Brevet FR2135415A1 — publié le 19721222

La présente invet0tlon a pour objet un palier-butée aérostatique. 0n sait que dans certains montages mécaniques et notamment dans des montages ou l'entraînement en rotation d'un organe tel que par exemple une broche doit erre assuré à très grande vitesse et avec une précision de circularité de l'ordre du dixième de micro, On est conduit ë mettre en oeuvre des paliers-butées du -type aérostatique, les paliers-butées classiques ne pouvant réaliser de telles performances. Dans de tels paliers-butées aérostatiques, un fluide sous pression généralement de l'air comprimé est injecté en permanence entre la partie mobile et la partie fixe et assure i maintien desdites parties l'une par rapport à l'autre sans le moindre contact mutuel. Cependant, les dispositifs connus présentent un certain nombre d'inconvé nient. En particulier, la disposition relative de leurs éléments constitutifs limite leur application à une fonction unique, telle que par exemple à l'adaptation à une broche de haute précision destinée au contrôle métrologique. Par ailleurs, de tels dispositifs connus présentent unvolume ainsi qu'un poids notables, ce qui les rend inaptes à être intégrés dans certains montages mécaniques classiques. En outre, les paliers-butées aérostatiques mis en oeuvre jusqu'ici ne peuvent entraîner avec précision que des pièces présentant une masse relativement faible, ce qui limite à rousseau leur champ d'application. De plus, la précision de rotation ne peut être assurée au delà du dixième de micron, ce qui rend leur intégration impossible dans des montages oL ladite précision doit atteindre notamment le centième de micron. La présente invention permet de remédier d de tels inconvénients. Elle a pour objet un palier-butée aérostatique de précision aisément adaptable 2 de nonbreux montages mécaniques ct pouvant notamment supporLer @@ns ngen- drer la moindre vibras on toute pièce entrainée en rotation meme a vitesse élevée, ledit: palier-butée présentant une très grande simplicité de conception et de structure tout en assurant une fiabilité élevée. L' Invention concerne donc un palier-butée aérostatique comprenait essentiellement une bague extérieure et une bague intérieure adaptecs aux organes externes ainsi que des orifices J1 alimentation en air comprimé ladite bague Intérieure étant :t::çue dans un alésage de ladite bague extérieure avec un j'-u prédCterminé et pouvant etre entraînée en rotation par rapport à cette derniFre et vice-versa, caractérisé par le fait que la butée est formée de deux parties, une première partie constituée par un épaulement fixe solidair de l'une des trémités de la bague intérieure, et une deuxième partie amovible constituée par me c3nzre-butée présentant un diamètre au moins égal au diamètre dedit épaulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement -iimitatif en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels. La figure I représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un palier-butée aérostatique à simple effet selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation d'un palier-butée aêrostatique à simple effet selon l'invention. La figure 3 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un palier-butée aérostatique à double effet selon l'invention. La figure 4 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation d'un palier-butée aérostatique à double effet selon l'invention. La figure 5 représente dans le détail un palier-butée aérostatique à double effet et à bague intérieure fixe, selon 11 invention. La figure 6 représente dans le détail un palierbutée aérostatique à double effet et à bague intérieure mobile selon l'invention. Tel qu'il est représenté figure 1 dans un premier mode de réalisation le palier-butée aérostatique comporte une bague cylindrique extérieure ou stator I et une bàgue cylindrique intérieure ou rotor 2. Le stator ! comporte d'une part un alésage axial 3 usiné à une côte nominale donnée, et d'autre part un cylindre axial 4 usiné avec précision à une côte de valeur telle que son montage puisse être effectué dans l'organe extérieur 5 que le palier-butée doit équiper. Par ailleurs les fàces latérales 6 et 7 du stator I sont soigneusement usinées de façon à présenter une excellente planéité et un parallélisme rigoureux. Le rotor 2 comprend d'une part un cylindre axial 8 usiné à une côte nominale dcnnée, et d'autre part un alésage axial 9 usiné avec précision à une côte permettant le montage du rotor 2 sur l'organe à équiper, en l'occurrence un arbre 10. Par ailleurs, le cylindre 8 comporte un épaulement 11 constituant une butée à simple effet dont la face 12 en regard de la face 7 du stator 1 est plane et perpendiculaire au cylindre 8. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation du palier-butée à simple effet selon l'invention dans lequel l'alésage axial 9 (figure 1) est avantageusement remplacé par un ou deux cylindres extérieurs 13 et 14 pouvant être adaptés sur un organe extérieur, le cylindre 13 étant représenté adapté dans un organe externe mobile en rotation 15, les organes annexes étant identiques à ceux précédemment décrits figure 1. La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un palier-butée à double effet comportant les organes précédemment décrits figures 1 et 2, mais de plus on a fixé sur le cylindre 8 par tout moyen approprié une pièce 16 ou contrebutée coopérant avec l'épaulement 11 pour réaliser une butée à double effet. Bien entendu la face 17 de ladite pièce 16 en regard de la face 6 du stator I présente -les caractéristiques de planéité et de perpendicularité précédemment invoquées. En référence à la figure 4 qui représente un deuxième mode de réalisation d'un palier-butée à double effet, on voit que la-pièce ou contre-butée 16 est fixée sur le cylindre 4 du même côté que l'épaulement 11 du cylindre 8. Bien entendu on peut dans le cas des exemples de réalisation décrits figure 3 et 4 réaliser une butée à simple effet en enlevant-la contre-butée. On retombe alors dans le cas des figures 1 et 2. Dans tous les modes de réalisation illustrés figures 1 à 4, la longueur du palier-butée est fonction des charges à supporter. De plus, les orifices d'alimentation en air ou gicleurs (non représentés) sont disposés soit dans la bague extérieure soit dans la bague intérieure selon l'utilisation, et en un nombre fonction de la charge à supporter. La figure 5 représente dans le détail, un palier-butée aérostatique à butée à double effet comportant une bague intérieure 20 fixe et une bague extérieure 21 mobile en rotation. La bague intérieure 20 comporte deux épaulements ou collerettes 22 et 23 constituant la butée à double effet, l'épaulement 22 étant solidaire de ladite bague 20 tandis que la collerette ou contre-butée 23 lui est assemblée par tout moyen approprié. Par ailleurs la bague 20 et la contre-butée 23 comportent respectivement une chemise 24 et une rondelle 25 réalisant une étanchéité rigoureuse entre de tels organes et la bague extérieure 21. On a représenté également sur la figure 5 les orifices ou gicleurs d'alimentation en air comprimé répartis en quatre groupes, deux groupes référencés 26 affectés au palier, et deux groupes référencés 27 pour la butée à double effet L'alimentation de tels orifices est effectuée au moyen d'une canalisation 28 raccordée à la source d'air comprimé, et ce par l'intermédiaire de rainures circulaires 29 et 30 usinées dans la bague intérieure 20, et dans la contre-butée 23 respectivement, chacune desdites rainures alimentant tous les gicleurs d'un même groupe. Par tailleurs, la chemise 24 comporte des rainures circulaires d'échappement de l'air, savoir une rainure centrale 31 et deux rainures d'extrémité 32 mises en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire de canalisations 33 et 34 respectivement débouchant dans un collecteur 35. La figure 6 représente un palier-butée aérostatique de structure simplifiée, pouvant être utilisé en particulier pour supporter des charges de faible importance. Un tel dispositif comporte une bague intérieure 40 montée sur un arbre rotatif 41 et une bague extérieure 42 adaptée sur un organe extérieur fixe 43. On voit sur la figure que les faces latérales de la bague extérieure 42 et les faces latérales en regard de l'épaulement 44 ainsi que de la collerette ou- contre-butée 45 liée à ladite bague 40 constituent une butée à double effet. Il est bien entendu qu'une butée à simple effet peut etre réalisée en déso lidarisant la contre butée 45 de la bague 40. Par ailleurs une chemise 46 est disposée de façon étanche entre les bagues 40 et 42. Un tel dispositif comporte un seul groupe de gicleurs 47 alimentés par une rainure circulaire 48 reliée à la source d'air comprimé (non représentée) par l'intermédiaire de la conduite 49. En conséquence les deux faces de la butée sont alimentées par l'air débouchant de chaque extrémité du palier, avant échappement direct dans l'atmosphère. Il convient de signaler que dans les exemples de réalisation susdécrits, les gicleurs mis en oeuvre sont avantageusement conformes au type décrit et revendi qué par la Demanderesse dans sa demande de brevet français nO 70.18.207 en date du 20 mai 1970 pour "Broche de haute précision à palier-butée aérostatique". Il faut noter en outre qu'il est possible d'envisager toutes les combinaisons possibles entre les modes de réalisation précédemment décrits,- en ce qui concerne notamment la disposition relative des organes extérieurs, la butée, pouvant être soit à simple effet soit à double effet, et la disposition des gicleurs. Le dispositif, objet de l'invention peut être adapté à de nombreux montages mécaniques surtout dans le cas où des vitesses de rotation élevées et une précision de circularité de l'ordre du centième de micron doivent être réalisées et cela sans engendrer la moindre vibration. Par ailleurs il est susceptible de supporter des charges élevées, pendant de longues durées. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention dans une situation technique particulière on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de celle-ci, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. REVENDICATIONS 1/ Palierbutée aérostatique comprenant essentiellement une bague extérieure, et une bague intérieure adaptées aux organes externes ainsi que des orifices d'alimentation en air comprimé, ladite bague intérieure étant reçue dans un alésage de ladite bague extérieure avec un jeu prédéterminé et pouvant étre entraînée en rotation par rapport à cette dernière et vice-versa, caractérise par le fait que la butée est formée de deux parties, une première partie constituée par un épaulement fixe solidaire de l'une des extrémités de la bague intérieure et une deuxième partie amovible constituée par une contre-butée présentant un diamètre au moins égal au diamètre dudit épaulement. 2/ Palier-butée aérostatique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite contre-butée est fixée sur l'autre extrémité de ladite bague intérieure. 3/ Palier-butée aérostatique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite contre-butée est fixée sur l'une des extrémités de ladite bague extérieure en vis à vis dudit épaulement. 4/ Palier-butée aérostatique selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que lesdits orifices d'alimentation en air comprimé débouchent sur la périphérie interne dudit alésage de la bague extérieure. 5/ Palier-butee aérostatique selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que lesdits orifices d'alimentation en air comprimé débouchent sur la périphérie externe de ladite bague intérieure. 6/ Palier-butée aérostatique selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que les faces latérales de ladite bague extérieure et les faces dudit épaulement ainsi que de ladite contre-butée disposées en regard sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe de rotation. 7/ Dispositif mécanique comportant un palier-butée aérostatique conforme à l'une des revendications 1 à 6.