FR2499238A1 - Assemblage de monture flexible pour un gyroscope a equilibrage dynamique et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ASSEMBLAGE DE MONTURE FLEXIBLE POUR UN GYROSCOPE A EQUILIBRAGE DYNAMIQUE. CET ASSEMBLAGE COMPREND PLUSIEURS BRAS FLEXIBLES ANGULAIREMENT EQUIDISTANTS 18A-18D S'ETENDANT CHACUN ENTRE UNE COURONNE INTERIEURE 20 ET UNE COURONNE EXTERIEURE 16 EN Y ETANT FIXES, CES BRAS COMPORTANT CHACUN UNE MEMBRURE HORIZONTALE ALIGNEE PRATIQUEMENT TRANSVERSALEMENT PAR RAPPORT A UN AXE DE ROTATION 14, AINSI QU'UN ORGANE VERTICAL FLEXIBLE 24, 24 ORIENTE PRATIQUEMENT PERPENDICULAIREMENT A LA MEMBRURE HORIZONTALE. L'INVENTION EST UTILISEE EN PARTICULIER DANS UN GYROSCOPE A EQUILIBRAGE DYNAMIQUE POUR FORMER UN ACCOUPLEMENT UNIVERSEL ENTRE UN ELEMENT DE ROTOR ET UN ARBRE DE COMMANDE.

Description

La présente invention concerne, d'une manière

générale, des montures flexibles pour des organes rota-

tifs. Plus spécifiquement, elle concerne une monture

flexible fortement simplifiée pour un gyroscope à équi-

librage dynamique, cette monture offrant d'excellentes caractéristiques de rendement, tout en étant fabriquée

par des techniques simplifiées.

Dans les gyroscopes à équilibrage dynamique,

il est nécessaire de prévoir, entre un arbre de comman-

de et un organe rotatif entraîné, spécifiquement, un rotor, un accouplement permettant deux degrés de liberté de mouvement du rotor perpendiculairement à l'axe de

rotation de l'arbre.

Un tel accouplement doit safisfaire à un cer-

tain nombre de critères. En premier lieu, il doit

transférer efficacement le couple de rotation de l'ar-

bre au rotor, tout en assujettissant ce dernier dans une position généralement prédéterminée à la fois axialement et radialement par rapport à l'arbre. En deuxième lieu,

il doit être à même de subir une torsion élastique au-

tour de n'importe quel axe dans un plan de rotation per-

pendiculaire à l'axe de rotation. L'assemblage d'accou-

plement doit également exercer un effet anti-ressort destiné à compenser l'accouplement à ressort dans le plan de rotation lorsque le gyroscope fonctionne à sa vitesse de résonance. L'accouplement doit également être

pratiquement exempt de friction et isoélastique, c'est-à-

dire qu'il doit présenter une élasticité pratiquement

uniforme dans n'importe quelle direction de torsion per-

pendiculaire à l'axe de rotation. En outre, il est hautement souhaitable de pouvoir calculer avec précision la rigidité axiale, radiale et de torsion de la suspension

afin de mettre au point une suspension ayant les carac-

téristiques d'isoélasticité requises.

Dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique No 3.452.608 et 3.512.419 au nom de Stiles, ainsi que 3.702.568 au nom de Ilowe, on décrit plusieurs systèmes en vue de réaliser les objets précités. Dans le brevet

N0 3.512.419 au nom de Stiles, on décrit une "articula-

tion flexible" dans laquelle on utilise quatre bras ayant une section transversale généralement en V. Les extrémités extérieures de deux de ces bras sont fixées à des blocs de montage correspondants qui sont eux-mêmes

fixés sur l'arbre de commande. Les extrémités extérieu-

res des deux autres bras sont assujetties à des blocs correspondants fixés sur un rotor. Dans le système de montage décrit dans le brevet précité No 3.452.608, une couronne centrale de raccordement assujettit quatre "articulations" radiales ayant chacune une configuration tubulaire. Deux de ces articulations diamétralement

opposées sont assujetties à un rotor, tandis que les au-

tres articulations sont assujetties à des supports de

montage formés sur l'extrémité d'un arbre de commande.

Ces articulations tubulaires comportent une rainure lo-

calisée qui améliore leur flexion dans le plan de rota-

tion perpendiculaire à l'axe de rotation.

La suspension décrite dans le brevet précité

No 3.702.568 au nom de Howe comprend un "disque" généra-

leinent plat. Ce disque comporte une partie centrale

fixée à un "moyeu", des "plats" intermédiaires assujet-

2S tis àune couronne de suspension à la Cardan, ainsi qu'un " a n n e a u " extérieur fixé à un rotor ou à une

couronne de rotor "occupant une position extérieure ex-

trême". Un jeu de "rayons" plats relient la partie cen-

trale du disque à l'anneau extérieur. Quatre autres "rayons" relient les plats à l'anneau

extérieur ou à la partie centrale. Des paires diamétra-

lement opposées (le ces rayons relient la couronne de sus-

pension à la Cardan à la couronne extérieure, tandis que les deux autres rayons relient la couronne de suspension à la Cardan au moyeu central. Ces quatre derniers

rayons sont tordus, de telle sorte que le plan de cha-

cun d'eux soit généralement aligné avec l'axe de rota-

tion. Le moyeu, la couronne de suspension à la Cardan et

la couronne extérieure extrême sont constitués de moi-

tiés supérieure et inférieure. Ces éléments compor-

tent des jeux appropriés, ainsi que des rainures sup- ports usinées dans leurs surfaces de portée qui entrent en contact avec ou sont adjacentes au disque. L'arbre de commande est fixé dans un trou ménagé dans lemoyeu

et la partie formant moyeu du disque.

Bien que les suspensions décrites ci-dessus fournissent un accouplement universel convenant pour une utilisation dans un gyroscope à équilibrage dynamique,

elles présentent néanmoins des imperfections qui limi-

tent leur utilité. Par exemple, il n'est pas simple d'aligner de manière précise les éléments du gyroscope avec le système de suspension au cours des opérations d'assemblage et de fabrication. En règle générale, ces suspensions de la technique antérieure nécessitent des gabarits relativement complexes et coûteux pour aligner les pièces constitutives de l'assemblage et maintenir

cet alignement au cours d'opérations telles qu'un bra-

sage ou un usinage. De même, les accessoires du gabarit

comportent spécifiquement des dispositifs destinés à con-

trôler la position et/ou l'écoulement de la matière de

brasage destinée à fixer les pièces l'une à l'autre.

Fn outre, le rendement de ces systèmes n'est pas opti-

mal. En ce qui concerne en particulier les articula-

tions de type tubulaire, il est difficile, dans la pra-

tique, d'obtenir une monture réellement isoélastique, étant donné que l'épaisseur de paroi et les qualités de flexion des tubes ne sont pas aisément maintenues dans des tolérances extrêmement étroites. D'autre part,

le système de Howe nécessite un usinage précis et coû-

teux d'éléments ayant spécifiquement de très petites

dimensions.

En conséquence, un objet principal de la pré-

sente invention est de fournir, pour un gyroscope à

équilibrage dynamique ou analogues, une monture flexi-

ble qui, à la fois, présente les excellentes caracté-

risques de rendement habituellement associées à une suspension d'une seule pièce usinée avec une grande

précision et est d'un faible coût de fabrication.

Un autre objet de l'invention est de fournir une monture flexible constituée de trois éléments de

base seulement, deux de ces éléments pouvant être iden-

tiques et constitués chacun d'une matière en feuille

avec une configuration relativement simple.

Un autre objet de l'invention est de fournir

uo.emonture flexible, ainsi qu'un procédé pour l'assem-

blage de cette monture qui, dans une large mesure, est

à alignement automatique.

Un autre objet est de fournir une monture flexible dont les caractéristiques de flexion peuvent être calculées de manière relativeient aisée dans le but

de faciliter des changements de conception.

Un autre objet de l'invention est de fournir

une monture flexible qui est assemblée moyennant plu-

sieurs opérations de brasage simultanées.

Un autre objet encore de l'invention est de fournir une monture flexible qui accepte des couronnes

intérieures et extérieures fabriquées par des opéra-

tions d'usinage direct.

Une monture flexible pour un gyroscope à équi-

librage dynamique ou un appareil de précision semblable constitue un accouplement universel qui transmet une énergie de rotation d'un arbre de commande à un élément de rotor. Une pièce de cette monture est un "croisillon" pratiquement plan qui est orienté transversalement par rapport à l'axe de rotation de l'élément de rotor. Ce croisillon comporte une partie centrale centrée sur l'axe de rotation, ainsi que plusieurs membrures s'étendant

radialement de cette partie centrale à une partie an-

nulaire extérieure également centrée sur l'axe de rota-

tion. Dans la forme de réalisation préférée, le croisil-

lon comporte quatre membrures. Les deux autres pièces de la montuie flexible sont des traverses flexi-

bles ayant généralement une configuration rectangu-

laire, avec cette exception que des parties de "clave-

tage" généralement rectangulaires sont formées sur un

bord longitudinal et équidistantes du centre de la traver-

se. Chacune de ces parties de clavetage s'étend libre-

ment à travers une rainure radiale associée formée le long du centre de chaque membrure. De préférence, le croisillon et les traverses flexibles sont formés par morsure à partir d'une matière en feuille

1S laminée d'une épaisseur uniforme ayant des caractéristi-

ques de flexion pratiquement uniformes.

Lors de la fabrication d'une monture flexible suivant la présente invention, la partie centrale du croisillon est intercaléeentre une moitié supérieure et fine moitié inférieure d'un moyeu oud'une couranneintérieure (couronne de suspension à la Cardan d'un gyroscope). De

la même manière, l'anneau extérieur du croi-

sillon est intercalé entre une moitié supérieure et une

moitié inférieure d'une couronne extérieure. La cou-

ronne intérieure comporte une ouverture centrale cylin-

drique qui est coaxiale par rapport à l'axe de rotation.

De la même manière, la partie centrale du croisillon

comporte une ouverture centrale ayant les mêmes dimen-

sions que l'ouverture de la couronne intérieure. Les

0 moitiés supérieures et inférieures des couronnes inté-

rieure et extérieure comportent une série de rainures ra-

diales destinées à recevoir et localiser les traverses.

Ces éléments sont assemblés avec les traver-

ses flexibles disposées dans une relation orthogonale

l'une par rapport à l'autre et par rapport au croisillon.

Les deux parties de clavetage d'une traverse ressortent

"vers le haut" à travers deux rainures radiales diamé-

tralement opposées pratiquées dans les membrures, tan-

dis que les deux parties de clavetage de l'autre tra-

verse s'étendent "vers le bas" à travers les deux au-

tres rainures. Les parties de clavetage s'étendent

verticalement sur une distance suffisante pour que lalan-

gueur de chaque traverse soit pratiquement la même au-

dessus et en dessous de la membrure "horizontale" du croisillon. Un organe d'alignement, de préférence, une broche cylindrique, est adapté avec un ajustage serré dans les ouvertures centrales alignées de la couronne

intérieure de suspension à la Cardan et le croisillon.

Cette broche comporte un jeu de rainures longitudina-

les et mutuellement perpendiculaires dans lesquelles viennent s'engager et sont supportées les traverses

aux ouvertures centrales. La broche maintient égale-

ment les traverses dans la relation mutuelle orthogona-

le désirée.

Pour compléter l'assemblage, les moitiés supé-

rieures et inférieures des couronnes intérieure et ex-

térieure sont soudées par brasage au croisillon et aux

traverses. De préférence, ces éléments formant couron-

nes sont formés par des opérations d'usinage simples.

De préférence, la matière de brasage est introduite sous forme d'anneaux analogues à des rondelles et qui

sont intercalés entre les éléments supérieurs et infé-

rieurs formant couronnes et le croisillon au cours de l'assemblage. Lorsque les éléments sont ainsi assemblés, on chauffe l'ensemble à une température qui provoque la fusion de la matière de brasage. Cette étape assure le brasage simultané de l'assemblage en différents

points pour former une monture flexible d'une seule piè-

ce. La largeur des rainures radiales ménagées dans les

couronnes est sélectionnée de telle sorte que la matiè-

re de brasage liquide s'écoule par capillarité dans ces

rainures pour assujettir les traverses verticales. En-

fin, la couronne extérieure et la partie annulaire

prise en sandwich du croisillon sont découpées en qua-

tre points angulairement équidistants afin de diviser la couronne extérieure en quatre secteurs indépendants qui sont centrés chacun sur un des quatre bras flexibles ou plus.

Ces caractéristiques et objets de la présen-

te invention, ainsi que d'autres apparaîtront à l'hom-

me de métier à la lecture de la description détaillée

ci-après des formes de réalisation préférées données en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une monture flexible suivant la présente invention (la broche centrale d'alignement étant omise) utilisée

pour un gyroscope à équilibrage dynamique en vue d'ac-

coupler deux secteurs d'une couronne extérieure à deux

autres secteurs de cette dernière via une couronne in-

térieure de suspension à la Cardan; la figure 2 est une vue en coupe verticale et partiellement en élévation latérale prise suivant la

ligne 2-2 de la figure 1, mais dans laquelle est re-

présentée la broche d'alignement;

la figure 3 est une vue éclatée en perspecti-

ve de l'assemblage illustré dans les figures 1 et 2,

avant le découpage de la couronne extérieure en sec-

teurs; la figure 4 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation d'une monture flexible en cinq pièces suivant la présente invention; et la figure 5 est une vue partiellement élaguée

prise suivant la ligne 5-5 de la figure 4.

Les figures 1-3 illustrent un assemblage fle-

xible ou de rotor 12 conçu pour un gyroscope à équili-

brage dynamique suivant la présente invention en vue de

transmettre une énergie d'un arbre de commande (non re-

présenté) tournant autour d'un axe 14 à des parties

d'une couronne extérieure 16. Cette couronne extérieu-

re l6 est divisée en quatre sections 16a, 16b, 16c et l6d qui sont angulairement équidistantes autour de l'axe de rotation et ont pratiquement la même masse inerte. L'arbre de commande est accouplé activement

à deux sections diamétralement opposées de la couron-

ne, par exemple, les sections 16a et 16c. Un rotor

(non représenté) est spécifiquement relié aux deux au-

tres sections diamétralement opposées 16b et 16d qui

ont spécifiquement un diamètre extérieur légèrement su-

périeur à celui des sections l6a et 16c. L'assemblage 12 constitue un accouplement universel entre l'arbre de commande et le rotor à l'intervention de quatre bras flexibles 18a, 18b, 18c et lEd s'étendant chacun radialement d'une couronne intérieure de suspension à

la Cardan 20 au centre d'une section associée de la cou-

ronne extérieure 16. Etant donné que les bras flexi-

bles]8a... 18d sont élastiques, ce système constitue un accouplement universel entre l'arbre de commande et le rotor; en d'autres termes, ce dernier possède deux degrés de liberté de mouvement par rapport à l'arbre de commande. Chaque bras flexible 18a....18d a une section

transversale en croix se caractérisant par une haute ca-

pacité à supporter les charges axiales et radiales.

Cette structure est également caractérisée habituelle-

ment par une faible élasticité à la torsion.

Les éléments flexibles de l'assemblage 12 sont constitués de trois éléments mutuellement solidarisés,

à savoir un croisillon 22, ainsi que deux traverses fle-

xibles identiques 24 et 24'. Le croisillon 22 est géné-

raleinent orienté transversalement par rapport à l'axe de

rotation 14 de l'assemblage de rotor 12. Pour les be-

soins de la présente description, on considère que l'axe

de rotation 14 est orienté verticalement, le croisillon

étant par conséquent généralement orienté horizontalement.

Les traverses 24 et 24', ainsi que le croisillon 22 sont dans une relation mutuelle orthogonale l'un par

rapport à l'autre.

Le croisillon comporte une partie centrale 26 S centrée sur l'axe de rotation 14. Cette partie centrale 26 comporte une ouverture généralement circulaire 28 qui est elle-même centrée sur l'axe de rotation 14. Le croisillon comporte également quatre membrures radiales

a, 30b, 30c et 30d se terminant par une partie annu-

laire extérieure 32 qui est concentrique autour de l'axe

de rotation 14. Les membrures 30a... 30d sont angulaire-

ment équidistantes. Chaque membrure comporte une rai-

nure orientée radialement 34 qui s'étend de la partie

centrale 26 dans l'anneau extérieur 32 et coîncide géné-

ralement avec la ligne centrale radiale de la membrure associée. Dans l'ensemble, le croisillon 22 est conçu

de telle sorte qu'il ait une masse inerte répartie uni-

formément autour de l'axe de rotation 14.

Les traverses flexibles 24 et 24' ont chacune une configuration généralement rectangulaire, mais avec deux parties de clavetage 36, 36 s'étendant à partir d'un bord longitudinal de chaque traverse. Ces parties

de clavetage sont elles-mêmes généralement rectangulai-

res et elles s'étendent librement, avec un certain jeu

de tous côtés, à travers une rainure associée 34. Com-

me le montrent les dessins, deux parties de clavetage,

en l'occurrence celles associées à la traverse 24, res-

sortent vers le bas, tandis que les parties de clavetage

36, 3b associées à la traverse 24' s'étendent générale-

ment vers le haut. La hauteur des parties de clavetage et des traverses dans le sens vertical est sélectionnée de telle sorte que, lorsque ces parties sont engagées à

fond dans les rainures radiales (avec le bord longitudi-

nal adjacent de la traverse placé contre le croisillon

22), les traverses s'étendent sur la même distance au-

dessus et en dessous du croisillon. Chaque partie de clavetage 36 a une longueur sélectionnée de telle sorte

qu'elle s'étende de la couronne intérieure 20 à la cou-

ronne extérieure 1b, mais non sur toute la longueur de la rainure associée 34. Un avantage important de la présente invention réside dans le fait que les organes

22, 24 et 24' peuvent être réalisés par morsure, estam-

page ou d'une autre manière à partir d'une matière en feuille laminée avec précision et ayant une épaisseur

pratiquement uniforme, ainsi que les propriétés struc-

turales et thermoélastiques désirées. L'ouverture 28 peut être pratiquée par morsure ou estampage au cours de la même opération, ou encore fraisée ou forée au

cours d'une opération ultérieure. Une matière appro-

priée est un acier inoxydable de la série 300,soumis à une trempe par précipitation. De préférence, le sens du grain de la matière ou du laminage est sélectionné de telle sorte qu'il coîncide avec l'axe longitudinal des traverses à mi-distance entre des membrures adjacentes du croisillon. Il est à noter que chacun de ces trois

éléments de la monture flexible est pratiquement plan.

La couronne intérieure de suspension à la Cardan 20 est constituée de deux éléments identiques,

à savoir une moitié supérieure 20' et une moitié infé-

rieure 20" ayant chacune une configuration générale-

ment cylindrique. Chacune de ces moitiés 20' et 20" comporte une ouverture centrale verticale 38 alignée

avec l'ouverture 28 et ayant pratiquement le même dia-

mètre que celle-ci. Chaque moitié 20' 20" comporte éga-

lement deux rainures mutuellement perpendiculaires 40,

40 qui s'étendent en travers des faces opposées de cha-

(lue moitié de couronne. Les traverses viennent s'adap-

ter avec un ajustage serré dans les rainures correspon-

dantes 40, 40, contribuant ainsi à supporter et à loca-

liser ces traverses selon l'orientation verticale dési-

rée par rapport au croisillon. Toutefois, les rainures

, 40 ont une largeur légèrement supérieure à l'épais-

seur des organes flexibles afin de faciliter l'écoule-

ment d'une matière de brasage par capillarité en di-

rection des surfaces contiguës de ces éléments. La couronne intérieure 20 peut évidemment être équilibrée S en vue de faire varier son inertie et modifier ainsi la vitesse d'équilibrage du gyroscope. En variante, des organes compensateurs séparés peuvent être ajoutés à l'assemblage.

Tout comme la couronne intérieure de suspen-

sion à la Cardan 20, la couronne extérieure 16 est cons-

* tituée de moitiés supérieure et inférieure 16' et 16".

Ces moitiés 16' et 16" sont pratiquement identiques et elles peuvent être formées par des opérations d'usinage direct. Les moitiés 16' et 16" sont chacune un cercle continu ayant une section transversale généralement rectangulaire. Chaque moitié de couronne extérieure

16', 16" comporte également un jeu de rainures horizon-

tales mutuellement perpendiculaires 46, 46. Ces rainu-

res 46, 46 sont disposées pour recevoir les extrémités extérieures 24a, 24a' des traverses verticales 24 et 24' avec un ajustage généralement serré. Tant les rainures

, 40 que les rainures 46, 46 sont conçues pour rece-

voir les extrémités des organes de clavetage 36. Tout

comme les rainures 40, 40, les rainures 46, 46 ont habi-

tuellement une largeur légèrement supérieure à l'épais-

seur des traverses flexibles afin de faciliter un écou-

lement de la matière de brasage vers ces surfaces.

L'assemblage de rotor 12 comprend une broche d'alignement 48 qui est maintenue avec un ajustage serré dains les ouvertures alignées 28 et 38 comme le montre

plus clairement la figure 2. De préférence, cette bro-

che a une section transversale circulaire et elle com-

porte deux rainures longitudinales mutuellement perpen-

diculaires 48', 48'. Ces rainures servent à recevoir, supporter et aligner les traverses 24, 24' par rapport à l'axe de rotation, ainsi que par rapport au croisillon

et à la couronne intérieure de suspension à la Cardan.

Grâce également en partie à la fonction de soutien de la broche d'alignement, l'assemblage est, dans une

large mesure, à mise en place automati-

que. Des éléments en matière de brasage en forme de rondelles ou annulaires tels que ceux indiqués en 52, 52 et 54, 54 (figure 3) sont intercalés entre les moitiés de couronnes intérieures et extérieures et le croisillon. En variante, la matière de brasage peut être introduite sous forme d'une barre dans une série de trous de brasage (non représentés) pratiqués dans

les demi-couronnes.

Lorsque la matière de brasage atteint la tem-

pérature de fusion, elle s'écoule vers les surfaces ad-

jacentes des couronnes et du croisillon, y compris dans les rainures des traverses verticales et des couronnes,

fixant ainsi ces organes l'un à l'autre.

On peut également utiliser les trous de bra-

sage conjointement avec des saillies annulaires de bra-

sage formées dans les demi-couronnes.

Les éléments décrits ci-dessus suivant la pré-

sente invention se prêtent particulièrement bien à une

technique d'assemblage rapide et à bas prix ne nécessi-

tant que peu, voire aucune habileté technique. De pré-

férence, dans l'assemblage suivant la présente inven-

tion, on utilise uniquement un gabarit de montage simple (non représenté) qui supporte les couronnes et comporte une ouverture centrale destinée à recevoir la broche 48 et disposée concentriquement par rapport aux couronnes extérieures.

Pour assembler les éléments, la moitié infé-

rieure 16" de la couronne extérieure et la moitié infé-

rieure 20" de la couronne intérieure sont réunies l'une à l'autre par la traverse inférieure 24' qui est adaptée dans deux rainures 40, 40 de la couronne intérieure et dans deux rainures 46, 46 de la couronne extérieure. Le

croisillon 22 est ensuite adapté par-dessus ces élé-

ments en engageant, dans deux rainures 34, 34, les par-

ties de clavetage 36 de la traverse 24' qui ressortent vers le haut. La traverse supérieure est alors assem- blée en introduisant, dans les deux rainures radiales

restantes 34, 34, les parties de clavetage 36 qui res-

sortent vers le bas. La broche d'alignement 48 est in-

troduite dans les ouvertures alignées 28 et 38 de la couronne intérieure de suspension à la Cardan et du

croisillon, de telle sorte que chaque rainure soit si-

tuée à un coin des deux traverses verticales qui se croisent 24, 24'. Les éléments en matière de brasage 52 et 54 sont alors introduits de part et d'autre du 1S croisillon entre les éléments annulaires intérieur et extérieur 22. Ensuite, les moitiés supérieures 20' et 16' de la couronne intérieure de suspension à la Cardan

et de la couronne extérieure respectivement, sont assem-

blées sur le croisillon avec la traverse verticale supé-

rieure 24 assujettie dans les rainures verticales restan-

tes des couronnes intérieure et extérieure. Les extré-

mités des parties de clavetage ressortant vers le haut 36, 36 sont également assujetties dans les rainures des

moitiés supérieures 20' et 16'.

Il est à noter que, dans cet assemblage flexi-

ble, on utilise des techniques d'usinage et des éléments relativement simples, cependant que cet assemblage est

néanmoins, dans une large mesure, à mise en place et en ali-

gliement automatique. Les alignements de la couronne in-

térieure de suspension à la Cardan et du croisillon l'un

par rapport à l'autre et par rapport à l'axe de rota-

tion sont assurés par la broche d'alignement 48 en coopé-

ration avec les traverses 24, 24', ainsi qu'on l'a dé-

crit ci-dessus. Les traverses sont assujetties dans l'orientation spatiale désirée par la broche, ainsi que par les rainures ménagées dans les couronnes intérieure

et extérieure.

Les éléments assemblés sont fixés l'un à l'au-

tre dans la relation mutuelle souhaitée en chauffant l'assemblage à une température à laquelle la matière de brasage fond et fixe les demicouronnes intérieures et extérieures au croisillon intermédiaire "pris en sandwich". Le brasage a également pour effet de fixer les extrémités et le centre des traverses 24 et 24' aux

couronnes intérieure et extérieure, ainsi qu'aux par-

ties contiguës du croisillon. En conséquence, l'inven-

tion permet de souder simultanément par brasage tous les éléments de l'assemblage et ce, par des opérations

effectuées en même temps en plusieurs endroits.

On peut utiliser n'importe quelle matière de brasage habituelle et adopter n'importe quelle technique pour la matière sélectionnée. Une matière qui s'est avérée utile est un alliage d'argent ayant un point de

fusion d'environ 704'C. Au cours du brasage, l'assem-

blage est également soumis à un traitement thermique et

à un vieillissement en le chauffant à 9820C, en le re-

froidissant lentement à la température ambiante, puis à

-730C et en le portant à nouveau à la température am-

biante. De préférence, le brasage est effectué sous vide et sans fondant. Au cours du brasage, la matière de bra-

sage en excès s'écoule en direction du chanfrein 58 formé au bord extérieur de la couronne extérieure 16 et des rainures de la broche d'alignement 48, pour s'y répartir ensuite automatiquement et uniformément. Etant donné qu'il existe un espace libre important entre les parties de clavetage et les rainures radiales 34, la matière de

brasage ne s'écoule pas le long de ces dernières, garan-

tissant ainsi que le croisillon et les organes verticaux puissent fléchir indépendamment l'un de l'autre. Dès

qu'elles ont été brasées et refroidies, la couronne ex-

térieure et les parties prises en sandwich de l'anneau extérieur 32 du croisillon et de la couronne extérieure peuvent être découpées en quatre secteurs indépendants

la...lod comme illustré en figure 1.

A titre d'illustration, mais sans aucun carac-

tère limitatif, on donnera ci-après des dimensions re-

présentatives pour un assemblage de rotor du type illus-

tré dans les figures 1-3. Le croisillon et les traverses verticales flexibles 24, 24' sont réalisés à partir d'une tôle d'acier d'une épaisseur d'environ 0,0762 mm. Le croisillon a un diamètre extérieur d'environ 11,176 mm et les rainures radiales ont une largeur d'environ

0,431 mm. Les traverses ont une longueur totale d'envi-

ron 10,922 mm et une hauteur (à l'exclusion des parties

de clavetage 36) d'environ 9,779 mm. Les parties de cla-

vetage 36 ont chacune une hauteur de 1,054 mm et une lon-

gueur de 4,064 mm. Chaque demi-couronne extérieure a un diamètre extérieur de 11,422 mm et un diamètre intérieur 1S de 8,895 mm, tandis que les rainures verticales 46, 46 s'étendent radialement jusqu'à une profondeur d'environ 1,016 mm et ont une largeur de 0,127 mm. Chaque moitié

16', 16" a une hauteur d'environ 3,048 mm. De préféren-

ce, la couronne intérieure a un diamètre extérieur de

3,81 mm maximum et de 1,625 mm minimum, tandis que cha-

cune de ses moitiés a une hauteur d'environ 1,473 mm.

La broche 48 s'étend sur une distance de 8,636 mm et a un diamètre de 1, 59 mm. Les rainures 48' s'étendent sur

une distance de 5,664 mm et ont une largeur de 0,127 mm.

Les figures 4 et 5 illustrent une autre forme de réalisation en "cinq pièces" de la présente invention (les pièces semblables étant désignées par les mêmes

chiffres de référence), dans laquelle on utilise les ca-

ractéristiques de base de la présente invention. Une

couronne intérieure 20 est reliée à une couronne exté-

rieure 16 par quatre bras flexibles 18a-18d. Chaque bras englobe une membrure d'un croisillon horizontal 22. Une

différence principale réside dans le fait que les orga-

nes verticaux flexibles 24 prévus pour chaque bras sont des pièces séparées (portant ainsi de trois à cinq le nombre total de pièces flexibles comparativement à la

forme de réalisation des figures 1-3). Une autre diffê- -

rence réside dans le fait que les organes verticaux 24 viennent s'engager dans des rainures verticales ménagées

dans les surfaces des couronnes 16 et 20 qui sont orien-

tées radialement. Une autre différence encore réside dans le fait que la forme de réalisation des figures 4-5

est dépourvue de broche centrale d'alignement. En re-

vanche, les longueurs des organes verticaux prenant fer-

mement appui dans les rainures de réception des couron-

nes, localisent et alignent les pièces constitutives l'une par rapport à l'autre. Toutefois, tout comme dans

la forme de réalisation des figures 1-3, les organes ver-

ticaux comportent chacun des parties de "clavetage" qui s'étendent librement à travers les membrures associées

avec un certain jeu, de façon à permettre une indépen-

dance de mouvement des éléments flexibles verticaux et

horizontaux de la monture.

On a constaté que, en particulier, lorsqu'elle est utilisée dans un gyroscope à équilibrage dynamique,

la monture flexible décrite ci-dessus conférait les pro-

priétés structurales et thermoélastiques d'une monture flexible coûteuse d'une seule pièce usinée avec une grande précision, mais en étant toutefois d'un coût de fabrication nettement inférieur. En particulier, la monture flexible est, de préférence, constituée de trois éléments ayant des configurations relativement simples et qui peuvent être fabriqués à partir d'une matière en feuille relativement peu coûteuse. Lorsqu'elles sont

utilisées pour monter les éléments du gyroscope à équi-

librage dynamique, les couronnes intérieure et extérieu-

re associées peuvent être réalisées par des opérations

d'usinage simples. L'invention fournit également un as-

semblage permettant d'assujettir les différents éléments

en une unité monobloc moyennant des opérations de brasa-

ge simultanées effectuées en plusieurs endroits. L'opé-

ration de brasage ne nécessite pas les accessoires com-

plexes et coûteux utilisés spécifiquement dans les tech-

niques de construct ion antérieures.

Bien que l'invention ait été décrite en se ré-

férant à ses formes de réalisation préférées utilisées S pour monter les éléments d'un gyroscope à équilibrage

dynamique dans le but d'établir un accouplement univer-

sel entre un arbre de commande et un rotor, diverses

modifications apparaîtront à l'homme de métier à la lec-

ture de la description ci-dessus et à l'examen des des-

sins annexés. Il est entendu que ces modifications

rentrent dans le cadre des revendications ci-après.

- 13 -

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Monture flexible à deux degrés de liberté de mouve-

ment accouplant un arbre de commande à un éllment inertiel extérieur relié à une couronne extérieure (16) tournant au-

tour d'un axe (14), à l'intervention d'une couronne intérieu-

re (20) qui est entourée par la couronne extérieure vis-,-vis

de laquelle elle est pratiquement coaxiale, cette monture com-

prenant plusieurs bras flexibles (18a-d) angulairement équi-

distants s'étendant chacun entre les couronnes intérieure et extérieure en y étant fixés, ces bras flexibles comportant chacun une membrure horizontale (30a-d) alignée pratiquement transversalement par rapport à l'axe de rotation, ainsi qu'

un organe vertical flexible orienté pratiquement perpendicu-

lairement à la membrure horizontale et comportant des parties supérieure et inférieure disposées de part et d'autre de

cette dernière, la membrure et l'organe flexible étant consti-

tués d'une matière structurale élastique en feuille ayant une

épaisseur pratiquement uniforme.

2. Monture flexible suivant la revendication 1, carac-

térisée en ce que les membrures horizontales (30a-d) s'éten-

dent chacune à partir d'une partie centrale (26) qui, con-

jointement avec ces membrures, forme un croisillon (22) Dra-

tiquement plan disposé symétriquement autour de l'axe (14) de

rotation.

3. Monture flexible suivant la revendication 2, carac-

térisée en ce que le croisillon (22) comporte quatre membru-

res (30a-d) angulairement équidistantes.

4. Monture flexible suivant la revendication 3, carac-

térisée en ce qu'une rainure radiale (34) est ménagée dans

chaqune des membrures (30a-d), tandis que les orcanes verti-

caux flexibles sont constitués d'un premier et d'un second

organe vertical flexible (24,24') comportant chacun deux par-

ties de clavetage (36,36) qui s'étendent ' travers deux des rainures (34) localisées sur des côtés diamétralement osnos5s de l'axe de rotation (14), les parties de clavetaqe d'un de ces premier et second organes verticaux formant les parties

supérieures de deux des bras flexibles, tandis nue les nar-

ties de clavetage de l'autre organe vertical forment les par-

ties inférieures des deux autres bras flexibles.

- 19 -

5. Monture flexible suivant la revendication 4, carac-

térisée en ce que le croisillon (22) comporte une ouverture (28) pratiquement circulaire centrée sur l'axe de rotation

(14).

6. Monture flexible suivant la revendication 5, carac-

térisée en ce que la couronne intérieure (20) comporte une ouverture centrale (38) alignée avec et ayant pratiquement le même diamètre que l'ouverture centrale (28) du croisillon

(22), cet assemblage comprenant également une organe d'aliqne-

ment maintenu dans ces ouvertures alignées.

7. Monture flexible suivant la revendication 6, carac-

térisée en ce que l'organe d'alignement est une broche (48)

généralement cylindrique.

8. Monture flexible suivant la revendication 6, carac-

térisée en ce que l'organe d'alignement comporte un jeu de rainures (48') mutuellement perpendiculaires qui s'étendent généralement dans le sens de l'axe de rotation (14) et sont conçues pour recevoir, aligner et supporter les premier et

second organes verticaux (24,24').

9. Monture flexible suivant la revendication 2, carac-

térisée en ce que les couronnes intérieure et extérieure (20, 16) comportent chacune une partie supérieure et une partie

inférieure (20',20'',16', 16'') qui sont fixées à et enser-

rent le croisillon (22) entre elles.

10. Monture flexible suivant la revendication 9, carac-

térisée en ce que les parties intérieures et extérieures (20', '',16', 16'') des couronnes (20,16) comportent chacune un jeu de rainures (40,46) formées dans leurs faces dirigées

vers le croisillon (22), ces rainures étant conçues pour re-

cevoir les première et seconde traverses (24,24').

11. Monture flexible suivant la revendication 10, carac-

térisée en ce que les rainures pr6cit6es (40,46) sont étroi-

tement espacées des traverses (24,24').

12. Monture flexible suivant la revendication 9, carac-

térisée en ce que le croisillon de montage (22) comporte une

partie annulaire extérieure (32) qui est au moins fixée par-

tiellement entre les parties supérieure et inférieure (16',

16'') de la couronne extérieure (16).

13. Monture flexible suivant la revendication 2, carac-

- 20 -

térisée en ce que les bras flexibles (18a-d) sont au nombre de quatre, tandis que la couronne extérieure (16) est divisée en quatre secteurs (16a-d) qui sont chacun fixes et associes uniquement à un de ces bras flexibles.

14. Monture flexible suivant la revendication 13, carac-

térisée en ce que l'arbre de commande est accouplé activement à une première paire de secteurs diamétralement opposes de la

couronne extérieure (16), tandis qu'un rotor est accouplé ac-

tivement aux autres secteurs de cette couronne extérieure (16).

15. Monture flexible suivant la revendication 4, carac-

térisée en ce que la rainure précitée (34) s'étend au moins du diamètre extérieur de la couronne intérieure de suspension

à la Caradan (20) au diamètre intérieur de la couronne exté-

rieure (16), tandis qu'elle a une largeur supérieure à celle

des parties de clavetaae (36).

16. Monture flexible suivant la revendication 4, carac-

térisée en ce que les parties de clavetage (36) des premier et second organes verticaux flexibles (24,24') s'étendent

radialement au moins du diamètre extérieur de la couronne in-

térieure (20) au moins jusqu'au diamètre intérieur de la cou-

ronne extérieure (16).

17. Procédé de fabrication d'un assemblage flexible, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à: former, à partir d'un matière structurale une feuille d'

une épaisseur pratiquement uniforme, un croisillon(22) com-

prenant un moyeu central (26), ainsi que plusieurs membrures

(30a-d) angulairement équidistantes s'étendant chacune radia-

lement à partir de ce moyeu central et comportant une rainure radiale centrale (34) s'étendant pratiquement sur la longueur de la membrure, former, à partir d'une matière structurale en feuille d' une épaisseur pratiquement uniforme, plusieurs traverses

flexibles (24,24') ayant chacune une configuration générale-

ment rectangulaire et comportant chacune deux parties de cla-

vetage (36) généralement rectangulaires s'étendant à partir d'un de leurs bords longitudinaux, réaliser une couronne intérieure (20) en deux moitiés supérieure et inférieure (20',20''), réaliser une couronne extérieure (16) en deux moitiés

Z499238

- 21 -

supérieure et inférieure (16',16''), -

emboîter mutuellement les traverses flexibles (24,24')

et le croisillon (22) en introduisant les parties de clave-

tage (36) dans les rainures radiales (34), disposer les moitiés (20',20'') de couronne intérieure

(20) de part et d'autre de la partie centrale (26) du croisil-

lon (22), disposer les moitiés (16', 16'') de couronne extérieure

(16) de part et d'autre des extrémités extérieures des mem-

brures (30a-d) du croisillon (22), et souder simultanément, par brasage, les moitiés (20',20'') de couronne intérieure (20) du croisillon (22), les moitiés (16',16'') de couronne extérieure (16) à ce dernier, ainsi que les traverses flexibles (24,24') aux moitiis de couronnes

intérieures et extérieures.

18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend également les étapes qui consistent à: former une ouverture centrale (28) dans le croisillon

(22),

former une ouverture centrale (38) dans les moitis (20',20'') de couronne intérieure (20), prévoir un organe d'alignement (48) conçu pour venir s'engager dans ces ouvertures, et introduire cet organe d'alignement dans les ouvertures, de façon à aligner les moitiés de couronne intérieure avec

le croisillon.

19. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape qui consiste A ménager, dans les moitiés (20',20'',16', 16'') de couronnes intérieures et extérieures (20,16), un jeu de rainures (40,46) conçues pour recevoir les extrémités (24a,24a') des traverses (24,

24') et les parties de clavetage (36).

20. Procédé suivant la revendication 18, caractérise en

ce qu'il comprend également les étapes aui consistent à m6na-

ger, dans l'organe d'alignement (48), deux rainures longitu-

dinales (48') mutuellement perpendiculaires et introduire les

traverses flexibles (24,24') dans ces rainures.

21. Procndé suivant la revendication 17, caractrrisé en

ce qu'il comprend également les étapes qui consistent à inter-

- 22 -

caler une matière de brasage sous forme d'un élément annulai-

re (52,54) entre les moitiés (20,20') de couronne intérieure (20) et le croisillon (22), ainsi qu'entre les moitiés (16', 16'') de couronne extérieure (16) et ce dernier, puis chauf- fer l'assemblage de rotor (12) à une température provoquant

la fusion de ces éléments de brasaae.

22. Procédé suivant la revendication 17, caractérise en ce qu'il comprend également l'étape qui consiste à diviser les moitiés (16',16'') de couronne extérieure (16) et les oarties intermédiates du croisillon (22) en secteurs qui sont centrés

chacun sur un bras flexible (18a-d) défini par une des mem-

brures (30a-d), ainsi que par la partie associée d'une des traverses flexibles (24,24') et une des parties de clavetage

(36).