Palier amortisseur de chocs pour appareils de précision autres que ceux appartenant au domaine de la technique de la mesure du temps L'objet de la présente invention est un palier amortisseur de chocs pour appareils de précision autres que ceux appartenant au domaine de la tech nique de la mesure du temps, comprenant une pierre destinée à recevoir un pivot et mobile au moins axialement à l'intérieur d'un corps de palier contre l'action d'un organe élastique agissant axialement et appuyant ladite pierre sur ledit pivot lorsque ce dernier se trouve dans sa position normale.
On sait que des appareils de précision tels, par exemple, que des galvanomètres ou d'autres instru ments de mesure, qui sont destinés à l'équipement de bateaux ou d'avions, doivent être capables de résis ter à des vibrations extrêmement violentes, soumet tant les différentes pièces de ces instruments à des accélérations qui peuvent atteindre cent fois celle de la pesanteur.
Habituellement, les paliers dont sont pourvus ces instruments comprennent une pierre qui est maintenue dans sa position normale par un organe élastique, contre l'action duquel la pierre peut se mouvoir, lorsque le pivot supporté par cette pierre subit un déplacement axial. En général, on monte ces paliers de façon que la pierre appuie normale ment contre une butée et que le pivot présente un certain ébat axial afin de pouvoir tourner librement.
La pierre et l'équipage mobile dont le pivot est sup porté par cette pierre constituent alors des éléments mobiles indépendants l'un de l'autre et il peut arri ver que sous l'effet des chocs ou des impulsions aux quels ils sont soumis ils vibrent indépendamment l'un de l'autre, ce qui peut amener des chocs entre la pierre et le pivot, ces chocs étant alors plus vio lents que si la pierre était absolument rigide par rap port au palier. Il en résulte des ruptures de pivots ou tout au moins une usure prématutée de ces der niers.
On a déjà proposé, pour remédier à cet inconvé nient, de supprimer l'ébat axial des pivots en dimen sionnant l'organe élastique de telle façon que lors que le pivot se trouve dans sa position normale, la pierre se trouve pincée entre le pivot et l'organe élastique. Ce dernier est donc sous tension lorsque la pierre et le pivot sont dans leur position normale, et cette tension s'exerce, par l'intermédiaire de la pierre, sur le pivot. L'écart entre ladite position nor male de la pierre et celle qu'elle occupe dans le pa lier sous l'action dudit organe élastique avant que le pivot ne soit introduit dans le palier est appelé ébat négatif.
Dans ce cas de pivotement avec ébat néga tif, la pierre et l'équipage mobile de l'instrument sont alors constamment en contact et vibrent toujours en synchronisme, ce qui évite tout martèlement entre la pierre et le pivot. Pour réaliser de tels paliers, on a notamment proposé de loger dans le corps de palier une membrane de caoutchouc ou de matière synthétique élastique, agissant sur un organe cédant supportant la pierre.
Toutefois, pour éviter que les écarts axiaux des pivots sous l'effet des accélérations maxima que su bit l'équipage mobile ne deviennent trop importants, on est amené à donner à l'organe élastique une ten sion initiale qui, pour la position normale du pivot, est déjà relativement forte.
Comme le pivot ne peut pas appuyer contre la pierre en un seul point seule ment, mais présente toujours une certaine surface de contact avec la face interne du logement conique de la pierre, cette dernière exerce sur le pivot du fait de la tension initiale de l'organe élastique, un cer tain couple de freinage qui a une valeur d'autant plus grande que ladite tension initiale est plus forte. Ce couple de freinage dépend aussi du coefficient de frottement entre la matière du pivot et celle de la pierre et, pour le diminuer, on a aussi proposé d'utiliser des pivots en pierre synthétique. Toutefois la réduction du couple de freinage que l'on obtient de cette façon n'est pas suffisante.
D'autre part, la faible résilience de la pierre synthétique et la forme très allongée des pivots augmentent les risques de rupture de ces éléments.
Le but de la présente invention est de créer un palier amortisseur de chocs qui comprenne un organe élastique dont la tension initiale puisse être ajustée à une valeur aussi faible que possible, sans que les écarts axiaux de la pierre sous l'effet d'une accélération maximum ne dépassent une valeur don née.
Pour cela, le palier selon l'invention comprend un second organe élastique plus rigide que le pre mier et capable d'agir sur ladite pierre dans le même sens que lui, lorsque l'écart de cette dernière par rapport à sa position normale est supérieur à une valeur donnée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et deux variantes du palier selon l'invention-.
La fig. 1 est une coupe axiale de ladite forme d'exécution ; la fig. 2 un schéma des caractéristiques de fonc tionnement de certains éléments dudit palier ; la fig. 3 une coupe axiale partielle de la première variante, et la fig. 4 une coupe axiale partielle de la seconde variante.
Le palier représenté à la fig. 1 comprend un corps de palier 1 de forme cylindrique, dans lequel est pratiqué un logement 3, coaxial au corps de pa lier 1 et ouvert vers le bas. La face latérale du corps 1 est filetée de façon à permettre la fixation du pa lier à un support par vissage. Une fente 2, pratiquée dans la face supérieure du corps de palier 1, permet la mise en place de ce dernier au moyen d'un tourne vis.
Une rondelle annulaire 4, sertie dans la partie inférieure du corps de palier 1, ferme le logement 3 en partie. Dans l'ouverture de cette rondelle 4 est engagé le pivot supérieur 9 d'un arbre 10 constituant une partie de l'équipage mobile de l'instrument dans lequel le palier décrit est monté. Un organe cédant 5, présentant une face latérale 6 cylindrique dont les dimensions sont ajustées à celles de la face cylin drique du logement 3, peut se déplacer axialement à l'intérieur du corps 1, dans lequel il est guidé par la face interne cylindrique de ce corps.
Une pierre 7, également de forme cylindrique et présentant un logement conique 8 destiné à recevoir le pivot 9, est soutenue par l'organe cédant 5. A cet effet, cet or gane présente à sa partie inférieure un logement dé limité par une face circulaire plane 11 et par une face tronconique 12 d'ouverture dirigée vers le bas. La pierre 7 présente une face supérieure 13, plane et circulaire et une face latérale cylindrique 14, ces faces se raccordant l'une à l'autre par une zone an nulaire arrondie qui, lorsque la face plane 13 de la pierre 7 repose contre la face 11 de l'organe 5, est tangente, sur toute sa longueur, à la face tronconi que 12 de l'organe cédant 5.
Un ressort à boudin 15, prenant appui, d'une part, contre un épaulement annulaire 20 formant une partie du fond du logement 3, et, d'autre part, con tre un épaulement annulaire 19 de l'organe cédant 5, exerce constamment sur ce dernier une force axiale dirigée vers le bas. La longueur de ce ressort 15 est déterminée de telle façon que lorsque le pivot 9 est en position normale, la pierre 7 est pincée entre le pivot 9 et l'organe cédant 5. La face 13 de la pierre 7 appuie alors contre la face 11 de l'organe cédant.
Si le palier est soumis à une accélération radiale ou subit un choc dans cette direction, la pierre 7, et par conséquent le pivot 9, peuvent se déplacer ra- dialement par rapport à l'organe cédant 5 jusqu'à ce que le pivot 9 bute contre la rondelle 4. Pendant ce déplacement, le bord arrondi de la pierre 7 glisse le long de la face tronconique 12 et la pierre 7 arrive finalement dans une position oblique par rapport à l'axe du palier. Mais sous l'effet de la force du res sort 15, la pierre 7 glisse à nouveau sur la face tron conique 12 et revient automatiquement dans sa posi tion normale, dans laquelle sa face 13 est en con tact avec la face 11.
Le palier décrit comprend un second ressort à boudin 18 engagé dans le corps de palier 1 coaxia- lement au ressort 15. Ce ressort 18 a un diamètre inférieur à celui du ressort 15. Il est plus rigide. L'une de ses extrémités repose sur un épaulement 17 de l'organe 5, qui est coaxial à l'épaulement 19, qui présente un diamètre plus petit et qui est situé plus bas que lui. L'autre extrémité du ressort 18 est normalement libre. Toutefois, elle peut buter contre un épaulement 16 du corps de palier qui forme la partie centrale du fond du logement 3.
Dans le palier représenté à la fig. 1, les positions de l'organe cédant 5 et de la pierre 7 sont telles que le ressort 18 est en contact avec les épaulements 16 et 17 sans toutefois être armé.
En traits mixtes sont représentées les positions normales de la pierre 5 et du pivot 9. Le graphique de la fig. 2 représente les caractéristiques de fonc tionnement des ressorts 15 et 18. Sur cette figure, les forces axiales qui s'exercent sur le pivot 9 sont représentées en abscisses et les écarts axiaux dudit pivot sont représentés en ordonnées.
Comme on le voit en comparant les fig. 1 et 2, lorsque le pivot 9 se trouve en position normale, c'est-à-dire lorsque l'arbre 10 n'est soumis à aucune force extérieure, la pierre 5 est pincée entre le pi vot 9 et l'organe cédant 5. Le pivot 9 supporte une force axiale qui est égale à l'abscisse d'ordonnée zéro de la droite A1 de la fig. 2. On peut choisir la caractéristique du ressort 15 ainsi que ses dimensions de telle façon que cette force soit extrêmement fai- blé. Elle peut être choisie égale à quatre grammes, par exemple, pour un équipage pivoté pesant de un à 2 grammes.
Afin que le ressort 15 maintienne alors la pierre 7 toujours en contact avec le pivot 9, il est nécessaire que la droite Al , représentant la carac téristique du ressort 15, soit très rapprochée de la verticale. De cette façon, l'ordonnée y d'abscisse zéro de cette droite est supérieure, en valeur absolue, à l'ébat négatif a du pivot 9, c'est-à-dire à la distance qui sépare la face inférieure de la pierre 7 de la face supérieure de la rondelle 4, quand la pierre 7 est dans sa position normale. Il s'ensuit que le res sort 15 est encore armé quand la pierre 7 repose sur la rondelle 4.
Il tient par conséquent la pierre 7 dans une position déterminée au corps de palier 1, même quand aucun mobile n'est monté dans ce palier.
Lorsque l'arbre 10 subit un choc ou une impul sion relativement faible qui lui imprime un mouve ment vers le haut, par rapport au corps de palier 1, il se déplace tout d'abord d'une quantité relative ment grande, en raison de la caractéristique A1 du ressort 15. Toutefois, dès que le pivot 9 est parvenu dans la position représentée en traits pleins dans la fig. 1, le ressort 18 commence à être comprimé. Comme ce ressort 18 est plus rigide que le ressort 15, la caractéristique combinée A des deux ressorts est beaucoup moins inclinée sur l'horizontale.
On voit donc que le pivot 9, dès que son écart par rap port à sa position normale dépasse la valeur Cl où le second ressort entre en action, est retenu d'une fa çon beaucoup plus énergique. L'arbre 10 présente un épaulement 21 qui, dans la position représentée en traits pleins à la fig. 1, est situé à une distance Cz de la rondelle 4. Cette dernière forme une butée axiale et limite les déplacements possibles du pivot 9 vers le haut contre l'action des deux ressorts 15 et 18.
A la fig. 2, on a encore représenté, en traits in terrompus, la caractéristique Ao du ressort d'un pa lier habituel à ébat positif. Comme on le voit à cette figure, un pivot supporté par un palier avec un ébat positif peut se déplacer librement sur une distance x représentant ledit ébat positif, avant que le ressort n'entre en action.
La comparaison des lignes Ao avec les lignes A-Al montre que, dans le palier décrit, lorsque l'écart axial du pivot atteint sa valeur maximum, la force axiale qu'il supporte est moins grande que dans un palier usuel à ébat positif. D'autre part, comme la pierre 7 est constamment en contact avec le pivot 9, elle ne risque pas de vibrer indépendam ment de ce pivot comme c'est le cas avec les paliers à ébat positif. Enfin, la force axiale qui s'exerce sur le pivot en position normale est extrêmement faible. Elle peut être réduite à une valeur de quelques grammes.
Le palier décrit présente encore un autre avan tage. En effet, comme la caractéristique globale du palier est une ligne brisée, ce palier ne peut pas être le siège de phénomènes de résonance, comme les paliers usuels dont la caractéristique est linéaire. Or, ces phénomènes de résonance peuvent être extrê mement gênants lorsque ces paliers équipent des ap- pareils qui sont soumis à des vibrations dont la fré quence est égale à un multiple de la fréquence pro pre de l'équipage mobile suspendu audit ressort.
En effet, lorsque de telles vibrations se produisent l'équipage mobile de l'appareil peut alors vibrer en résonance avec elles. Ses vibrations propres peuvent atteindre une très grande amplitude et conduire à une détérioration rapide du palier. Grâce au fait que la caractéristique du palier décrit est brisée, l'équipage mobile ne possède pas de fréquence propre de vi bration. Il ne peut donc pas entrer en résonance.
Dans la variante représentée à la fig. 3, le fond du corps de palier 1a est constitué par un bouchon 22 vissé dans un anneau fileté 23, engagé lui-même dans un taraudage du corps de palier 1a. On peut ainsi tarer les ressorts 15 et 18 indépendamment l'un de l'autre.
Enfin, dans la variante représentée à la fig. 4, l'organe cédant Sa présente une portion de paroi cylindrique 24 qui entoure l'épaulement 19a et qui maintient les spires du ressort 15 à une certaine dis tance de la face cylindrique du logement 3 de façon à éviter le frottement de ce ressort contre cette face.
Cette solution permet par ailleurs de loger, dans un corps de palier de dimensions et en particulier de longueur donnée, un ressort 15 plus long, c'est-à- dire plus souple, sans avoir pour autant à réduire la surface de guidage de l'organe cédant à l'intérieur du logement 3.
D'autres formes d'exécution du palier faisant l'objet de la présente invention peuvent encore être réalisées. Ainsi, au lieu de l'un des ressorts 15 ou 18, on pourrait utiliser un organe élastique constitué par un paquetage en caoutchouc ou en matière synthé tique.
On sait en effet que le caoutchouc et certains élastomères connus présentent sur les ressorts l'avan tage d'avoir une caractéristique élastique incurvée, de sorte que ces paquetages peuvent exercer sur la pierre une force relativement faible lorsque cette der nière se trouve dans sa position normale, mais qui augmente d'autant plus rapidement que la pierre s'écarte plus de ladite position. De tels paquetages, ayant des caractéristiques différentes, pourraient mê me remplacer les deux ressorts.