Brevet FR2765792A1 — publié le 19990115

DISPOSITIF SUPPORT DESTINE A GUIDER LA ROTATION D'UNE BROCHE DE TOURNEBROCHE La présente invention concerne un dispositif support destiné à guider la rotation d'une broche de tournebroche, ladite broche présentant une section carrée au moins sur la partie supportée où vient s'exercer l'action dudit dispositif support. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'industrie électrodomestique, notamment dans celui des rôtissoires et autres appareils servant à faire tourner une broche à rôtir. Classiquement, lorsque l'on désire assurer le maintien et le guidage d'un organe mobile par un élément support, on s'arrange pour que les parties en contact présentent des formes sensiblement complémentaires. Lorsque l'organe mobile est destiné à être animé par un mouvement de rotation, il apparaît naturel que l'interface soit constituée de parties de sections circulaires. Cependant, pour de multiples raisons à caractères structurels et/ou fonctionnels, il est parfois nécessaire de contrôler la rotation d'un organe dont le profil transversal n'est pas strictement rond, tout du moins à l'endroit où doivent s'exercer le maintien et le guidage. C'est précisément le cas des broches de rôtissoires qui, dans leur grande majorité, sont réalisées à partir de fil de section carrée à angles arrondis, bien que ce type de profil ne constitue pas à l'évidence une forme optimale pour tourner sur lui-même. Pour remédier à cette difficulté, on a généralement recours à une pièce intermédiaire de section circulaire, que l'on vient solidariser le long de la partie de section carrée de la broche. La fixation s'effectue à l'endroit précis où doivent être réalisés le maintien et le guidage, de manière à ce que ladite pièce puisse coopérer par contact avec une forme complémentaire ménagée sur l'élément support. Le façonnage de cette pièce supplémentaire, par décolletage ou matriçage par exemple, ainsi que sa solidarisation sur la broche par tous moyens connus tels que le soudage notamment, constituent cependant des opérations techniques compliquées et coûteuses comparées à la basicité et au prix de revient d'une simple tige de broche. Bien entendu, il est également possible d'obtenir un résultat équivalent en ménageant une forme circulaire directement sur le corps de la broche. Mais là encore, les opérations d'usinage alors nécessaires sont de nature à augmenter de manière significative le coût global de ce type d'organe tournant. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un dispositif support destiné à guider la rotation d'une broche de tournebroche, ladite broche présentant une section carrée au moins sur la partie supportée où vient s'exercer l'action dudit dispositif support, dispositif support qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état de la technique en assurant les fonctions de maintien et de guidage sans imposer un quelconque surcoût au niveau de la broche. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit dispositif support comporte une surface d'appui, formant palier, apte à coopérer par contact avec au moins deux arêtes consécutives de la partie supportée, quelle que soit la position en rotation de la broche. L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de n'exiger aucune modifications formelles et/ou structurelles au niveau de la broche. Cette dernière peut par conséquent être utilisée telle quelle, sans qu'il soit nécessaire de lui adapter une pièce supplémentaire ou de procéder à un quelconque usinage de la partie supportée de section carrée. Cette caractéristique permet de manière particulièrement avantageuse de préserver le prix de revient initial de la broche et par conséquent de diminuer sensiblement le coût du tournebroche correspondant, considéré dans son ensemble. En raison de l'absence totale d'aménagements sur la broche, la surface d'appui est ici directement au contact de la partie supportée de section carrée, contrairement aux dispositifs de l'état de la technique. Aussi, les fonctions de maintien et de guidage sont assurées grâce à la seule forme particulière de cette surface. Afin de pouvoir jouer pleinement son rôle de palier, la surface d'appui est bien entendu disposée essentiellement sous la partie supportée, de manière à pouvoir soutenir la broche soumise à sa propre pesanteur. Le guidage requiert quant à lui bien plus qu'un simple positionnement. I1 nécessite une conformation tout à fait particulière de la surface d'appui, afin de garantir au moins deux zones de contact avec la broche, quelle que soit la position relative de ladite broche par rapport à ladite surface d'appui au cours de la rotation. En effet, deux zones de contact distinctes apparaissent parfaitement suffisantes pour assurer une stabilité statique convenable à un organe de section carrée. Dans la mesure où ces zones de contact sont suffisamment espacées d'une part, et qu'elles sont au minimum au nombre de deux quelle que soit la position relative de l'organe par rapport à la surface d'appui, d'autre part, cette stabilité peut être avantageusement préservée de manière continue au cours d'une rotation dudit organe. Dans le cas présent, les zones de contact portées par la broche sont constituées par les arêtes de la partie supportée de section carrée. Selon une particularité de l'invention, la surface d'appui comporte une portion concave présentant un profil longitudinal circulaire dont le rayon est sensiblement égal à la moitié de la longueur séparant deux arêtes opposées de la partie supportée de section carrée. Ainsi conformée, la surface d'appui est parfaitement apte à jouer son rôle de palier puisqu'elle est en mesure de remplir efficacement les deux fonctions essentielles du dispositif support. En effet, le profil longitudinal circulaire de la portion concave constitue à n'en pas douter une forme optimale pour supporter et maintenir une broche dont la plus grande longueur en section, à savoir la distance entre deux arêtes opposées, est parfaitement complémentaire du diamètre du logement circulaire destiné à la recevoir. La complémentarité dimensionnelle, existant entre la section de la partie supportée et la forme de la portion concave, présente des avantages encore plus significatifs en terme de guidage. C'est ainsi qu'une fois mis en place sur le dispositif support, la broche présente un axe de rotation central se confondant avec la direction autour de laquelle est définie la courbure circulaire de la portion concave. Aussi, lorsque cet organe mobile va être soumis à un mouvement de rotation, la partie supportée de section carrée va se comporter comme un élément de section circulaire et de forme complémentaire à la portion concave. La seule différence notable réside dans la nature de l'interface entre la surface d'appui et la partie supportée. Ici, il n'est pas question de contact entre deux formes parfaitement complémentaires, mais plus exactement de coopération entre une surface d'appui et des zones de contact linéaires correspondant aux arêtes de la partie supportée de section carrée. L'autre avantage décisif procuré par la complémentarité dimensionnelle entre partie supportée et portion concave réside dans une limitation importante des jeux de fonctionnement. Cette commodité, combinée au phénomène de concentricite précédemment exposé, permet à l'axe de rotation de rester parfaitement centré lorsque la broche est animée d'un mouvement tournant. Il en résulte par conséquent, de manière particulièrement avantageuse, un guidage tout à fait précis de la rotation. Selon une autre particularité de l'invention, le profil longitudinal circulaire de la portion concave couvre un angle inférieur à 270". Le but est ici d'offrir la possibilité de réaliser la mise en place de la broche sur la surface d'appui par introduction radiale. Cette technique apparaît en effet beaucoup plus pratique que l'insertion axiale. De manière particulièrement avantageuse, le profil longitudinal circulaire de la portion concave couvre un angle d'au moins 1800. Cette spécificité permet de garantir en permanence au moins deux zones de contact distinctes entre la partie supportée et la portion concave, c'est-à-dire quelle que soit la position relative de la broche par rapport à la surface d'appui. Dans le domaine particulier des tournebroches, il existe une proportion importante de broches dont la section carrée comporte quatre arêtes arrondies parfaitement identiques. Par ailleurs, chaque arête arrondie présente quasi systématiquement une forme circulaire dont le centre correspond au point par lequel passe l'axe de rotation de la broche. En d'autres termes, chaque arête arrondie est centrée par rapport audit axe de rotation. Dans cette configuration précise, il est prévu d'optimiser l'étendue angulaire minimale de la portion concave. Aussi, selon une variante de réalisation de l'invention destinée aux broches de sections carrées à arêtes arrondies, le profil longitudinal circulaire de la portion concave couvre un angle au moins égal à la différence entre la valeur angulaire d'un angle plat et celle correspondant à la section circulaire de chaque arête arrondie. Comme dans le cas précédent, la conformation minimale de la surface d'appui permet de bénéficier d'au moins deux zones de contact entre la partie supportée et la portion concave. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Les figures 1 à 3 illustrent schématiquement la coopération entre une broche de section carrée et une surface d'appui minimale, conforme à l'objet de la présente invention. Les figures 4 à 6 représentent également de manière schématique le principe de coopération entre un élément tournant et une surface d'appui minimale, mais selon une variante de réalisation plus particulièrement destinée à une broche de section carrée à arêtes arrondies. La figure 7 est une vue en coupe d'un dispositif support selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 8 constitue une coupe longitudinale partielle d'un tournebroche conforme à l'invention, illustrant de manière schématique le positionnement d'un ensemble dispositif support - broche, par rapport à un organe d'entraînement chargé de transmettre le mouvement de rotation. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seules les caractéristiques essentielles pour la compréhension de l'invention ont été représentées, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 à 3, le dispositif support 1 comporte une surface d'appui 2 apte à maintenir et guider la rotation d'une broche 3 de section 4 strictement carrée. La partie supportée 5 présente par conséquent quatre arêtes vives 6a, 6b, 6c, 6d à angles droits, parfaitement parallèles à l'axe de rotation 7 de la broche 3. Dans ce mode de réalisation particulier, la surface d'appui 2 est volontairement limitée à une simple portion concave 8 dotée d'un profil longitudinal circulaire. Le but est avant tout de proposer une représentation schématique susceptible de simplifier au maximum les explications relatives à la coopération par contact entre la partie supportée 5 et la surface d'appui 2. De même, l'angle couvert par le profil longitudinal circulaire de la portion concave 8 est fixé à 1800 de sorte que la surface d'appui 2 présente la forme minimale apte à garantir au moins deux zones de contacts avec la partie supportée 5, quelle que soit la position en rotation de la broche 3. Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, le rayon du profil longitudinal circulaire de la portion concave 8 est très légèrement supérieur à la demi-longueur séparant deux arêtes opposées de la section carrée 4. Il est à noter que pour l'ensemble de ce texte, la locution profil longitudinal désigne toute section de la portion concave 8 réalisée dans un plan parallèle au plan dans lequel est disposé le dispositif support 1. Comme la partie supportée 5 présente une section carrée et que le profil de la portion concave 8 est circulaire, la broche 3 ne peut coopérer par contact avec la surface d'appui 2 que par l'intermédiaire de ses arêtes 6a, 6b, 6c, 6d. Grâce à l'étendue de la portion concave 8, ainsi qu'à la complémentarité dimensionnelle existant entre la diagonale de la section carrée 4 et le diamètre du profil circulaire, au moins deux de ces arêtes 6a, 6b, 6c, 6d sont systématiquement au contact de la surface d'appui conformément aux figures 1 à 3. Lorsque, comme le montre la figure 1, les faces orthogonales de la partie supportée 5 sont positionnées selon le cas, soit horizontalement, soit verticalement, seules deux arêtes 6c, 6d assurent les fonctions de maintien et de guidage. Au cours de la rotation de la broche 3, ces arêtes 6c, 6d vont balayer l'intégralité du profil circulaire de portion concave 8 ; l'ensemble restant parfaitement en contact intime sous l'effet du simple poids de ladite broche 3 et de son éventuelle charge. Quand l'angle formé entre chaque face orthogonale de la partie supportée 5 et l'horizontal approche des 45O comme sur la figure 2, les deux zones de contact sont toujours bien présentes de sorte que la rotation de la broche 3 est continuellement contrôlée. Dès que l'angle précité atteint précisément la valeur de 450, et que par conséquent les diagonales de la section carrée sont respectivement parfaitement horizontales et verticales, l'interface entre la partie supportée 5 et la portion concave 8 est constituée par trois zones de contact correspondant aux trois arêtes 6b, 6c, 6d. Lorsque la rotation va se poursuivre, l'arête 6d va alors quitter la surface d'appui 2 et l'arête 6b va quant à elle commencer à parcourir la portion concave 8, de sorte qu'il existe à nouveau deux zones de contact aptes à supporter et à guider la rotation de la broche 3. La variante de réalisation représentée sur les figures 4 à 6 fonctionne sur le même principe. Elle est cependant adaptée à une broche 10 de section carrée 11 à arêtes arrondies 12a, 12b, 12c, 12d. Aussi, le dispositif support 13 comporte une surface d'appui 14 se présentant sous la forme d'une simple portion concave 15 de profil longitudinal circulaire. Conformément à l'invention, son rayon est quasiment identique, c' est-à-dire très légèrement supérieur, à la moitié de la longueur séparant deux arêtes opposées 12a, 12b, 12c, 12d de la partie supportée 16 de la broche 10. Contrairement au premier cas, cette longueur ne correspond pas à la demi-diagonale de la section carrée mais bien à la demi-longueur existant entre les sommets respectifs de deux arêtes arrondies 12a, 12b, 12c, 12d opposées. Avec une telle section 11 de partie supportée 16, les dimensions de la surface d'appui 14 peuvent être encore davantage réduites par rapport à celles qui seraient nécessaires en l'absence d'arêtes arrondies 12a, 12b, 12c, 12d. Ainsi, le profil longitudinal circulaire de la portion concave 15 couvre ici un angle égal à la différence entre la valeur angulaire d'un angle plat, c'est-à-dire 1800, et celle correspondant à la section circulaire de chaque arête arrondie 12a, 12b, 12c, 12d. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 4 à 6, la coopération entre la partie supportée 16 et la portion concave 15 s'effectue de manière identique à celle décrite dans le cas d'une section strictement carrée (figures 1 à 3). On trouve toujours au minimum deux zones de contact pour constituer l'interface entre le broche 10 et la surface d'appui 14. De même, une arête 12b vient systématiquement entrer en contact avec la portion concave 15 lorsque l'arête opposée 12d se désengage progressivement sous l'effet de la rotation de la broche 10. On peut observer sur la figure 7 un dispositif support 20 selon un mode de réalisation actuellement préféré, puisqu'il est destiné à contrôler la rotation d'une broche 21 fabriquée à partir du matériau le plus fréquemment utilisé pour ce type de produit, à savoir un fil de section carrée à arêtes arrondies 22a, 22b, 22c, 22d. Outre la portion concave 23, la surface d'appui 24 du dispositif support 20 comporte deux portions adjacentes 25, 26 respectivement solidaires de chaque extrémité de ladite portion concave 23. Chaque portion adjacente 25, 26 s'étend de manière sensiblement continue dans le prolongement de l'extrémité correspondante de la portion concave 23, et présente une section identique. En outre, le positionnement relatif des deux portions adjacentes 25, 26 n'est pas parallèle mais réalisé suivant des directions sécantes allant en s'écartant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la portion concave 23. Ainsi conformée, la surface d'appui 24 présente une forme en vé facilitant l'introduction radiale de la broche 21, en procurant avantageusement un guidage latéral lors de cette opération. Bien entendu, l'ouverture du vé peut prendre n'importe quelle valeur. Dans la pratique, elle est avantageusement supérieure à 10 . De manière connue, un tournebroche est constitué par une pièce amovible que l'on vient fixer temporairement à l'intérieur d'un four. Cette pièce peut prendre l'aspect d'un berceau monté horizontalement amovible contre les parois latérales du four, par exemple par coulissement comme une classique grille. Elle peut également se présenter sous la forme d'un support monté verticalement amovible sur la paroi inférieure, par exemple par insertion dans des trous. Quoi qu'il en soit, l'immobilisation verticale de la broche est réalisée par la surface d'appui formant palier. Sur ce point, un tournebroche 30 comportant un dispositif support 31 conforme à l'invention fonctionne sur le même principe. Il en va en revanche différemment en ce qui concerne l'immobilisation axiale, c'est-à-dire celle susceptible d'empêcher toute translation suivant l'axe de rotation de la broche. Dans le cas des tournebroches de l'état de la technique, cette immobilisation s'effectue simplement en faisant coopérer une gorge, ménagée sur le pourtour de la pièce intermédiaire, avec une surface d'appui de forme complémentaire. Comme l'ensemble est disposé transversalement par rapport à l'axe de la broche, il en résulte un phénomène de retenue parfaitement suffisant. La figure 8 illustre la solution retenue pour immobiliser axialement la broche 21 de la figure 7. Le tournebroche 30, partiellement visible sur cette coupe longitudinale, comporte bien entendu un dispositif support 31 conforme à l'invention. On remarque également que la broche 21 est dotée classiquement d'une poignée de préhension 28 et que son extrémité libre 29 coopère avec un organe d'entraînement 40 chargé de transmettre horizontalement le mouvement de rotation. Selon une spécificité particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif support 31 est positionné par rapport à l'organe d'entraînement 40 de manière à imposer une inclinaison à la broche 21 par rapport à l'horizontale, la partie la plus basse devant être l'extrémité libre 29, c'est-à-dire celle destinée à être en contact avec ledit organe d'entraînement 40. Comme on peut le voir sur la figure 8, cela revient à surélever la partie de la broche 21 proche de la poignée 28 par rapport à l'axe de rotation de l'organe d'entraînement 40. Ainsi disposée, la broche 21 soumise à la pesanteur est entraînée de manière permanente par son poids, en direction de l'organe d'entraînement 40 et donc du fond du four. La broche 21 va par conséquent venir tôt ou tard en butée, que ce soit par la mise en contact de la poignée 28 contre le dispositif support 31, ou par celle de l'extrémité libre 29 au fond de l'organe d'entraînement 40. La gravité va également suffire à empêcher la broche 21 de se déplacer dans le sens opposé, c'est-à-dire celui dirigé vers l'ouverture du four. L'immobilisation axiale est ainsi parfaitement assurée. Dans la pratique, une surélévation de l'ordre de 8 mm combinée à une longueur de broche de 400 mm apparaît tout à fait efficace. Bien que son extrémité libre 29 soit engagée dans l'organe d'entraînement 40, la mise en inclinaison de la broche 21 ne pose pas de problème pour des angles raisonnables, en raison du jeu de fonctionnement naturel existant entre ces deux éléments. Ainsi qu'on peut le voir également sur la figure 8, la portion concave 32, destinée à servir de surface d'appui, présente un profil transversal circulaire afin de faciliter la rotation de la broche 21 lorsque celle-ci est inclinée par rapport à l'horizontale. REVENDICATIONS 1. Dispositif support (1, 13, 20, 31) destiné à guider la rotation d'une broche (3, 10, 21) de tournebroche (30), ladite broche (3, 10, 21) présentant une section carrée (4, 11) au moins sur la partie supportée (5, 16) où vient s'exercer l'action du dispositif support (1, 13, 20, 31), caractérisé en ce que ledit dispositif support (1, 13, 20, 31) comporte une surface d'appui (2, 14, 24), formant palier, apte à coopérer par contact avec au moins deux arêtes consécutives (6a, 6b, 6c, 6d ; 12a, 12b, 12c, 12d ; 22a, 22b, 22c, 22d) de la partie supportée (5, 16), quelle que soit la position en rotation de la broche (3, 10, 21). 2. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lasurface d'appui (2, 14, 24) comporte une portion concave (8, 15, 23) présentant un profil longitudinal circulaire dont le rayon est sensiblement égal à la moitié de la longueur séparant deux arêtes opposées (6a, 6b, 6c, 6d ; 12a, 12b, 12c, 12d ; 22a, 22b, 22c, 22d) de la partie supportée (5, 16) de la section carrée (4, 11). 3. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil longitudinal circulaire de la portion concave (8, 15, 23) couvre un angle inférieur à 2700, de manière à permettre une introduction radiale de la broche (3, 10, 21). 4. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le profil longitudinal circulaire de la portion concave (8, 15, 23) couvre un angle d'au moins 1800. 5. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la section carrée (11) de la broche (10, 21) présentant quatre arêtes arrondies (12a, 12b, 12c, 12d ; 22a, 22b, 22c, 22d) de formes circulaires identiques, chaque arête arrondie (12a, 12b, 12c, 12d ; 22a, 22b, 22c, 22d) étant centrée par rapport à l'axe de rotation de la broche (10, 21), le profil longitudinal circulaire de la portion concave (15, 23) couvre un angle au moins égal à la différence entre la valeur angulaire d'un angle plat et celle correspondant à la section circulaire de chaque arête arrondie (12a, 12b, 12c, 12d ; 22a, 22b, 22c, 22d). 6. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la portion concave (8, 15, 23) présente un profil transversal circulaire. 7. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la surface d'appui (2, 14, 24) comporte deux surfaces adjacentes (25, 26) s'étendant de manière sensiblement continue dans le prolongement respectif de chaque extrémité de la portion concave (8, 15, 23), les dites portions adjacentes (25, 26) étant disposées suivant des directions sécantes allant en s'écartant à mesure que l'on s'éloigne de ladite portion concave (8, 15, 23), de manière à ce que la surface d'appui (2, 14, 24) présente une forme en vé. 8. Dispositif support (1, 13, 20, 31) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture du vé est supérieure à 10o. 9. Tournebroche (30) destiné à soutenir et à guider la rotation d'une broche (3, 10, 21), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif support (1, 13, 20, 31) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Tournebroche (30) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la disposition relative de chaque dispositif support (1, 13, 20, 31), par rapport à un organe d'entraînement (40) chargé de transmettre le mouvement de rotation, est apte à positionner la broche (3, 10, 21) en inclinaison par rapport à l'horizontale, la partie la plus basse de ladite broche (3, 10, 21) devant être celle destinée à venir au contact dudit organe d'entraînement (40).