Appareil comportant un organe mobile destiné à exécuter avec une très grande précision un déplacement angulaire par rapport à son support. La présente invention a pour objet un appareil comportant un organe mobile des tiné à exécuter avec une très grande préci sion un déplacement angulaire par rapport à son support.
Selon l'invention, cet appareil est carac térisé par le fait que ledit organe peut alter nativement être bloqué dans ce support et être rendu solidaire d'un bras mobile dont l'extrémité libre forme touche mobile coopé rant avec une touche du support, une cale calibrée, correspondant à l'angle dont on veut faire tourner l'organe mobile, étant des tinée à être intercalée entre ces touches avant de rendre ledit organe solidaire du bras mo bile.
Après avoir bloqué l'organe mobile sur son support, on peut donc faire pivoter le bras d'un angle un peu plus grand que l'angle désiré de manière à pouvoir intercaler entre les touches fixe et mobile la cale cali brée, puis faire pivoter le bras en sens in verse, jusqu'à ce que la touche mobile entre en contact avec la cale calibrée et l'organe mobile du support pour le faire tourner exac tement de l'angle correspondant à la cale calibrée utilisée, en amenant en contact les touches précitées, la cale étant enlevée.
Sur le dessin annexé on a représenté, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'appareil selon l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective schématique d'un appareil très simple.
La fig. 2 est une vue de profil d'un divi seur de machine-outil.
La fig. â est une coupe partielle verticale longitudinale de l'appareil selon la fig. 2, sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 4.
La fig. 4 est une coupe transversale par tielle suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une vue de face d'une va riante d'une partie de l'appareil.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
Dans l'exemple que montre la fig. 1, l'organe mobile de l'appareil est constitué par l'arbre A qui peut être immobilisé sur le support B grâce à l'écrou de serrage C. L'arbre précité peut être rendu solidaire d'un bras D grâce à un écrou E qui serre la douille fendue du bras précité. L'extrémité libre du bras D forme touche mobile F coopé rant avec la touche fixe G solidaire du sup port B qui; dans ce cas, constitue le bâti de l'appareil.
Pour faire exécuter à l'arbre A un dépla cement angulaire déterminé, on commence, après avoir serré l'écrou C et après avoir des serré l'écrou E, par intercaler, entre la touche F du bras mobile D et la touche fixe G du bâti B, une cale calibrée H correspondant, par exemple, au sinus de l'angle dont on veut faire tourner l'arbre A.
On serre ensuite l'écrou E, puis on débloque l'écrou C et l'on amène la touche mobile F au contact de la touche fixe G. Ce mouvement communique à l'arbre A une rotation rigoureusement égale à l'angle dont on désire le faire. tourner, angle déterminé avec une. très grande préci sion par la cale calibrée H.
L'opération peut se répéter indéfiniment soit pour le même angle (auquel cas le dis positif se comporte comme un diviseur de très haute précision), soit par un angle diffé rent (avec une cale correspondante). On va maintenant décrire un diviseur de haute pré cision pour machine-outil (par exemple une machine à tailler les engrenages), diviseur représenté sur les fig. 2 à 4.
Dans cet exemple de réalisation, l'organe mobile de l'appareil est constitué par un arbre 1 qui peut être rendu solidaire du sup port 2 par le blocage de son cône 3 sur un cône femelle correspondant d'une douille 4 solidaire dudit support.
Le blocage précité s'obtient à l'aide d'un écrou 5 engagé sur un filetage correspondant de la douille 4 et qui comporte sur sa péri phérie une denture permettant de l'actionner à l'aide d'une vis sans fin 6 manouvrable de l'extérieur à l'aide de la manette 7.
Le mouvement de translation de l'écrou 5 pro voque le déplacement de bonshommes 8 agis sant sur une douille 9 (formant entretoise de réaction) qui est clavetée en 10 sur l'arbre 1 -et qui déplace ainsi légèrement l'arbre 1 dans le sens axial pour provoquer le serrage du cône 3 sur le cône femelle correspondant de la douille fixe 4.
Le bras mobile 11 est centré sur la douille 9 et peut tourner librement sur ladite douille tant qu'une pièce coulissante 12, manoeuvrée par un levier à came 13, ne vient pas pincer la collerette 9' de la douille 9. Le bras 11 peut, par contre, être solidarisé avec la douille 9 et, par conséquent, avec l'arbre 1 lorsqu'on manoeuvre le levier 13 pour blo quer le bras contre la collerette 9' précitée.
Les touches qui servent au déplacement angulaire de l'arbre 1 sont constituées par des demi-cylindres 14 pouvant tourner dans des logements semi-cylindriques ménagés, d'une part, dans le bras mobile 11 et, d'autre part, dans un bras fixe 2' solidaire du sup port 2. On peut faire glisser entre les demi- cylindres 14 des cales calibrées qui corres pondent à l'angle dont on fait tourner l'arbre.
Pour permettre la répétition du déplace ment angulaire de l'arbre d'un même angle en évitant l'usage à chaque déplacement de la cale calibrée, on a prévu sur l'appareil un dispositif répétiteur qui comporte un bras fileté 15 articulé en 16 sur le bras 2' du sup port 2. Le bras 15 porte un curseur 17 qui peut être bloqué sur ledit bras à l'aide d'un étrier 18 coopérant avec un écrou de serrage 18'. Le curseur 17 peut être relié sans jeu au bras mobile 11 par l'intermédiaire d'une cheville 19 s'engageant dans un trou du bras précité et dans l'orifice correspondant de la chape du curseur.
Lorsque le curseur est libéré (déblocage de l'écrou 18'), un écrou 20, engagé sur le bras fileté 15, permet de rapprocher avec précision les deux touches 14 jusqu'au mo ment où ces touches viennent en contact avec une cale de longueur<B>(ou</B> d'épaisseur) corres pondant à l'angle dont on désire faire tour ner l'arbre 1. A ce moment, la position du bras 11 est bien déterminée et il suffit, à l'aide de l'écrou 18' (tirant sur l'étrier 18), de bloquer le curseur 17 sur le bras 15.
Pour faire décrire à l'arbre 1 l'angle dé siré, il suffit d'enlever la cheville 19 et de faire pivoter le bras 11 en direction du bras fixe 2' jusqu'à ce que les touches soient en contact. Pour cette opération, on a eu soin. au préalable, de bloquer le bras 11 sur la douille 9 en abaissant le levier 13.
Une fois cette opération effectuée, on bloque l'arbre 1 par rapport au support 2, par la manoeuvre de la manette 7.
Pour communiquer à l'arbre 1 le même mouvement angulaire, on désolidarise le bras 11 d'avec la douille 9 et l'on ramène en arrière ledit bras mobile 11 jusqu'à ce que l'on puisse engager -la cheville 19 dans les orifices correspondants pour solidariser à nouveau le bras 11 avec le curseur 17 et ainsi de suite.
Pour contrôler exactement les positions de fin de course du bras 11, on a prévu un premier micromètre à cadran 21 qui, par l'intermédiaire d'un levier amplificateur 22 et d'une touche réglable 23, permet de s'as surer que le bras 11 est ramené à l'angle "zéro" lorsque les touches 14 sont en contact. L n autre micromètre à cadran 24 permet, par l'intermédiaire d'un levier amplificateur 25 et d'une touche 26, de s'assurer que le bras mobile 11 a. bien été ouvert de l'angle qui a été repéré une première fois.
L'ensemble que l'on vient de décrire peut pivoter par rapport au bâti B de l'appareil autour de l'axe X-X, grâce à des moyens analogues à ceux décrits précédemment. L'or gane mobile do ce pivotement est formé par le support 2 dudit ensemble, qui peut être alternativement bloqué dans le bâti B et être rendu solidaire du bras D par des moyens non représentés en détail. La touche Y est solidaire du bâti<I>b',</I> tandis que<I>Y'</I> est solidaire du bras mobile D tournant autour de l'axe X-X.
Par ce dispositif on peut donner au corps du diviseur une inclinaison appropriée quel conque par rapport au bâti. On n'a pas be soin de prévoir pour le déplacement angulaire du support autour de l'axe X-X un dispo sitif répétiteur analogue à celui qui a été décrit plus haut, quoiqu'un tel dispositif puisse être parfaitement envisagé.
Ce dispositif peut être appliqué égale ment à un plateau circulaire horizontal (pla teau porte-pièce) pouvant être rendu solidaire à. volonté de son support ou d'un bras mobile et pouvant être associé à un dispositif répé titeur du genre de celui décrit précédemment.
De même, le plateau pourrait être incliné, par rapport au bâti, d'un angle qui peut être mesuré de la même manière que celle indi quée ci-dessus.
Malgré la précision et les soins apportés à un déplacement, il est pratiquement impos sible d'éviter une très petite erreur. Il est en effet évident que, lorsqu'on répète un même déplacement angulaire, on ajoute chaque fois l'erreur qui a pu être commise initialement.
Or, dans la pratique industrielle, les dé placements angulaires correspondent géné ralement à une division exacte du cercle et l'on est souvent obligé de revenir au point de départ après un certain nombre de me sures.
On peut alors connaître l'erreur totale commise et la rectifier en incorporant à l'ap pareil un dispositif représenté par les fig. 5 et 6.
Cette vari!nte de l'appareil est essen tiellement caractérisée par la combinaison d'un curseur réglable par rapport à l'axe de l'organe mobile de l'appareil avec un index monté sur le bras pivotant de l'appareil, in dex qui. peut s'engager dans une encoche du curseur précité.
Comme on le voit sur les fig. 5 et 6, on prévoit, dans un disque 30 solidaire de l'arbre 1 (devant exécuter les différents mouvements de rotation dans le support), une rainure circulaire 31, dans laquelle peut se déplacer un (ou plusieurs) curseur 32; le bras pivotant 11 de l'appareil porte un index 33 (voir fig. 5) coulissant de façon à coopé rer avec le (ou les) curseur précité.
Ce dispositif fonctionne de la. manière suivante: lorsque, après avoir fait un nombre de déplacements angulaires suffisant pour que l'arbre 1 de l'appareil exécute un ou plu sieurs tours complets, on engage l'index 33 dans le curseur 32, ce qui produit un petit écart du bras pivotant 11. On peut alors lire sur le micromètre 21 correspondant à la partie fixe de l'appareil répétiteur la gran deur de cet écart qui est l'écart angulaire total, c'est-à-dire le produit de l'erreur uni taire initiale par le nombre total des dépla cements. Connaissant cet écart angulaire total, il devient facile de corriger l'erreur initiale.
Il peut se présenter des cas où un tour complet de l'organe rotatif 1 de l'appareil ne paraît pas suffisant pour faire ressortir l'er reur. Dans ce cas, il suffit de faire parcou rir audit organe rotatif plusieurs tours. Afin de répartir les erreurs possibles, et pour que l'erreur totale ne soit pas localisée entre la dernière et la première mesure, on fractionnera l'opération totale en éléments que l'on subdivisera ensuite. Pour cela, on disposera, sur un même disque 30 plusieurs curseurs 32.
Pour faire par exemple 120 divisions dans un tour complet, on peut faire d'abord 12 divisions pour subdiviser chacune d'elles en 10 divisions; les divisions en 10 sont con trôlables de la même manière que les divi sions en 12 par l'introduction de l'index 33 dans l'encoche d'un deuxième curseur (non représenté sur le dessin) bloqué, au préalable, lors de la division en 12.
Apparatus comprising a movable member intended to perform with very high precision an angular displacement relative to its support. The present invention relates to an apparatus comprising a movable member of the ends to be carried out with very great precision an angular displacement relative to its support.
According to the invention, this device is charac terized in that said member can alternatively be blocked in this support and be made integral with a movable arm, the free end of which forms a movable key cooperating with a key of the support, a calibrated wedge, corresponding to the angle at which we want to rotate the movable member, being tinée to be interposed between these keys before making said member integral with the movable arm.
After having blocked the movable member on its support, we can therefore rotate the arm by an angle a little greater than the desired angle so as to be able to insert the calibrated wedge between the fixed and mobile keys, then rotate the arm in reverse direction, until the movable button comes into contact with the calibrated wedge and the movable member of the support to rotate it exactly by the angle corresponding to the calibrated wedge used, bringing into contact the aforementioned keys, the wedge being removed.
The accompanying drawing shows, by way of example, embodiments of the apparatus according to the invention. Fig. 1 is a schematic perspective view of a very simple apparatus.
Fig. 2 is a side view of a machine tool divider.
Fig. â is a partial vertical longitudinal section of the apparatus according to FIG. 2, substantially along the line III-III of FIG. 4.
Fig. 4 is a partial cross section taken along the line IV-IV of FIG. 3. Fig. 5 is a front view of a variant of part of the apparatus.
Fig. 6 is a section taken along line VI-VI of FIG. 5.
In the example shown in fig. 1, the movable member of the device is constituted by the shaft A which can be immobilized on the support B thanks to the tightening nut C. The aforementioned shaft can be made integral with an arm D thanks to a nut E which tightens the split sleeve of the aforementioned arm. The free end of the arm D forms movable key F cooperating with the fixed key G integral with the support B which; in this case, constitutes the frame of the apparatus.
To make the shaft A perform a determined angular displacement, we begin, after having tightened the nut C and after having tightened the nut E, by inserting, between the key F of the mobile arm D and the fixed key G of the frame B, a calibrated shim H corresponding, for example, to the sine of the angle of which we want to rotate the shaft A.
The nut E is then tightened, then the nut C is released and the movable key F is brought into contact with the fixed key G. This movement communicates to the shaft A a rotation strictly equal to the angle at which we wishes to do so. turn, angle determined with a. very high precision by the calibrated H.
The operation can be repeated indefinitely either for the same angle (in which case the positive device behaves like a very high precision divider), or by a different angle (with a corresponding shim). We will now describe a high precision divider for a machine tool (for example a gear hobbing machine), the divider shown in FIGS. 2 to 4.
In this exemplary embodiment, the movable member of the apparatus consists of a shaft 1 which can be made integral with the support 2 by locking its cone 3 on a corresponding female cone of a socket 4 integral with said support.
The aforementioned blocking is obtained by means of a nut 5 engaged on a corresponding thread of the sleeve 4 and which has on its periphery a set of teeth allowing it to be actuated using a worm screw 6 which can be operated. from the outside using the joystick 7.
The translational movement of the nut 5 causes the movement of figures 8 acting on a bush 9 (forming a reaction spacer) which is keyed at 10 on the shaft 1 - and which thus slightly moves the shaft 1 in the axial direction to cause the tightening of the cone 3 on the corresponding female cone of the fixed sleeve 4.
The movable arm 11 is centered on the bush 9 and can rotate freely on said bush as long as a sliding part 12, operated by a cam lever 13, does not clamp the collar 9 'of the bush 9. The arm 11 can , on the other hand, be secured to the bush 9 and, consequently, to the shaft 1 when the lever 13 is operated to block the arm against the aforementioned collar 9 '.
The keys which serve for the angular displacement of the shaft 1 are formed by half-cylinders 14 which can rotate in semi-cylindrical housings formed, on the one hand, in the movable arm 11 and, on the other hand, in an arm fixed 2 'integral with the support 2. It is possible to slide between the half-cylinders 14 calibrated shims which correspond to the angle at which the shaft is rotated.
To allow the repetition of the angular displacement of the shaft by the same angle while avoiding the use on each displacement of the calibrated wedge, a repeater device is provided on the apparatus which comprises a threaded arm 15 articulated at 16 on the arm 2 'of the support 2. The arm 15 carries a slider 17 which can be blocked on said arm using a bracket 18 cooperating with a tightening nut 18'. The slider 17 can be connected without play to the movable arm 11 by means of a pin 19 engaging in a hole in the aforementioned arm and in the corresponding hole in the slider yoke.
When the slider is released (release of the nut 18 '), a nut 20, engaged on the threaded arm 15, makes it possible to bring the two keys 14 together with precision until the moment when these keys come into contact with a shim. length <B> (or </B> of thickness) corresponding to the angle of which it is desired to rotate the shaft 1. At this moment, the position of the arm 11 is well determined and it suffices, to Using the nut 18 '(pulling on the caliper 18), to block the slider 17 on the arm 15.
To make the shaft 1 describe the desired angle, it suffices to remove the pin 19 and rotate the arm 11 in the direction of the fixed arm 2 'until the keys are in contact. For this operation, we took care. first, block the arm 11 on the socket 9 by lowering the lever 13.
Once this operation has been carried out, the shaft 1 is blocked relative to the support 2, by the operation of the handle 7.
To impart the same angular movement to the shaft 1, the arm 11 is separated from the sleeve 9 and said movable arm 11 is brought back until it is possible to engage the pin 19 in the Corresponding orifices for securing the arm 11 again with the slider 17 and so on.
To precisely control the end-of-travel positions of the arm 11, a first dial micrometer 21 is provided which, by means of an amplifier lever 22 and an adjustable key 23, makes it possible to ensure that the arm 11 is returned to the "zero" angle when the keys 14 are in contact. The other dial micrometer 24 makes it possible, by means of an amplifier lever 25 and a key 26, to ensure that the movable arm 11 a. well been opened from the angle which was spotted the first time.
The assembly which has just been described can pivot relative to the frame B of the apparatus around the X-X axis, by means of means similar to those described above. The mobile organ of this pivoting is formed by the support 2 of said assembly, which can be alternately blocked in the frame B and be made integral with the arm D by means not shown in detail. The Y key is integral with the frame <I> b ', </I> while <I> Y' </I> is integral with the mobile arm D rotating around the X-X axis.
By this device it is possible to give the body of the divider an appropriate inclination whatever with respect to the frame. There is no need to provide for the angular displacement of the support around the X-X axis a repeater device similar to that which has been described above, although such a device could be perfectly envisaged.
This device can also be applied to a horizontal circular plate (workpiece plate) which can be made integral with. will of its support or of a movable arm which can be associated with a repeater device of the type described above.
Likewise, the plate could be inclined, relative to the frame, at an angle which can be measured in the same way as that indicated above.
Despite the precision and care taken in moving, it is practically impossible to avoid a very small error. It is in fact obvious that, when the same angular displacement is repeated, each time the error which may have been made initially is added.
However, in industrial practice, angular displacements generally correspond to an exact division of the circle and one is often obliged to return to the starting point after a certain number of measurements.
It is then possible to know the total error committed and to rectify it by incorporating into the apparatus a device represented by FIGS. 5 and 6.
This variant of the apparatus is essentially characterized by the combination of an adjustable slider relative to the axis of the movable member of the apparatus with an index mounted on the pivoting arm of the apparatus, in dex who. can engage in a notch of the aforementioned cursor.
As seen in Figs. 5 and 6, there is provided, in a disc 30 integral with the shaft 1 (which has to perform the various rotational movements in the support), a circular groove 31, in which one (or more) cursor 32 can move; the pivoting arm 11 of the apparatus carries an index 33 (see FIG. 5) sliding so as to cooperate with the aforementioned slider (s).
This device works from the. as follows: when, after having made a sufficient number of angular movements for the shaft 1 of the device to perform one or more complete revolutions, the index 33 is engaged in the cursor 32, which produces a small deviation of the pivoting arm 11. We can then read on the micrometer 21 corresponding to the fixed part of the repeater apparatus the size of this difference which is the total angular difference, that is to say the product of the error united initial value by the total number of trips. Knowing this total angular deviation, it becomes easy to correct the initial error.
There may be cases where a complete turn of the rotary member 1 of the apparatus does not appear sufficient to bring out the error. In this case, it suffices to run said rotary member through several turns. In order to distribute the possible errors, and so that the total error is not located between the last and the first measurement, the total operation will be divided into elements which will then be subdivided. To do this, several cursors 32 will be placed on the same disc 30.
To make for example 120 divisions in a complete turn, one can first make 12 divisions to subdivide each one of them into 10 divisions; the divisions in 10 can be controlled in the same way as the divisions in 12 by inserting the index 33 into the notch of a second cursor (not shown in the drawing) blocked beforehand during the division into 12.