Dispositif de rattrapage automatique du jeu angulaire
entre deux organes coaxiaux accouplés
Dans certaines constructions de précision, notamment dans les micromètres, se pose le problème d'assurer un accouplement sans jeu angulaire entre deux organes coaxiaux accouplés (par exemple le tambour et la vis d'un micromètre). Comme en pratique un jeu si faible soit-il est inévitable, son caractère nuisible à la précision fait que le rattrapage automatique de ce jeu, quel qu'il soit, est souhaitable.
La présente invention vise à fournir une solution simple et efficace de ce problème. Elle a pour objet un dispositif de rattrapage automatique du jeu angulaire entre deux organes coaxiaux accouplés tels que le tambour et la vis d'un micromètre. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte, pour assurer la liaison entre ces deux organes, un mécanisme d'accouplement comportant deux pièces polygonales engagées pour glisser longitudinalement et sans jeu angulaire, dans un trou polygonal de même forme d'une pièce coaxiale, ces deux pièces polygonales étant angulairement solidaires de l'un des deux organes susdits et la pièce coaxiale présentant le trou polygonal étant solidaire de l'autre de ces deux organes, caractérisé en outre en ce que ces deux pièces polygonales sont normalement décalées angulairement l'une par rapport à l'autre lorsque,
avant le montage, elles ne sont pas engagées dans ledit trou polygonal, I'une au moins de ces pièces polygonales étant portée par un organe de torsion coaxial, pour que cet organe de torsion soit sous tension lorsque les deux pièces polygonales sont engagées dans le trou polygonal, cette tension assurant le rattrapage automatique du jeu angulaire susdit.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, appliquée au cas d'un micromètre.
La fig. 1 est une vue d'ensemble, en coupe longitudinale axiale, du micromètre.
La fig. 2 est une vue en coupe selon 2-2 de la fig. 1, mais à plus grande échelle.
La fig. 3 est une même vue en coupe axiale que la fig. 1, mais à plus grande échelle et montrant plus clairement une partie de cette fig. 1.
La fig. 4 est une vue selon 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe selon 5-5 de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue explosée, en perspective, du dispositif selon les fig. 3 à 5.
On a représenté en 1 le corps d'un micromètre dont on voit la touche fixe en 2 et la touche mobile en 3.
Cette dernière est solidaire de l'extrémité libre de la tige filetée 4 du micromètre, dont on voit la partie filetée 5 traversant un écrou 6 fixe par rapport au bâti 1.
On décrira plus loin en détail la disposition particulière de cet écrou.
On voit en 7 le tambour du micromètre, qui tourne, d'une part, directement sur le corps 1, en 8, et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une couronne de billes 10, sur une extension 9 de ce corps. Ce tambour est solidaire d'une pièce creuse 11 et d'un bouton d'actionnement moleté 12. La vis 4 est mise en rotation, lorsqu'on fait tourner le tambour 7, par l'intermédiaire d'un mécanisme d'accouplement 13 représenté en détail sur les fig.
3 à 6.
Revenant aux fig. 1 et 2, l'écrou 6 est constitué par un anneau coupé sur toute sa longueur et toute son épaiseur, par une fente 14. Cet anneau est fileté intérieurement pour coopérer avec la vis 4, à l'intérieur d'une partie de l'extension 9 du corps 1 formant gaine pour cet anneau. Cet anneau fendu constitue une douille élastique présentant deux parties de révolution 16, 17, une à chaque extrémité, obliques (par exemple coniques) par rapport à l'axe de cette douille qui est aussi l'axe de la vis 4. Ces deux parties 16, 17 sont d'inclinaison inverse l'une de l'autre. La partie 16 coopère avec une surface d'appui correspondante de la gaine 9 contre laquelle elle est constamment appliquée. La partie 17 coopère avec une surface d'appui correspondante d'un organe de serrage à position réglable axialement par rapport à la gaine 9.
Cet organe de serrage est constitué par un anneau 18 fileté extérieurement et se vissant dans un taraudage intérieur 15 de la gaine 9. En vissant progressivement l'anneau 18 dans la gaine 9, on provoque une compression axiale croissante de la douille 6.
Du fait de l'obliquité des surfaces d'appui 16, 17, cette pression axiale se traduit par une compression radiale de la douille 6, qui est élastique. Or, cette douille présente, en plus de la fente 14 déjà citée et qui la coupe en un endroit, plusieurs fentes auxiliaires 19, 20, 21, 22 et 23, s'étendant chacune sur une partie de son épaisseur. On voit sur la fig. 2 que ces fentes auxiliaires ont une profondeur qui va en diminuant avec l'augmentation de leur distance à la fente 14. Ces fentes auxiliaires sont disposées régulièrement et symétriquement par rapport au plan diamétral passant par la fente 14. Les fentes auxiliaires 19 et 20, les plus proches de 14, sont les plus profondes. Les fentes 21 et 22, plus éloignées, sont moins profondes. La fente 23, la plus éloignée de 14, est la moins profonde de toutes.
La fente 14 et les fentes auxiliaires sont parallèles à l'axe commun de la vis 4 et de l'écrou 6.
Grâce à cette disposition particulière de la douille 6, on obtient en vissant l'anneau fileté 18 un serrage radial de la douille formant écrou, sur la vis 4, pratiquement uniforme sur tout le pourtour de cette vis. Ainsi se trouve réalisée la condition nécessaire pour assurer un rattrapage correct du jeu pouvant exister ou se manifester avec le temps, entre la vis 4 et son écrou 6.
On va décrire maintenant le mécanisme d'accouplement 13 dont il a été question plus haut.
La pièce 11 (fig. 1 et 6) solidaire du tambour 7 présente un trou central 24 de section droite polygonale, carrée dans cet exemple.
La tige filetée 4 est angulairement solidaire de deux pièces polygonales correspondantes, donc carrées, 25 et 26, que l'on voit sur la fig. 1 engagées dans le trou 24, tandis que les fig. 3 à 6 montrent ces pièces polygonales hors de ce trou.
L'extrémité de la tige 4 opposée à la touche mobile 3 présente un trou axial 27 dont le fond 28 est conique.
Cette extrémité creuse présente deux fentes longitudinales 29, 30, diamétralement opposées, ouvertes à l'une de leurs extrémités.
La pièce carrée 25 est venue de fabrication avec une partie tubulaire 31 traversée diamétralement, à proximité de son extrémité libre, par un axe 32 dont elle est solidaire et dont les extrémités font saillie et sont prévues pour s'engager sans jeu appréciable, chacune dans l'une des fentes 29 et 30. Une bille 33 est logée dans la partie conique 28 et l'axe 32 vient appuyer sur elle lorsque les différentes parties sont en place, comme montré notamment sur les fig. 3 et 4.
L'extrémité creuse de 4 présente extérieurement deux entailles symétriques 34, 35 (fig. 5) dans lesquelles sont engagées les deux branches d'une pièce de retenue 36 constituée par un fil d'acier en forme de U. Cette pièce 36 retient Faxe 32 dans les fentes 29, 30, tout en laissant à cet axe un ébat sensible dans le sens de la longueur de la tige 4. On voit que, par cette disposition, la pièce carrée 25 jouit, dans certaines limites, de deux degrés de liberté: d'une part elle peut tourner autour de l'axe géométrique de l'axe 32; d'autre part cet axe 32 peut osciller dans le plan des fentes 29, 30. On a donc un montage du genre cardan.
Quant à la pièce carrée 26, elle est venue de fabrication avec une tige centrale 37 qui, comme on le verra plus loin, est appelée à former barre de torsion.
Cette tige 37 est solidaire, au voisinage de son extrémité libre, d'un axe transversal 38 identique à l'axe 32 et prévu comme celui-ci, pour que ses deux extrémités s'engagent sans jeu appréciable, chacune dans l'une des fentes 29, 30. Cet axe passe, avec un jeu notable, à travers deux trous 39, 40 de la partie tubulaire 31. Ces deux trous assurent la retenue de l'axe 38 dans les fentes 29, 30, tout en permettant une certaine oscillation de cet axe dans le plan des deux fentes en question. On voit que la pièce carrée 26 est donc montée elle aussi, dans certaines limites, à la cardan.
Mais on voit aussi sur la fig. 4 surtout, qu'à l'état libre les pièces carrées 25, 26 sont angulairement déca lées de quelques degrés l'une par rapport à l'autre. En outre, on prévoira avec avantage que la pièce 26, 37 soit en matière plastique, de façon que la tige 37 puisse subir sans difficulté, sous l'effet de forces modérées, une torsion de quelques degrés.
Pour introduire les deux pièces 25, 26 dans le trou carré, il est nécessaire de les amener à coïncider, c'està-dire à faire disparaître leur décalage angulaire visible notamment sur la fig. 4, et cela en donnant une torsion élastique à la tige 37. Cette tige ou barre de torsion 37 est donc sous tension lorsque les deux pièces carrées sont engagées dans le trou carré et cette tension assure le rattrapage automatique de tout jeu angulaire entre la vis 4 et le tambour 7, 11.
Si la coaxialité entre la vis 4 et le tambour 7, 1 1 n'est pas rigoureuse, le montage des pièces carrées tel qu'il a été décrit, avec deux degrés de liberté dans les limites de mouvement possible, assure la transmission parfaite du mouvement angulaire entre le tambour et la vis, sans jeu.
I1 est clair que les pièces polygonales 25, 26 pourraient être d'une forme autre que carrée. I1 suffit que cette forme soit non circulaire et que le trou 24 soit de section droite correspondante pour que l'entraînement angulaire de ces pièces et leur glissement à l'intérieur de 24 soient assurés.
Angular backlash automatic adjustment device
between two coupled coaxial members
In certain precision constructions, especially in micrometers, the problem arises of ensuring coupling without angular play between two coupled coaxial members (for example the drum and the screw of a micrometer). As in practice a game however weak it is inevitable, its detrimental character to the precision makes that the automatic catching up of this game, whatever it is, is desirable.
The present invention aims to provide a simple and effective solution to this problem. It relates to a device for automatic adjustment of the angular play between two coupled coaxial members such as the drum and the screw of a micrometer. This device is characterized in that it comprises, to ensure the connection between these two members, a coupling mechanism comprising two polygonal parts engaged to slide longitudinally and without angular play, in a polygonal hole of the same shape of a coaxial part. , these two polygonal pieces being angularly integral with one of the aforementioned two members and the coaxial piece having the polygonal hole being integral with the other of these two members, further characterized in that these two polygonal pieces are normally offset angularly l 'in relation to each other when,
before assembly, they are not engaged in said polygonal hole, at least one of these polygonal pieces being carried by a coaxial torsion member, so that this torsion member is under tension when the two polygonal pieces are engaged in the polygonal hole, this tension ensuring the automatic adjustment of the aforesaid angular play.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention, applied to the case of a micrometer.
Fig. 1 is an overall view, in axial longitudinal section, of the micrometer.
Fig. 2 is a sectional view along 2-2 of FIG. 1, but on a larger scale.
Fig. 3 is the same view in axial section as in FIG. 1, but on a larger scale and showing more clearly part of this fig. 1.
Fig. 4 is a view along 4-4 of FIG. 3.
Fig. 5 is a sectional view along 5-5 of FIG. 3.
Fig. 6 is an exploded perspective view of the device according to FIGS. 3 to 5.
1 shows the body of a micrometer, the fixed key of which can be seen at 2 and the movable key at 3.
The latter is integral with the free end of the threaded rod 4 of the micrometer, the threaded part of which can be seen 5 passing through a nut 6 which is fixed relative to the frame 1.
The particular arrangement of this nut will be described in detail later.
We see at 7 the drum of the micrometer, which rotates, on the one hand, directly on the body 1, in 8, and, on the other hand, by means of a ring of balls 10, on an extension 9 of this body. This drum is integral with a hollow part 11 and a knurled actuating button 12. The screw 4 is rotated, when the drum 7 is rotated, by means of a coupling mechanism 13. shown in detail in FIGS.
3 to 6.
Returning to fig. 1 and 2, the nut 6 consists of a ring cut over its entire length and its entire thickness, by a slot 14. This ring is internally threaded to cooperate with the screw 4, inside part of the extension 9 of the body 1 forming a sheath for this ring. This split ring constitutes an elastic sleeve having two parts of revolution 16, 17, one at each end, oblique (for example conical) with respect to the axis of this sleeve which is also the axis of the screw 4. These two parts 16, 17 are tilted opposite to each other. Part 16 cooperates with a corresponding bearing surface of sheath 9 against which it is constantly applied. Part 17 cooperates with a corresponding bearing surface of a clamping member with an axially adjustable position relative to the sheath 9.
This clamping member is formed by a ring 18 threaded on the outside and screwed into an internal thread 15 of the sheath 9. By gradually screwing the ring 18 into the sheath 9, increasing axial compression of the sleeve 6 is caused.
Due to the obliquity of the bearing surfaces 16, 17, this axial pressure results in radial compression of the sleeve 6, which is elastic. However, this sleeve has, in addition to the slot 14 already mentioned and which cuts it in one place, several auxiliary slots 19, 20, 21, 22 and 23, each extending over a part of its thickness. It is seen in fig. 2 that these auxiliary slots have a depth which decreases with the increase in their distance from the slot 14. These auxiliary slots are arranged regularly and symmetrically with respect to the diametral plane passing through the slot 14. The auxiliary slots 19 and 20, those closest to 14 are the deepest. The slits 21 and 22, which are further away, are shallower. Slot 23, the furthest from 14, is the shallowest of all.
The slot 14 and the auxiliary slots are parallel to the common axis of the screw 4 and the nut 6.
Thanks to this particular arrangement of the sleeve 6, by screwing the threaded ring 18, a radial tightening of the sleeve forming a nut, on the screw 4, is obtained which is practically uniform over the entire periphery of this screw. The necessary condition is thus fulfilled to ensure correct adjustment of the play that may exist or appear over time, between the screw 4 and its nut 6.
The coupling mechanism 13 which was discussed above will now be described.
The part 11 (fig. 1 and 6) integral with the drum 7 has a central hole 24 of polygonal cross section, square in this example.
The threaded rod 4 is angularly integral with two corresponding polygonal pieces, therefore square, 25 and 26, which can be seen in FIG. 1 engaged in the hole 24, while fig. 3 to 6 show these polygonal pieces out of this hole.
The end of the rod 4 opposite the movable key 3 has an axial hole 27, the bottom 28 of which is conical.
This hollow end has two longitudinal slots 29, 30, diametrically opposed, open at one of their ends.
The square part 25 has come from manufacture with a tubular part 31 traversed diametrically, near its free end, by a pin 32 which it is integral with and whose ends project and are designed to engage without appreciable play, each in one of the slots 29 and 30. A ball 33 is housed in the conical part 28 and the pin 32 presses on it when the different parts are in place, as shown in particular in FIGS. 3 and 4.
The hollow end of 4 has two symmetrical notches 34, 35 (FIG. 5) on the outside in which the two branches of a retaining part 36 formed by a U-shaped steel wire are engaged. This part 36 retains the axle. 32 in the slots 29, 30, while leaving this axis a substantial part in the direction of the length of the rod 4. It can be seen that, by this arrangement, the square part 25 enjoys, within certain limits, two degrees of freedom: on the one hand it can rotate around the geometric axis of axis 32; on the other hand, this axis 32 can oscillate in the plane of the slots 29, 30. We therefore have an assembly of the cardan type.
As for the square part 26, it came from manufacture with a central rod 37 which, as will be seen below, is called to form a torsion bar.
This rod 37 is integral, in the vicinity of its free end, with a transverse axis 38 identical to the axis 32 and provided like the latter, so that its two ends engage without appreciable play, each in one of the slots 29, 30. This pin passes, with significant play, through two holes 39, 40 of the tubular part 31. These two holes ensure the retention of the pin 38 in the slots 29, 30, while allowing a certain oscillation of this axis in the plane of the two slots in question. It can be seen that the square part 26 is therefore also mounted, within certain limits, with the gimbal.
But we also see in fig. 4 above all, that in the free state, the square pieces 25, 26 are angularly offset by a few degrees with respect to each other. In addition, provision will be made with advantage for the part 26, 37 to be of plastic material, so that the rod 37 can easily undergo, under the effect of moderate forces, a twist of a few degrees.
To introduce the two parts 25, 26 into the square hole, it is necessary to bring them to coincide, that is to say to make their angular offset visible in particular in FIG. 4, and this by giving an elastic torsion to the rod 37. This rod or torsion bar 37 is therefore under tension when the two square parts are engaged in the square hole and this tension ensures the automatic adjustment of any angular play between the screw 4 and drum 7, 11.
If the coaxiality between the screw 4 and the drum 7, 1 1 is not rigorous, the assembly of the square parts as described, with two degrees of freedom within the limits of possible movement, ensures the perfect transmission of the angular movement between the drum and the screw, without play.
I1 is clear that the polygonal pieces 25, 26 could be of a shape other than square. It suffices that this shape is non-circular and that the hole 24 is of corresponding cross section so that the angular drive of these parts and their sliding inside 24 are ensured.