Dispositif pour diviser un cercle en un nombre donné de parties
L'invention a pour objet un dispositif pour diviser un cercle en un nombre donné de parties et a pour but de créer un dispositif qui est plus précis que les dispositifs diviseurs à induction connus.
Le dispositif peut tre utilisé pour des travaux de division de haute précision, pour des mesures angulaires sur limbes précis, verniers, disques diviseurs, roues dentées, arbres cannelés, calibres, etc.
Le dispositif peut tre utilisé soit avec une tte de division, soit avec une table de division, c'est-àdire dans une position horizontale ou verticale de l'arbre du rotor du dispositif.
Les dispositifs diviseurs à induction, présentant un rotor à deux groupes de dents en matière magnétique et un stator qui entoure le rotor, ce stator étant également doté de deux groupes de dents en matière magnétique décalées dans un groupe d'un demi-pas par rapport aux dents de l'autre groupe, et portant deux bobines d'inductance, formant avec les dents des capteurs à induction des angles de rotation du rotor, branchées dans un circuit en pont, sont déjà connus.
Cependant, ces dispositifs connus ne possèdent pas une précision suffisante comparable à celle des dispositifs de division optiques, car ils ne possèdent pas de moyens pour assurer la division dans des intervalles du pas des capteurs.
Pour accroître la précision de division jusqu'à la précision assurée par les appareils optiques, dans le dispositif pour diviser des cercles selon la présente invention, le stator est lié par un tirant, par exemple sous forme d'un ruban flexible, à un mécanisme micrométrique à coin qui permet de procéder au réglage des fractions de degré.
Le coin précité peut tre fendu partiellement ou complètement afin de pouvoir faire varier l'angle du coin lors de la correction des erreurs linéaires dans les chaînes cinématiques du dispositif.
L'arbre du rotor peut porter une roue dentée qui engrène avec un cliquet articulé disposé sur la carcasse, ce cliquet commandant l'ouverture des contacts du circuit d'un appareil de mesure inséré dans un circuit en pont.
Le dessin annexé présente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
La fig. 1 montre la chaîne cinématique du dispo- sitif.
Afin de réduire le faux rond de rotation et d'augmenter la précision de fonctionnement du dispositif,
L'arbre 1 tourne dans deux paliers montés dans le bâti du dispositif et comprenant chacun deux lardons inférieurs qui forment un prisme 2 à angle de 900 et un lardon supérieur 3 soutenu par un ressort.
L'arbre 1 est fixé, en direction axiale, par trois ressorts 4 qui, par l'intermédiaire d'une bride 5 et d'une butée 6, poussent un appui sphérique 7 de l'arbre 1 contre une crapaudine 8 fixée dans le bâti.
Cette disposition élimine pratiquement tout déplace- ment axial.
L'arbre 1 est solidaire d'un rotor 9, d'un tambour de feinage 10 et d'une roue tangente 11 actionnée par une vis sans fin 12. Le stator 13 d'un capteur tourne dans deux paliers 14 montés dans un support 15 fixé au bâti.
Sur la surface intérieure du stator 13 et sur la surface extérieure du rotor 9, faits en matière magnétique, est taillé un nombre identique de dents, par exemple 360, divisées en deux groupes qui, avec des bobines d'inductance 16, forment deux mécanismes à induction indépendants. Le jeu entre les sommets des dents statoriques et des dents rotoriques est d'environ 0,05 mm. Les dents d'un des groupes statoriques sont décalées par rapport aux dents de l'autre groupe statorique d'environ un demi-pas.
Lorsqu'on applique une tension provenant d'une source extérieure et réglée par un transformateur aux bobines 16, les valeurs des courants passant par ces bobines changeront en fonction de la disposition mutuelle des dents du stator 13 et du rotor 9.
Les courants dans les bobines seront les mmes si, étant décalés d'un demi-pas, les groupes de dents du stator se trouvent en face des dents du rotor. Si cet état de choses est légèrement changé, c'est-à-dire si les dents du stator sont décalées par rapport aux dents du rotor, le courant augmentera dans l'une d'elles et diminuera dans l'autre. Etant donné que le stator et le rotor ont chacun 360 dents, pareil état de choses se répétera après/qO de tour, c'est-à-dire lorsque l'arbre aura tourné d'environ 0,50.
En utilisant un circuit en pont on peut comparer les courants dans les deux bobines et le microampèremètre branché dans la diagonale du pont indiquera zéro après chaque angle de rotation de l'arbre d'un demi-degré. Toutefois, le microampèremètre indiquera également zéro après llooo de tour, c'est-àdire lorsque l'arbre aura tourné d'un degré.
Etant donné que la plus haute précision est obtenue lorsque le rotor tourne d'un pas de dents, c'est-àdire au moment où les mmes positions relatives des dents du stator et du rotor se forment par les faces homonymes de profil des dents, respectivement lorsque l'arbre tourne d'un degré, on a prévu dans le dispositif diviseur un mécanisme supplémentaire qui met automatiquement hors circuit le microampèremètre lorsque l'arbre a tourné d'un demi-degré. Ce mécanisme comprend un pignon 17 calé sur l'arbre 1, un cliquet 18, fixé par articulation dans le support 19, et un ressort à contact 20.
Etant donné que le pignon 17 est taillé avec 360 dents, lors de la rotation de l'arbre d'un demi-degré, le cliquet 18 arrive dans un évidement entre les dents du pignon 17, le ressort à contact 20 recule et ouvre le circuit du microampèremètre.
L'arrt de l'arbre 1 dans une position prédéterminée est réalisé par un dispositif de freinage sans jeu qui comprend deux leviers 21, serrés sur le tambour de freinage 10 par un écrou 22 au moyen d'un tirant 23.
Pour assurer la division en fractions de degré, on utilise un mécanisme micrométrique à coin dont les chariots mobiles 24 et 25 se déplacent dans des directions perpendiculaires et sont montés dans le bâti du dispositif. Le déplacement du chariot 24 est réalisé par une vis micrométrique 26 qui tourne dans un écrou réglable 27. Sur le chariot 24 est suspendu, par un ressort à lame 28, un coin fendu 29 dont l'angle peut tre réglé par un boulon 30. Une face du coin est constamment appliquée par un ressort 31 contre un couple de sabots 32 et 33 présentant des embouts sphériques et rigidement solidaires du bâti du dispositif. Par sa seconde face, le coin glisse sur l'embout sphérique du sabot 33 rigidement lié au chariot 25. Le chariot 25 porte un ruban en acier 34 qui relie le chariot 25 au stator 13.
Lorsque la vis micrométrique 26 est tournée, le chariot 24 se déplace avec le coin 29, qui, en appuyant sur l'embout sphérique du sabot 33, fait déplacer le chariot 25 et, puisque ce dernier est relié par le ruban 34 au stator 13, ce stator non chargé tourne facilement dans ses paliers.
La division en fractions de degré a lieu de la façon suivante: en tournant la vis micrométrique 26, on fait tourner le stator 13 qui est alors décalé de l'angle requis et l'aiguille du microampèremètre qui était au zéro (nombre entier de degrés) se déplace car l'égalité des courants est détruite par le décalage des dents du stator par rapport aux dents du rotor.
On tourne ensuite l'arbre 1 du dispositif avec le rotor 9 dans le mme sens jusqu'au moment où 1' ai- guille du microampèremètre revient à zéro, c'est-àdire jusqu'au moment où les dents du rotor et celles du stator coïncident.
L'arbre du rotor tourne dans ce cas du mme angle dont on a précédemment tourné le stator, c'est-à-dire la division sera faite en fractions de degré (minutes et secondes).
Device for dividing a circle into a given number of parts
The object of the invention is a device for dividing a circle into a given number of parts and its aim is to create a device which is more precise than known induction dividing devices.
The device can be used for high precision division work, for angular measurements on precise limbs, verniers, dividing discs, toothed wheels, splined shafts, gauges, etc.
The device can be used either with a dividing head or with a dividing table, that is to say in a horizontal or vertical position of the rotor shaft of the device.
Induction dividing devices, having a rotor with two groups of teeth in magnetic material and a stator which surrounds the rotor, this stator also being provided with two groups of teeth in magnetic material offset in a group of half a pitch with respect to to the teeth of the other group, and carrying two inductance coils, forming with the teeth of the induction sensors angles of rotation of the rotor, connected in a bridge circuit, are already known.
However, these known devices do not have sufficient precision comparable to that of optical dividing devices, since they do not have means for ensuring the division in intervals of the pitch of the sensors.
In order to increase the division precision up to the precision ensured by optical devices, in the device for dividing circles according to the present invention, the stator is linked by a tie rod, for example in the form of a flexible strip, to a mechanism micrometric wedge which allows adjustment of fractions of a degree.
The aforementioned wedge can be partially or completely split in order to be able to vary the angle of the wedge during the correction of linear errors in the kinematic chains of the device.
The rotor shaft can carry a toothed wheel which meshes with an articulated pawl arranged on the frame, this pawl controlling the opening of the contacts of the circuit of a measuring device inserted in a bridge circuit.
The appended drawing shows, by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention.
Fig. 1 shows the kinematic chain of the device.
In order to reduce the rotation runout and increase the operating precision of the device,
The shaft 1 rotates in two bearings mounted in the frame of the device and each comprising two lower gibs which form a prism 2 at an angle of 900 and an upper gib 3 supported by a spring.
The shaft 1 is fixed, in the axial direction, by three springs 4 which, by means of a flange 5 and a stop 6, push a spherical support 7 of the shaft 1 against a slider 8 fixed in the built.
This arrangement virtually eliminates axial displacement.
The shaft 1 is integral with a rotor 9, a thinning drum 10 and a tangent wheel 11 actuated by a worm 12. The stator 13 of a sensor rotates in two bearings 14 mounted in a support 15 fixed to the frame.
On the inner surface of the stator 13 and on the outer surface of the rotor 9, made of magnetic material, is cut an identical number of teeth, for example 360, divided into two groups which, together with inductance coils 16, form two mechanisms independent induction. The clearance between the tops of the stator teeth and the rotor teeth is approximately 0.05 mm. The teeth of one of the stator groups are offset with respect to the teeth of the other stator group by about half a pitch.
When a voltage is applied from an external source and regulated by a transformer to the coils 16, the values of the currents flowing through these coils will change depending on the mutual arrangement of the teeth of the stator 13 and the rotor 9.
The currents in the coils will be the same if, being offset by half a pitch, the groups of teeth of the stator are located opposite the teeth of the rotor. If this state of affairs is changed slightly, that is, if the teeth of the stator are offset from the teeth of the rotor, the current will increase in one of them and decrease in the other. Since the stator and rotor each have 360 teeth, this will repeat itself after / qO of a revolution, i.e. when the shaft has turned about 0.50.
By using a bridge circuit one can compare the currents in the two coils and the microammeter connected in the diagonal of the bridge will indicate zero after each angle of rotation of the shaft of half a degree. However, the micro-ammeter will also indicate zero after a llooo turn, that is, when the shaft has turned one degree.
Given that the highest precision is obtained when the rotor turns by a pitch of teeth, that is to say at the moment when the same relative positions of the teeth of the stator and of the rotor are formed by the homonymous profile faces of the teeth, respectively when the shaft rotates by one degree, an additional mechanism has been provided in the divider device which automatically switches off the microammeter when the shaft has turned by half a degree. This mechanism comprises a pinion 17 wedged on the shaft 1, a pawl 18, fixed by articulation in the support 19, and a contact spring 20.
Since the pinion 17 is cut with 360 teeth, upon rotating the shaft half a degree, the pawl 18 enters a recess between the teeth of the pinion 17, the contact spring 20 moves back and opens the microammeter circuit.
The stopping of the shaft 1 in a predetermined position is achieved by a backlash-free braking device which comprises two levers 21, clamped on the brake drum 10 by a nut 22 by means of a tie 23.
To ensure the division into fractions of a degree, a micrometric wedge mechanism is used, the movable carriages 24 and 25 of which move in perpendicular directions and are mounted in the frame of the device. The movement of the carriage 24 is effected by a micrometric screw 26 which turns in an adjustable nut 27. On the carriage 24 is suspended, by a leaf spring 28, a split wedge 29, the angle of which can be adjusted by a bolt 30. One face of the wedge is constantly applied by a spring 31 against a pair of shoes 32 and 33 having spherical ends and rigidly integral with the frame of the device. By its second face, the wedge slides on the spherical end of the shoe 33 rigidly linked to the carriage 25. The carriage 25 carries a steel strip 34 which connects the carriage 25 to the stator 13.
When the micrometric screw 26 is rotated, the carriage 24 moves with the wedge 29, which, by pressing on the ball end of the shoe 33, moves the carriage 25 and, since the latter is connected by the tape 34 to the stator 13 , this unloaded stator turns easily in its bearings.
The division into fractions of a degree takes place as follows: by turning the micrometric screw 26, the stator 13 is rotated which is then offset by the required angle and the needle of the microammeter which was at zero (whole number of degrees ) moves because the equality of currents is destroyed by the offset of the teeth of the stator with respect to the teeth of the rotor.
The shaft 1 of the device is then rotated with the rotor 9 in the same direction until the moment when the needle of the microammeter returns to zero, that is to say until the moment when the teeth of the rotor and those of the stator coincide.
The rotor shaft turns in this case by the same angle with which the stator has previously been turned, ie the division will be made in fractions of a degree (minutes and seconds).