotor <B> 30 </B> of the engine, which is hollow and cylindrical, is mounted <B> inside </B> the cage formed by the polar members <B> 11 </B> and 14 . The rotor <B> 30 </B> is fixed on a sleeve <B> 31 </B> itself fixed on the rotor shaft <B> 32. </B> As seen on the fig. 2, this shaft comprises <B> at </B> its ends conical parts <B> 33 </B> and 34, which engage in bearings <B> 35 </B> and <B> 36. </B> These bearings are preferably made of nylon or another similar material which exerts only low friction on the ends of the shaft <B> 32 </B> and which requires only 'little or no lubrication, while still resisting <B> to </B> wear.
As can be seen, the shaft <B> 32 </B> of the motor passes through the orifice <B> 27 </B> of the sleeve <B> 25 </B> with sufficient play so as not to be in contact with the walls of this orifice.
The upper bearing <B> 36, </B> as seen in fig. 2, is rigidly mounted in the plate 21 and maintains a fixed position. The lower bearing <B> 35 </B> is resiliently mounted, <B> so </B> to </B> exert slight pressure in an axial direction on the end of the shaft < B> 32. To this end, the bearing <B> 35 </B> is carried by a spider <B> 38 </B> whose elastic arms <B> 39 </B> (fig. <B> 3 ) </B> extend radially outwards and are provided with end portions of reduced width 40 secured between adjacent pole members <B> 11 </B> of each pair <B>; </ B> this spider is held in place by the <B> 19. </B> coil
As can be seen more particularly in FIG. 4, the conical end parts <B> 33 </B> and 34 of the shaft <B> 32 </B> each end with a spherical surface 42 <B>; </B> this surface n However, the radius is small compared to the radius of the shaft, so that the relative speed between the contact surfaces of the shaft and the bearing is very low. The bearings <B> 35 </B> and <B> 36 </B> each have a conical recess 43 whose bottom is formed by a spherical surface 44 of the same radius as the spherical surface 42 <B> of </ B > the corresponding end of the shaft <B> 32 </B> and forming a seat for the latter.
The angle at the top of the tapered recess in the bearing is slightly larger than the angle at the top of the conical end portion of the shaft <B>; </B> as a result contact is made. kills between the spherical ends of the shaft and the spherical seats of the bearings and, therefore, on a spherical surface with a very small radius.
In the device described, the shaft is made of <B> </B> high carbon steel <B>; </B> the material of the shaft is therefore harder than the nylon constituting the bearings.
However, we can have the reverse, that is to say that the metal of the shaft can be softer than the material constituting the bearings. Since the materials of the shaft and of the bearings of the device described have a very low coefficient of friction between them, the result is substantially frictionless operation, so that the bearings of the device described operate without any lubrication and without noise.
As indicated, the elastic spider <B> 38 </B> exerts a slight axial pressure along the axis of the shaft <B> 32. </B> This pressure is sufficient for the shaft to move a small amount of material in the bearing and automatically rests in it, until the surface & support is sufficient to prevent further displacement. During the manufacture of the device described, the spherical shape of the bottom of the recesses of the bearings can be given to them by lapping by the spherical surfaces of the ends of the shaft itself. The slight axial pressure exerted by the elastic spider takes up the play which may occur during operation.
The rotor <B> 30 </B> imposes radial loads <B> on </B> the shaft of the device described, and these loads are supported by the lateral thrust of the spherical end of the shaft against its spherical seat. Theoretically, a <B> </B> cam <B> </B> action tends <B> to </B> be exerted on the elastically mounted bearing to move it axially away from the spherical end of the shaft, but in practice, in the case of <B> the </B> device described, the radial load has a value so small that such a displacement of this bearing is negligible.