FR2571490A1 - Monture flexible pour un gyroscope accorde dynamiquement - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN INSTRUMENT A INERTIE COMPORTANT UN ARBRE D'ENTRAINEMENT ET UN ORGANE ENTRAINE EN ROTATION ET UNE MONTURE FLEXIBLE. CET APPAREIL EST CARACTERISE EN CE QUE LA MONTURE COMPREND UN CROISILLON 22 DISPOSE NORMALEMENT PERPENDICULAIREMENT A L'AXE DE ROTATION 14 ET COMPORTANT QUATRE RAYONS 30A, 30B, 30C, 30D SITUES A EGALE DISTANCE LES UNS DES AUTRES, S'ETENDANT A PARTIR D'UNE ZONE CENTRALE ANNULAIRE 26 ADJACENTE A L'ARBRE D'ENTRAINEMENT, JUSQU'A UNE ZONE ANNULAIRE EXTERNE 32 ADJACENTE A L'ORGANE ENTRAINE EN ROTATION, CHACUN DE CES RAYONS 30A, 30B, 30C, 30D COMPORTANT DEUX SECTIONS SEMBLABLES AYANT CHACUNE APPROXIMATIVEMENT LA FORME DE DEUX PARABOLES SE REJOIGNANT A LEURS SOMMETS.

Description

4- 2 257 1490

La présente invention concerne d'Jne manière gén(ra-

ie des montJres flexibies pour des orqanes rotatifs et plus pJrticjiirement une monture fiexibie très simplifiée poJr jn q>groscope accordé dynamiquement à deux deqrés de liberté ayant d'exceiientes caractéristiques de performance et une

iongJe durée de vie. Ainsi qu'ii est expiiqué dans la deman-

de de brevet US NO 231 242 déposée ie 3 Février 1981 les ayroscopes accordés dynamiqjement exigent un dispositif d'accouplement entre un arbre rotatif et une masse, par 1q exempie un rotor, supportée par cet arbre. Le dispositif d'accoJplement doit permettre le pivotement du rotor par

rapport à l'axe de rotation de l'arbre.

Le dispositif d'accouplement doit satisfaire à un

certain nombre de critères. En premier lieu il doit transfé-

rer d'une manière efficace ie coJpie de rotation de l'arbre ai rotor tout en maintenant normalement ce rotor dans une position généralement prédéterminée, à la fois dans le sens axial et dans le sens radial, et par rapport b l'arbre. En second lieu il doit être élastique en torsion autour d'un

2fO axe qJelconque contenu dans un plan de rotation perpendicu-

iaire à l'axe de rotation de l'arbre. Le dispositif d'accou-

piement doit également procurer un effet anti-élastique qui compense ie couplage élastique dans le plan de rotation

lorsque ie gyroscope fonctionne à sa fréquence de résonance.

Le dispositif d'accoupiement doit être égaiement pratique-

ment exempt de friction et isoéiastique c'est-à-dire qu'ii doit présenter une élasticité pratiquement uniforme dans n'importe quelle direction de torsion perpendiculaire à

l'axe de rotation de l'arbre. Il est égaiement très désira-

3q hie de pouvoir caicuier et obtenir avec précision les rai-

deJrs axiale, radiale et en torsion de la suspension afin

de concevoir Jne suspension présentant ies conditions d'iso-

éîasticité requises.

Les brevets [JS-3 452 6nR, 3 512 419 et 3 702 56P décrivent diverses dispositions visant h atteindre les buts pr4cités. Le brevet IUS-3 512 419 décrit une "articulation fiexibie" qui utilise quatre bras ayant chacun une section droite en forme qgéndrale de V tandis que le brevet US- 3 452 6nf décrit un anneau de liaison centrai qui fixe quatre "articulations" s'étendant radiaiement et ayant chacune une

configuration tubuiaire.

La suspension suivant ie brevet US-3 702 568 compor-

te un "disque" de forme générale plate. Ce disque comprend

une partie centrale fixée h un "moyeu", des "portées" inter-

médiaires fixés h in anneau h la cardan et un "anneau" ex-

terne fixé à un anneau rotorique ou rotor "situé le plus à i'extérieur". Un ensemble de "rayons" plats relient la in partie centrale du disque à l'anneau externe. Les structures décrites dans ies brevets US-3 452 6ng, 3 512 419 et 3 702

568 sont commentées dans la demande de brevet US précitée.

Bien que les suspensions suivant les brevets US précités comportent un dispositif d'accouplement convenant h jne utilisation dans un gyroscope accordé dynamiquement, elies présentent cependant des déficiences qui limitent leurs possibilités d'utilisation. Par exemple il n'est pas simple d'aligner avec précision ies composants du gyroscope

avec le système de suspension pendant les opérations d'as-

sembiaqe et de fabrication. En général ces suspensions con-

nues antérieurement exigent des montures relativement com-

plexes et onéreuses pour aligner ies composants de l'ensem-

bie et pour maintenir cet alignement pendant des opérations telles que brasage ou usinage. Les montures de fixation comportent habituellement des dispositions pour commander la mise en place et/ou i'écouiement de ia brasure afin de fixer

les diverses parties les unes aux autres. De même les per-

formances de ces systèmes ne sont pas optimaies.En particu-

lier, en ce qui concerne ies articulations du type tubulai-

re, ii est difficile en pratique d'obtenir un montage réei-

lement isoélastique puisque l'épaisseur de ia paroi et les qualités de flexion des tubes ne peuvent pas être maintenues aisément dans des limites de tolérances très étroites. Le système suivant ie brevet tiS-3 702 568 exige par ailleurs un Jusinage précis et coûteux de très petits composants. En outre aucun des dispositifs suivants ies brevets IJ5 précités

ne permet d'obtenir une longue durée de service.

Une monture flexible pour un gyroscope accordé dynamiquement ou un appareil de précision similaire est

décrite dans la demande de brevet IUS précitée. Cette montu-

re utilise un "croisillon" sensiblement polan et orienté transversalement par rapport à l'axe de rotation du rotor. Ce croisillon comporte une partie centrale qui est centrée

sJr i'axe de rotation, et plusieurs bras ou rayons, généra-

iement rectanguiaire, qui s'étendent radialement à partir de la partie centrale jusqu'à une partie annulaire externe

également centrée sur l'axe de rotation. Dans la forme d'e-

xécution préférée le croisillon comprend quatre bras. La monture flexible comporte également des traverses flexibles qui ont généralement une configuration rectangulaire sauf en

ce qui concerne deux parties en forme de "clefs" générale-

ment rectangulaires lesquelles sont formées sur un côté longitudinal et sont espacées également du centre de la traverse. Chaque partie formant cief s'étend librement à travers une fente radiale associée formée dans le centre de chaque bras. Le croisillon et les traverses flexibles sont de préférence obtenus par attaque chimique à partir d'un feuiiiard laminé d'épaisseur uniforme et présentant des

caractéristiques de flexion sensiblement uniformes.

Lors de la fabrication d'une telle monture flexible, la partie centrale du croisillon est prise en sandwich entre Jne moitié supérieure et une moitié inférieure d'un moyeu ou cercie interne (cercie de cardan d'un gyroscope). De la même manière l'anneau externe du croisillon est pris en sandwich entre une moitié supérieure et une moitié inférieure d'un cercie externe. Le cercle interne comporte une ouverture

cylindrique centrale qui est coaxiale avec l'axe de rota-

tion. La partie centrale du croisillon présente de la même façon une ouverture centrale qui a les mêmes dimensions que l'ouverture du cercle interne. Les moitiés supérieure et inférieure des cercles interne et externe présentent une

série de fentes radiales qui reçoivent et logent les tra-

verses flexibles.

Ces composants sont assemblés avec les traverses flexibles suivant une disposition orthogonale les uns par rapport aux autres et par rapport au croisillon. Les deux parties clefs d'une traverse flexible font saillie "vers -le haut" à travers deux fentes radiales diamétralement opposées dans ies bras et les deux parties clefs de l'autre traverse flexible s'étendent "vers le bas" à travers ies deux autres fentes. Les parties clefs s'étendent verticalement sur une distance suffisante telle que ia longueur de chaque traverse In se trouvant respectivement au-dessus et en dessous du bras

"horizontal" du croisillon soit pratiquement la même.

Un organe d'alignement, de préférence un doigt cy-

lindrique, est logé, en étant embolté étroitement, dans les ouvertures centrales alignées du cercle de cardan interne et

du croisillon. Ce doigt présente un ensemble de fentes s'6-

tendant longitudinalement et perpendiculaires entre elles, dans lesquelles sont engagés et supportés les traverses à

l'endroit des ouvertures centrales. Le doigt maintient ega-

lement les traverses dans la relation d'orthogonalité dé-

sirée.

Pour compléter l'ensemble les moitiés supérieure et inférieure des cercles interne et externe sont brasés sur

ie croisillon et les traverses. Ces cercles sont de préfé-

rence formés par de simples opérations d'usinage. La bra-

sure est introduite de préférence sous la forme d'anneaux du type rondelle qui sont pris en sandwich entre les cercles

supérieur et inférieur et ie croisiilon pendant l'assembla-

ge. Lorsque les composants se trouvent être ainsi assemblés, on chauffe l'ensemble à une température à iaquelie fond la

brasure. Cette étape assure le brasage simultané de l'ensem-

hie en divers emplacements afin de former une monture fle-

xible intégrale. La largeur des fentes radiales dans les cercles est choisie de teile façon que la brasure liquide s'écoule dans les fentes, par capillarité, afin de fixer les traverses verticales. Enfin le cercle externe et la partie annulaire, prise en sandwich, du croisillon sont découpés en quatre points équidistants les uns des autres, afin de

former quatre secteurs indépendants du cercle externe, cha-

cjn de ces secteurs étant centré sir i' un de quatre bras

fiexibles oJ davantage.

La monture fiexible suivant la demande de brevet US précitée s'est révélée être d'une grande valeur et elle a fonctionné parfaitement bien en service. En outre elle a satisfait à tout ce qJe l'on attendait en ce qui concerne la faciiité et ie cost de fabrication. Cependant elie a laissé subsister une limitation significative à savoir la courte

ir1 durée de vie des gyroscopes dans lesquels la monture flexi-

ble a été incorporée, lorsque cette monture est soumise à

des contraintes élevées telles que ceiles qui peuvent ap-

paraître pendant des vibrations. Cette courte durée de vie résJilte une mauvaise répartition des contraintes dans la monture fiexible, la contrainte étant exceptionnellement importante aux points de jonction des bras généraiement rectangulaire avec la partie centrale solide du croisillon

et la partie annulaire de ce même croisillon.

La présente invention vise à éliminer ces contrain-

tes de flexion iélevées et à éviter les défaillances de ces montJres flexibles. Par conséquent le but principal de la présente invention est d'assurer une durée de service et une

longue durée de vie aux instruments qui utilisent des mon-

tJres flexibles et en particulier aux gyroscopes accordés

dynamiquement à deux degrés de liberté.

D'une manière générale la présente invention porte principalement sur les rayons du croisillon d'une monture flexibie dans un gyroscope accordé dynamiquement. AJ lieu

d'utiiiser des rayons ayant une forme généralement rectan-

cO gJiaire et présentant une ouverture rectangulaire, la struc-

ture préférée constitue une poutre 5 résistance constante en

formant chaque rayon en deux sections, chacune de ces sec-

tions ayant la forme d'une paire d'éléments paraboliques se rejoignant à leurs sommets. De cette façon deux paires de

poutres en porte-à-faux constituent chaque rayon du croi-

siiion et ia plus grande résistance des rayons se trouve

aux points soumis à la contrainte de flexion maximale lors-

que ie gyroscope fonctionne.

On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence

au dessin annexé sur lequel: -

La figure 1 est ine vue en perspective d'une monture flexible pour un gyroscope accordé dynamiquement, cette figure montrant l'accouplement de deux paires de secteurs annulaires externes à un anneau d'accouplement h la cardan interne. La figure 2 est une vue en élévation, partiellement en coupe verticale faite suivant la ligne 2-2 de la figure

1, la monture comportant en outre un doigt d'alignement.

La figure 3 est une vue en perspective éclatée de la

monture flexible des figures 1 et 2 montrant diverses par-

ties y compris un croisillon avant leur séparation finale et

i'assembiage.

Les figures 4 à 8 sont des schémas illustrant i'évo-

lution de la configuration parabolique d'un bras double.

Les figures 1 à 3 représentent un gyroscope accordé dynamiquement suivant l'invention comportant des moyens

pour transmettre de l'énergie à partir d'un arbre d'entrai-

nement ( non représenté), lequel tourne autour d'un axe de rotation 14, à des portions d'un anneau externe 16. Comme ii est représenté sur la figure 1, l'anneau externe 16 est divisé en quatre sections 16a,16b,16c, 16d qui sont espacées également les unes des autres autour de l'axe de rotation et

qui ont pratiquement la même inertie. Ainsi qu'il sera ex-

pliqué en détail plus loin, l'arbre d'entraînement est ac-

couplé opérationnellement à une paire de section d'anneau diamétralement opposées; telles que les sections 16a et 16c. Un rotor (non représenté) est fixé typiquement au deux autres sections 16b et 16c diamétralement opposées qui ont habituellement un diamètre externe légèrement plus grand que

celui des sections 16a et 16c.

Sur la figure 1 est représenté un dispositif d'ac-

coupiement universel assemblé entre l'arbre d'entraînement et le rotor, par l'intermédiaire de quatre bras flexibles lRa,18b,18c et 18d. Chaque bras s'étend radialement à partir d'un anneau interne d'articulation à lia cardan 20 jusqu'au

milieu d'une section associée de l'anneau externe 16. PJis-

que les bras flexibles l8a...18d sont élastiques, cet agen-

cement constitue un joint universel entre l'arbre d'entraI-

nement et le rotor, c'est-à-dire que le rotor a deux degrés de liberté de mouvement par rapport à i'arbre d'entraîne- ment. Chaque bras flexible 18a...18d a une section droite qui est caractérisée par une capacité élevée de transmission

de charge b la fois dans le sens axial et dans le sens ra-

dial. Cette conception est aussi caractérisée habitueiiement

In par une faible élasticité en torsion.

La monture flexible 12 est fabriquée à partir d'un groupe de composants verrrouiliés les uns dans les autres et qui comportent un croisillon 22 et une paire de ou traverses flexibles 24 et 24' disposées perpendiculairement l'une à l'autre. Le croisillon 22 est orienté de manière à s'étendre d'une manière générale transversalement par rapport à l'axe

de rotation 14 du rotor 12. Dans le cadre de cette des-

cription l'axe de rotation 14 est considéré comme étant orienté verticalement et par conséquent le croisillon est

orienté dans la direction horizontale.

Le croisillon 22 comporte une partie centrale 26 qui est centrée sur l'axe de rotation 14. Dans cette partie centrale 26 est formée une ouverture circulaire 28 qui est elle-même centrée sur l'axe de rotation 14. Le croisillon 22

comporte également quatre rayons 30a,30b,30c et 30d s'éten-

dant radialement et qui se terminent dans une partie annu-

laire externe 32 qui est centrée sur l'axe de rotation 14.

Les rayons 30a...30d sont équidistants les uns des autres.

Chaque rayon comporte une ouverture 34 orientée radialement, sensiblement elliptique, laquelle se termine par deux fentes extrêmes identiques 34a et 34b. Les fentes 34a constituent de courtes pénétrations radiales dans la partie centrale 26 tandis que les fentes 34b constituent des ouvertures similaires dans ia partie annulaire 32. Le croisillon 22 est conçu dans son ensemble de telle façon qu'ii présente une répartition sensiblement uniforme de son inertie autour de

l'axe de ratation 14.

Les traverses flexibies 24 et 24' ont chacune une forme générale rectangulaire et elies sont pourvues chacune d'une paire de parties formant "clefs" 36,36 s'étendant à partir d'un bord longitudinal de chaque traverse. Chaque partie clef elle-même une forme générale rectangulaire et

elle s'emboite étroitement dans les fentes extrêmes asso-

ciées 34a et 34b, aucun contact n'existant entre ies par-

ties clefs 36 et les parties larges des ouvertures 34.

Une paire de clefs 36,36, à savoir ceiles associées à la traverse 24, ainsi qu'il est représenté, s'étendent vers ie bas tandis que les clefs 36,36 associées à l'autre traverse 24' s'étendent vers le haut. La hauteur des clefs et des traverses dans le sens vertical est choisie- de telle façon que, lorsque les clefs sont totalement engagées dans

les fentes extrêmes radiales 34a, 34b ( avec leur bord lon-

gitudinal adjacent de la traverse en butée contre le croi-

sillon 22), les traverses s'étendent respectivement au-des-

sus et en dessous du croisillon de la même distance. La longueur de chaque clef 36 est choisie de manière que cette clefs s'étendent à partir de l'anneau interne 20 jusqu'à l'anneau externe 16, mais non pas jusqu'aux fonds des fentes associées 34a et 34b. Un avantage appréciable de la présente invention est que les organes 22,24 et 24' peuvent être obtenus par attaque chimique, emboutissage ou formées de

tout autre façon à partir d'un feuillard laminé avec préci-

sion et qu'ils ont ainsi une épaisseur pratiquement uniforme ainsi que des propriétés désirées du point de vue structure

et thermoélasticité. L'ouverture centrale 28 peut être ob-

tenue par attaque chimique ou emboutissage au cours de la

même opération ou bien percée lors d'une opération subsé-

quente. Un matériau convenant à cet effet est constitué par

un acier inoxydable à tremper structurale de la série 300.

La direction du grain du matériau ou du laminage est choisie

de préférence de manière à coïncider avec l'axe longitudi-

nal des traverses et à mi-distance entre les rayons adJa-

cents du croisillon. I1 convient de noter que chacun de ces trois composants de la monture flexible est pratiquement plan.

2 7 1 4 9 0

L'anneau interne 20 d'articJlation la cardan est formé par deux composants annuiaires identiques à savoir

une moitié supérieure 20' et une moitié inférieure 20" pré-

sentant chacune une ouverture centrale 38, s'étendant ver-

ticalement, qJi est alignée avec l'ouverture 28 du croisii- ion chaque moitié 20' et 20" comporte également une paire de fentes 4n perpendiculaires i'jne h l'autre et qui s'étendent en travers des faces opposées de chaque demi-anneau. Les traverses 24, 24' s'emboîtent étroitement dans les fentes in correspondantes 40,40, ces fentes contribuant h supporter et à loger ies traverses avec l'orientation verticale désirée par rapport au croisillon. Cependant les fentes 40,4n sont

iégèrement plus larges qjue i'épaisseur des traverses fie-

xibles afin de faciliter l'écoulement d'une brasure, par

capillarité, juJsqu'aux surfaces voisines de ces éléments.

L'anneau interne 20 peut naturellement être compensé pour faire varier son inertie et par conséquent pour modifier la vitesse d'accord du gyroscope. Suivant une variante des

organes de compensation séparés peuvent être ajoutés à l'en-

semble.

Comme l'anneau interne 20 l'anneau externe 16 est

formé de moitiés d'anneau supérieure 16' et inférieure 16".

Les moitiés d'anneaux 16' et 16" sont pratiquement identi-

ques et elies ont généralement des sections droites rectan-

guiaires. Chaque demi-anneau externe 16' et 16" comporte

également un ensemble de fentes horizontales 46,46 perpendi-

culaires entre elles. Les fentes 46,46 sont disposées de manière h recevoir les extrémités externes 24a, 24a' des

traverses verticales 24 et 24', avec un emboîtement étroit.

Les fentes 40,40 et 46,46 sont toutes adaptées de manière à revevoir les extrémités des clefs 36. Comme les fentes 40,40 ies fentes 46,46 ont une largeur habitueliement un peu plus

grande que l'épaisseur des traverses flexibles afin de faci-

iiter un écoulement de la brasure en direction de ces surfa-

ces. Le rotor 12 comporte un doigt d'alignement 48 qui est maintenu étroitement dans les ouvertures alignées 28 et 38 comme on peJt mieux ie voir sur la figure 2. Le doigt in

d'aiignement 48 a de préférence une section droite circulai-

re et il présente une paire de fentes 48',48' s'étendant

iongitudinaiement et qui sont perpendiculaire l'une à i'au-

tre. Ces fentes reçoivent, supportent et alignent les tra-

verses 24,24' par rapport à i'axe de rotation ainsi que par rapport au croisillon et à l'anneau interne 20. La fonction

support du doigt d'alignement 48 confère égaiement à l'en-

sembie, partiellement et dans une large mesure, une caracté-

ristique d'autofixation.

Les pièces de brasure annulaires ou en forme de rondeiles, telles que les éléments de brasjre 52,52 et

54,54 (figure 3) sont prises en sandwich entre les demi-

anneaux intérieur et supérieur et le croisillon. Suivant une

variante la brasure peut être insérée sous la forme de tron-

çons de baguette dans une série de trous de brasage (non

représenté) formé dans les demi-anneaux.

Lorsque la brasure atteint sa température de fusion,

eile s'écoule en direction des surfaces adjacentes des an-

neaux et du croisillon, y compris dans les fentes des tra-

verses verticales et des anneaux, et elle fixe ces éléments

les uns aux autres.

Il est égaiement possible d'utiliser les trous de

brasage conjointement avec des dégagements de brasage annu-

laires formés dans les demi-anneaux.

Les composants décrits ci-dessus, suivant l'inven-

tion, sont particuiièrement adaptés à une technique d'assem-

biage rapide et à faible coût qui exigent peu ou pas d'expé-

rience. L'ensemble suivant l'invention utilise simplement

un simple dispositif de montage (non représenté) qui suppor-

te ies anneaux et qui présente un trou central pour recevoir

le doigt 48, ce trou étant coaxial avec les anneaux exter-

nes.

Pour assembler les composants, on relie le demi-an-

neau externe inférieur 16" et le demi-anneau interne infé-

rieur 20" au moyen de la traverse inférieure 24' qui est logde dans deux fentes 40,40 de l'anneau intérieur et dans

deux fentes 46,46 de i'anneau extérieur. On place ies mor-

ceaux de brasures 52,54 sur ies demi-anneaux inférieurs 16"

et 20". On engage ensuite le croisillion 22 sur ces compo-

sants de manière que les extrémités des clefs 36 de la tra-

verse 34' lesquelles s'étendent vers ie haut, soient enga-

gées dans les fentes extrêmes 34a et 34b. On assemble la traverse supérieure en insérant ses clefs 36, faisant sail-

lie vers le bas, dans les deux autres fentes extrêmes radia-

les 34a, 34b. On introduit aiors ie doigt d'alignement 48 dans les ouvertures alignées 28 et 38 de l'anneau interne et du croisillon, chaque fente se trouvant à un coin de la paire de traverses verticales 24,24' se recoupant en croix. On place des éléments de brasure additionels 52 et 54

sur le croisillon. On assemble ensuite les moitiés supérieu-

res 20' et 16' de l'anneau interne et de l'anneau externe sur le croisillon 22, la traverse verticale supérieure 24 étant fixée dans les fentes verticaies restantes des anneaux internes et externes. Les parties extrêmes des clefs 36,36 faisant saillie vers le haut sont également fixés dans les

fentes des moitiés supérieures 20' et 16'. Les fentes ex-

trêmes internes 34a se trouvent être prises dans ies demi-

anneaux internes tandis que les fentes extrêmes externes 34b

sont prises dans les demi-anneaux externes.

Il convient de noter que cet ensemble flexible uti-

lise des composants et des techniques d'usinage relativement simples et qu'il présente néanmoins, dans une large mesure, des propriétés d'autoaiignement et d'auto-montage. Les alignements de l'anneau interne et du croisillon par rapport

à i'axe de rotation et l'un par rapport à l'autre sont réa-

lisés au moyen du doigt d'alignement 48 coopérant avec les traverses 24, 24' comme il a été décrit précédemment. Ces traverses sont placées avec l'orientation spatiale désirée par le doigt d'alignement ainsi que par les fentes dans les

anneaux interne et externe.

Les composants assembles sont fixés les uns aux

autres dans leurs positions respectives désirées, en chauf-

fant l'ensemble jusqu'à un point o la brasure fond et fixe

les demi-anneaux interne et externe au croisillon intermé-

diaire pris en sandwich. La brasure fixe égaiement les ex-

trémités des traverses 24 et 24' aux anneaux interne et externe ainsi qu'aux parties adjacentes du croisillon et elles ies centrent par rapport à ceux-ci. L'invention permet par conséquent ie brasage simultané de tous les composants de i'ensembie, les opérations de brasage étant effectuées en des endroits multiples en même temps.

On peut utiliser n'importe quelle brasure et techni-

que standard pour le matériau sélectionné. Un matériau qui

s'est révélé être particulièrement utilisable, est un al-

iiage d'argent ayant un point de fusion d'environ 70nfl C.

Pendant le brasage l'ensemble est aussi traité thermiquement et durci par veiilissement en le chauffant à 9800C, en le refroidissant lentement à la température ambiante puis plus bas jusqu'à -73 C, pour le ramener enfin à la température ambiante. Le brasage est réalisé de préférence sous vide sans présence d'un flux. Pendant le brasage, la brasure en

excès s'écoule en direction de la chambre 58 formée à l'en-

droit du bord externe de l'anneau externe 16 et vers les

fentes du doigt d'alignement 48 o cette brasure se répar-

tit automatiquement d'elle-même d'une manière régulière.

Etant donné qu'il y a un jeu appréciable entre les parties centrales de chaque clef et les zones centrales larges des ouvertures 34, la brasure est limitée dans son écoulement en direction des fentes extrêmes 34a et 34b. Ainsi il n'y a-pas de danger que les traverses verticales ne fléchissent pas

indépendamment i'une de l'autre. Une fois brasés et refroi-

* dis l'anneau externe et les parties prises en sandwich de ia partie annuiaire externe 32 du croisillon et de l'anneau

externe peuvent être découpés en quatre secteurs indépen-

dants 16a...16d comme il est représenté sur ia figure 1.

A titre illustratif et non limitatif les dimensions suivantes sont représentatives d'un rotor du type représenté

sur ies figures 1-3. Le croisillon et les traverses flexi-

bles verticaies 24 et 24' sont formés à partir d'un feuil-

lard d'acier inoxydable ayant une épaisseur d'environ

0,008cm. Le croisillon a un diamètre externe d'environ 10cm.

La longueur totale de l'ouverture 34 et des fentes radiales 34a et 34b est d'environ 0,40cm. La largeur maximale de l'ouverture 34 est d'environ 0,n5cm tandis que la largeur des fentes 34a, 34b est d'environ n,015cm afin de pouvoir

ioger les traverses flexibles verticales qJi ont jne épais-

seur d'environ n,008cm.

Les traverses ont une longueur totale d'environ 1,10cm et jne hauteur, à l'exclusion des ciefs 36, d'environ Icm. Les ciefs 36 ont chacjne une hauteur de 0,10cm et une longueur de 0,4cm. Chaque demi-anneau externe a un diamètre externe de 1,15cm et jn diamètre interne de 0,89cm, les fentes verticaies 46,46 s'étendant radialement avec une profondeur d'environ 0,10cm et une iargeur de 0,01cm. Chaque moitié 16' et 16" a une hauteur d'environ 0,3cm. L'anneau interne a de préférence un diamètre externe maximal de 0,3Rcm, un diamètre externe minimal de 0,16cm et chaque moitiéd'anneau une hauteur d'environ 0,15cm. Le doigt 48 s'étend sur une longueur de 0,86cm avec un diamètre de 0,16cm. Les fentes 48' s'étendent sur une iongueur de 0,56cm

et ont une largeur de 0,01em.

Si on considère le croisillon représenté sur ia figure 3, on peut voir que sa zone centrale interne 26 est reliée à la zone externe annulaire 32 par quatre rayons identiques, espacés régulièrement les uns des autres. Si on

considère un rayon type 3nd, on peut voir qu'il est cons-

titJé de deux sections qui sont symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan et qui sont situées des deux côtés

opposés de l'ouverture centrale 34 sensiblement elliptique.

Chaque section comprend deux extrémités relativement larges attenantes respectivement à la zone centrale 26 et la zone anniulaire externe 32. Chaque section présente également une

portie rétrécie située sensiblement au milieu de sa lon-

gueur. Le ddveioppement de ces configurations des rayons et

leur raison d'être sont développés ci-après.

Sur la figure 4 est représenté une poutre en porte-

à-faux de forme paraboiique et de longueur L, laquelle est ancrée sur un support 102. L'application d'une charge à son extrémité non supportée peut être représentée par la flèche P. Dans ie cas de la configuration parabolique dont ii est question, La profondeur de la poutre h n'est pas constante

mais elle a Jne vaieur y en n'importe qJei point X, la con-

trainte S étant constante en tous les points X. La formule donnant la contrainte peut être aiors réduite à l'équation de ia parabole de ia figure 4. Cependant ies sections des

rayons du croisillon ne sont pas de simples poutres en por-

te-à-faux mais elies constituent des poutres supportées à

leurs deux extrémités.

La figJre 5 est une représentation schématique d'une

poJtre simple de longueur L et de hauteur h maintenue rigi-

dement à ses deux extrémités. Si on suppose qu'une force P l1 est appiiqu. ,!; cette poutre, celle-ci fléchit comme il est iluJstré sur la figure 6 et son extrémité droite se dépiace vers le bas. En fait la structure se comporte comme deux poutres en porte-à-faux ayant chacune une longueur L/2 et étant chacune sollicitée par une force P.

Sur ia figure 7 deux éléments parabolique ayant cha-

cun une longueur L/2 tels que ceux représentés sur la figure 4, sont substitués à la poutre de la figure 6. Du fait que les deux paraboles se rejoignent en un point de contact situé à l'endroit de leurs sommets, une jonction centraie est formée par i'addition d'une zone de matériau formant

pont, ainsi qu'ii est représenté sur la figure 8, afin d'ob-

tenir une structure pratique. La zone du pont est naturel-

lement créée lors de l'opération d'estampage originale au

cours de laquelle est formé le croisillon.

Avec les croisillons connus antérieurement et qui comportent des rayons de forme générale rectangulaire, les contraintes apparaissant pendant la torsion du pivot sont maximales aux extrémités de la poutre o elle est supportée et nulles au centre. Une rupture due à la fatigue apparalt aux points soumis h la plus forte contrainte. Au contraire dans la poutre à contrainte constante suivant l'invention ia contrainte est réduite et répartie régulièrement et elle ne

tend pas à provoquer une rupture du croisiiion.

Lorsqu'elle est utilisée dans un gyroscope accordé dynamiquement, la monture flexible suivant l'invention présente des propriétés de structure et de thermoéiasticité supérieures h celles d'une monture flexibie d'une seule pibce coûteuse et fortement Jsinde, et ce avec un prix de

revient de fabrication remarquablement plus bas. En particu-

lier la monture flexible est formée de préférence h partir de trois éléments ayant des configurations comparativement simples, lesquels peuvent être fabriqués à -partir d'un feuillard d'un faible prix. Lorsqu'iis sont utilisés pour le montage des composants d'un gyroscope accordé dynamiquement, les anneaux interne et externe associés peuvent être formés

par de simples opérations d'usinage, en comprenant les fen-

tes radiales étroites prévues aux extrémités des rayons, en

évitant n'importe qqel effet indésirable sur l'action élas-

tique en flexion. L'invention fournit également un ensemble

qui fixe les divers composants en une unité intégrale uni-

que, grâce à des opérations de brasage simultanées en de multiples endroits. L'opération de brasage n'exige pas des

dispositifs de montage complexes et coûteux qui sont utiii-

sés habituellement dans les techniques de constructions connues antérieurement. Enfin la configuration particulière du croisillon qui présente des rayons réalisés sous la forme

de poutres en porte-à-faux paraboliques se rejoignant, con-

2) tribue à assurer une longue durée de service, une fabrica-

tion plus précise et permet d'obtenir des performances amé-

liorées pour le gyroscope.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1.- Instrument h inertie comportant un arbre d'en-

traInement et un organe entrainé en rotation lesquels sont normaiement coaxiaux avec un axe de rotation,et une monture flexibie pour accoupler l'arbre d'entralnement h l'organe entrainé en rotation, cette monture permettant un écart angiulaire à deux degrés de liberté de l'organe entrainé

autour d'axes perpendiculaires à l'axe de rotation, carac-

térisé en ce que la monture comprend un croisillon (22) disposé normalement perpendiculairement à l'axe de rotation (14) et comportant quatre rayons (30b,30b,30c,30d) situés à égale distance les uns des autres, s'étendant à partir d'une

zone centrale annulaire (26) adjacente à l'arbre d'entraine-

ment, jusqu'à une zone annulaire externe (32) adjacente à l'organe entraîné en rotation, chacun de ces rayons (30a,30b,30c,30d) comportant deux sections semblables ayant chacune approximativement la forme de deux paraboles se

rejoignant à leurs sommets.

2.- Instrument à-inertie suivant la revendication 1

caractérisé en ce que le croisillon (22) est percé d'ouver-

tures (34)relativement grandes formées respectivement entre les deux sections de chacun des rayons (30a,30b,30c,30d),

chacune de ces ouvertures (34) étant prolongée par des fen-

tes s'étendant radialement (34a,34b), relativement petites, lesqueliles sont formées respectivement dans la zone centrale

interne (26) et dans ia zone annulaire externe (32).

3.- Instrument à inertie suivant la revendication 2 caractérisé en ce que la monture comporte des traverses flexibles (24,24') comportant des parties en forme de clefs (36) qui sont brasées dans ies fentes (34a,34b) s'étendant

radiaiement.

4.- Instrument h inertie suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque section d'un rayon comporte une zone de matériau formant pont h l'endroit des sommets afin

de former une jonction entre ceux-ci.

5.- Instrument à inertie suivant ia revendication 1 caractérisé en ce que chacune des sections de chacun des ra)ons (30a,30b,30c,30d) comprend une paire de poutres en porte-à-faux.

6.- Instrument h inertie suivant ia revendication 2 caractérisé en ce que la monture comprend des traverses verticales (24,24') comportant des parties formant clefs (36) qui sont engagées dans les fentes relativement petites

(34a,34b) qui s'étendent radiaiement.

lfl 7.- Instrument à inertie suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chacun des rayons (30a,30b,3nc,30d) est conformé, le long de sa longueur, de manière à consti

tuer une poutre à contrainte constante.