FR2650352A1 - - Google Patents

Abstract

Cet ensemble-broche est caractérisé en ce qu'il comprend une broche 32 et un palier à charge radiale 33 qui est unique et présente une largeur importante de palier destinée à supporter la broche 32 et en ce que, dans ce palier à charge radiale 33, il est ménagé, à proximité de l'une et l'autre de ses deux extrémités, plusieurs ajutages d'étranglement 37 disposés d'une manière circonférentielle et servant à introduire un gaz comprimé dans un jeu existant entre la broche 32 et le palier à charge radiale 33.This spindle assembly is characterized in that it comprises a spindle 32 and a radial load bearing 33 which is unique and has a large bearing width intended to support the spindle 32 and in that in this radial load bearing 33 , a plurality of throttle nozzles 37 arranged in a circumferential manner and serving to introduce a compressed gas into a clearance between the spindle 32 and the bearing, is arranged near both ends thereof. at radial load 33.

Description

i Ensemble-broche à palier à gaz mis extérieurement sous pression Ltai LTA externally pressurized gas bearing spindle assembly

présente invention concerne les ensembles-broche à palier à  The present invention relates to spindle bearing assemblies with

gaz mis extérieurement sous pression, dans lesquels la broche est sup-  externally pressurized gas in which the spindle is

portée, sans contact avec le palier, grâce à l'introduction d'un gaz  range, without contact with the bearing, thanks to the introduction of a gas

comprimé dans un jeu de palier situé entre la broche et le palier.  compressed in a bearing clearance between the spindle and the bearing.

Un palier à gaz mis extérieurement sous pression peut supporter une broche sans contact entre eux, grâce à l'introduction d'un gaz comprimé par l'intermédiaire d'ajutages d'étranglement, dans un jeu  An externally pressurized gas bearing can support a non-contacting pin between them, by introducing a compressed gas via throttling nozzles, into a set

étroit de palier qui est ménagé entre la broche et le palier.  narrow bearing which is formed between the spindle and the bearing.

Etant donné que ce type de palier est avantageux par comparai-  Since this type of bearing is advantageous by comparison

son avec n'importe quel autre palier du fait d'une faible perte par frot-  at any other level due to a small loss by friction.

tement et d'une durée de vie prolongée, il convient pour être utilisé en tant que palier pour une broche à vitesse élevée, par exemple d'une rectifieuse, d'une foreuse destinée h réaliser des perages de petit diamètre, de machines servant à usiner un matériau fragile ou de machines  It is suitable for use as a bearing for a high speed spindle, for example a grinding machine, a drilling machine for drilling small diameter, machines for machine a fragile material or machinery

analogues.like.

La figure 5 représente un ensemble-broche classique utilisant des paliers à gaz mis extérieurement sous pression. Cet ensemble-broche comprend une broche 2 montée dans un boîtier 1. Cette broche 2 est supportée, en étant hors de contact avec les surfaces de palier, par quatre paliers à charge'radiale 5 à 6 et par deux paliers de butée 8 et 9 qui se font face et entre lesquels est prise en sandwich une collerette 7  Figure 5 shows a conventional spindle assembly using externally pressurized gas bearings. This spindle assembly comprises a spindle 2 mounted in a housing 1. This spindle 2 is supported, by being out of contact with the bearing surfaces, by four bearings with radial load 5 to 6 and by two thrust bearings 8 and 9. facing each other and between which is sandwiched a collar 7

de la broche 2.of pin 2.

Dans les paliers à charge radiale 3 à 6 et les paliers de butée 8 et 9, il est ménagé des ajutages d'étranglement respectivement il et 12  In bearings with radial load 3 to 6 and thrust bearings 8 and 9, throttling nozzles 11 and 12 are respectively provided.

servant à l'introduction de gaz et communiquant avec un passage d'alimen-  for introducing gas and communicating with a feed passage

tation en air comprimé 10 qui est ménagé dans le boîtier 1. Du fait de l'introduction d'un gaz comprimé dans les jeux de palier, la broche 2 peut être supportée sans contact dans le sens radial, ainsi que suivant la direction des charges axiales. Chaque jeu de palier communique avec  10 Due to the introduction of a compressed gas into the bearing play, the spindle 2 can be supported without contact in the radial direction, as well as in the direction of the loads. axial. Each bearing clearance communicates with

l'atmosphère par l'intermédiaire de passages d'échappement 13 à 16.  the atmosphere via exhaust passages 13 to 16.

Dans Xe mode de réalisation représenté, la broche 2 est entral-  In the embodiment shown, pin 2 is

née directement par un rotor 17a et un stator 17b d'un moteur 17 monté à l'extrémité arrière de la broche. Elle peut être entraînée d'une manière indirecte, par l'intermédiaire d'une courroie ou d'un accouplement, à partir d'une autre source d'entraînement prévue à l'extérieur du bottier. Si la broche 2 ne tourne pas bien rond sous l'effet d'une force excitatrice due à un défaut d'équilibrage de la broche ou sous l'effet de vibrations transmises à partir de la source d'entraînement, cela peut provoquer des erreurs dans la forme de la surface usinée, ainsi qu'une rupture de l'outil. Si l'amplitude d'un tel faux-rond croit encore, la broche peut venir au contact de la surface de palier, endommageant ainsi celle-ci.  born directly by a rotor 17a and a stator 17b of a motor 17 mounted at the rear end of the spindle. It may be indirectly driven, via a belt or coupling, from another drive source provided outside the casing. If spindle 2 does not rotate well due to an exciter force due to a spindle defect or vibrations transmitted from the drive source, this can cause errors in the form of the machined surface, as well as a breakage of the tool. If the amplitude of such a runout increases further, the spindle may come into contact with the bearing surface, thereby damaging the bearing surface.

C'est pourquoi il a jusqu'à présent été considéré comme impor-  This is why it has so far been considered important.

tant qu'un palier à gaz mis extérieurement sous pression possède une  as long as an externally pressurized gas bearing has a

rigidité aussi élevée que possible afin d'accroître sa fréquence natu-  as high as possible in order to increase its natural frequency

relle, et de rendre ainsi possible son utilisation à une vitesse infé-  and thus make it possible to use it at a lower speed than

rieure à cette fréquence naturelle, et afin de maintenir à un minimum le  than this natural frequency, and in order to keep the

faux-rond de la broche.runout of the spindle.

Dans la pratique, en vue d'accroître la rigidité, on a disposé sur une longueur limitée un grand nombre de paliers possédant un rapport  In practice, in order to increase rigidity, a large number of bearings having a ratio have been disposed over a limited length of time.

rigidité/longueur de palier qui est important, ainsi que cela est repré-  rigidity / bearing length which is important, as is

senté à la figure 5. Si on obtient une rigidité suffisante avec un plus petit nombre de paliers, on omet parfois les paliers dans la partie  Figure 5. If sufficient rigidity is obtained with a smaller number of bearings, the bearings are sometimes omitted in the

centrale de la broche.center of the spindle.

La figure 6 représente la relation existant entre le rapport K/L et le rapport L/D pour un ensemble-broche qui présente un diamètre de  FIG. 6 shows the relationship between the K / L ratio and the L / D ratio for a spindle assembly having a diameter of

broche de 30 mm, comporte huit ajutages, disposes en deux rangées et pré-  30 mm spindle, has eight nozzles, arranged in two rows and

sentant un diamètre de trou d'ajutage de 0,3 mm, et offre un jeu de palier de 12 micromètres et une pression d'alimentation en gaz (pression au manomètre) de 5 kgf/cm2, K étant la rigidité, L la longueur du palier  having a nozzle hole diameter of 0.3 mm, and provides a bearing clearance of 12 micrometers and a gas supply pressure (gauge pressure) of 5 kgf / cm2, K being the stiffness, L the length of the bearing

à charge radiale et D le diamètre de la broche.  at radial load and D the diameter of the spindle.

Ainsi que le montre la figure 6, plus le rapport L/D est faible, plus le rapport K/L est élevé. C'est pourquoi on a jusqu'à  As shown in Figure 6, the lower the L / D ratio, the higher the K / L ratio. That's why we have up to

présent utilisé pour une seule broche plusieurs paliers possédant un rap-  present used for a single pin several levels having a ratio

port L/D de 0,5 à 2.L / D port from 0.5 to 2.

Cependant, avec un tel ensemble-broche de la technique anté-  However, with such a spindle assembly of the prior art

rieure, ce n'est que dans une certaine limite qu'il est possible d'aug-  it is only within a certain limit that it is possible to increase

menter la fréquence naturelle en accroissant la rigidité. Si on utilise cet ensemble-broche à une vitesse de rotation supérieure à sa fréquence  Maintain the natural frequency by increasing rigidity. If this spindle assembly is used at a rotation speed greater than its frequency

naturelle, il est nécessaire de réaliser un équilibrage in situ présen-  naturally, it is necessary to perform an in situ balancing

tant une bonne précision.so much a good precision.

Si on fixe un outil ou élément analogue sur la tête de la broche, il est nécessaire de rétablir l'équilibrage in situ chaque fois qu'il se produit un défaut d'équilibrage, fût-il faible, lorsqu'on monte ou démonte l'outil. Dans le cas contraire, il serait difficile de faire  If a tool or similar element is attached to the spindle head, it is necessary to restore in-situ balancing whenever there is a defect in balancing, albeit small, when mounting or dismounting the spindle. 'tool. Otherwise, it would be difficult to do

tourner la broche à une vitesse supérieure à la fréquence naturelle.  turn the spindle at a speed higher than the natural frequency.

Un tel travail d'équilibrage in situ exige des mains expertes et beaucoup de travail. Cela élève les coûts et gêne la productivité. Par ailleurs, c'est sans efficacité qu'un utilisateur de l'ensemble-broche  Such in situ balancing work requires expert hands and a lot of work. This raises costs and hinders productivity. Moreover, it is inefficient that a user of the set-pin

ajuste l'équilibrage in situ sur le lieu de travail.  adjusts balancing in situ at the workplace.

Pour les raisons décrites ci-dessus, il a été très difficile d'utiliser un ensemble-broche de la technique antérieure à une vitesse  For the reasons described above, it has been very difficult to use a spindle assembly of the prior art at a speed

élevée de rotation.high rotation.

C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un  This is why the present invention aims to provide a

ensemble-broche, comportant un palier à gaz mis extérieurement sous pres-  spindle assembly, comprising a gas bearing placed externally under pres-

sion, qui puisse empêcher la broche de ne pas tourner bien rond et qui  sion, which can prevent the spindle from turning round and

n'exige pas d'équilibrage in situ.does not require in situ balancing.

A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble-broche, caractérisé en ce qu'il comprend une broche et un palier à charge radiale qui est unique et présente une largeur importante de palier destinée à supporter la broche et en ce que, dans ce palier à charge radiale, il est ménagé, à proximité de l'une et l'autre de ses deux extrémités, plusieurs ajutages d'étranglement disposés d'une manière circonférentielle et servant à introduire un gaz comprimé dans un jeu existant entre la broche  For this purpose, the subject of the invention is a spindle assembly, characterized in that it comprises a spindle and a bearing with radial load which is unique and has a large bearing width intended to support the spindle and in that, in this radial load bearing, there are provided, near both ends, a plurality of circumferentially disposed throttling nozzles for introducing a compressed gas into an existing gap between the brooch

et le palier à charge radiale.and the bearing with radial load.

Le palier à charge radiale, unique, est un palier à gaz mis extérieurement sous pression et, du fait de la présence des ajutages d'étranglement servant à l'introduction de ce gaz, la broche peut être supportée sans toucher la surface de palier. Cela accroît d'une manière remarquable le coefficient d'amortissement et empêche la broche de ne  The single radial bearing is an externally pressurized gas bearing and, because of the presence of the throttle nozzles for the introduction of this gas, the spindle can be supported without touching the bearing surface. This remarkably increases the damping coefficient and prevents the spindle from

pas tourner bien rond au cours d'une rotation à vitesse élevée.  not turn well during a high speed rotation.

Grâce à l'invention, du fait que, sur la base des résultats du calcul, il est dûment tenu compte du coefficient d'amortissement qui a jusqu'à présent été ignoré, on utilise un palier à charge radiale qui est unique et présente une largeur de palier importante et dans lequel sont ménagés, à l'une et l'autre de ses deux extrémités axiales, plusieurs ajutages d'étranglement'servant à introduire du gaz et disposés d'une manière circonférentielle. Cela accroît d'une manière remarquable le  Thanks to the invention, since, on the basis of the calculation results, due account is taken of the damping coefficient which has hitherto been ignored, a radial load bearing which is unique and large bearing width and in which are arranged at one and the other of its two axial ends, a plurality of throttling nozzles'ervant to introduce gas and arranged in a circumferential manner. This increases in a remarkable way the

rapport coefficient d'amortissement/rigidité du palier. Ce résultat amé-  ratio damping coefficient / rigidity of the bearing. This result

liore lui-même la précision du faux-rond de la broche au cours d'une  itself the precision of the out-of-roundness of the spindle during a

rotation à vitesse élevée.high speed rotation.

Par ailleurs, s'il n'est pas besoin d'une précision de faux-  Moreover, if there is no need for false precision,

rond de la broche qui soit supérieure à celle de l'ensemble de la techni-  round of the spindle which is greater than that of the whole of the

que antérieure, on peut abaisser la précision de l'ajustement du défaut d'équilibrage de la broche afin de réduire les opérations telles que  than earlier, one can lower the accuracy of the adjustment of the spindle balancing defect in order to reduce operations such as

l'équilibrage in situ.in situ balancing.

Etant donné qu'il n'est prévu qu'un seul palier à charge radiale, il devient possible de réduire le nombre de pièces et le nombre de perçages très petits, tels que les ajutages d'étranglement servant à  Since only one radial bearing is provided, it becomes possible to reduce the number of parts and the number of very small holes, such as the throttle nozzles used to

l'introduction du gaz, de simplifier l'agencement du passage d'alimenta-  introduction of the gas, to simplify the arrangement of the feed-

tion/échappement et de réduire le nombre des opérations de fabrication.  exhaust and reduce the number of manufacturing operations.

En réduisant le nombre d'ajutages d'étranglement prévus pour l'introduc-  By reducing the number of throttle nozzles provided for the introduction

tion du gaz servant au support de la broche, la partie constituée par le  of the gas used to support the spindle, the part formed by the

palier consomme une quantité moins importante de gaz comprimé.  bearing consumes a smaller amount of compressed gas.

D'autres particularités et avantages de l'invention ressorti-  Other features and advantages of the invention disclosed

ront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs  the following description, as non-limiting examples

et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un premier mode de réalisation d'un ensemble-broche conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un second mode de réalisation, la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un troisième mode de réalisation,  and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a vertical sectional view of a first embodiment of a spindle assembly according to the invention, FIG. 2 is a vertical sectional view of a second embodiment, FIG. 3 is a vertical sectional view of a third embodiment,

la figure 4 est un schéma permettant d'exposer un modèle vibra-  FIG. 4 is a diagram for explaining a vibrational model.

toire,tory

la figure 5 est une vue en coupe verticale d'un ensemble-  FIG. 5 is a vertical sectional view of an assembly

broche, è palier à gaz mis extérieurement sous pression, qui appartient à la technique antérieure, la figure 6 est un graphe représentant la relation existant entre la longueur, le diamètre et la rigidité du palier à charge radiale et la figure 7 est un graphe représentant la relation existant entre le coefficient d'amortissement par unité de longueur du palier et  pin, externally pressurized gas bearing, which belongs to the prior art, FIG. 6 is a graph showing the relationship between the length, diameter and rigidity of the radial load bearing and FIG. 7 is a graph representing the relationship between the damping coefficient per unit length of the bearing and

la longueur et le diamètre de ce palier.  the length and diameter of this bearing.

Les modes de réalisation de 1-a présente invention vont être  Embodiments of 1-a present invention will be

décrits en se reportant aux figures 1 à 4 et 7.  described with reference to Figures 1 to 4 and 7.

En étudiant l'influence de la rigidité et du coefficient d'amortissement sur le déplacement produit par une force excitatrice due à un défaut d'équilibrage dans un modèle vibratoire, les inventeurs ont constaté qu'il conviendrait de mettre plus le poids sur le coefficient d'amortissement que sur la rigidité. C'est pourquoi l'ensemble-broche conforme à l'invention comporte une partie constituant le palier qui  By studying the influence of the stiffness and the damping coefficient on the displacement produced by an excitatory force due to a defect in a vibratory model, the inventors have found that it would be better to put the weight on the coefficient. damping only on rigidity. This is why the spindle assembly according to the invention comprises a portion constituting the bearing which

présente un rapport élevé du coefficient d'amortissement à la rigidité.  has a high ratio of damping coefficient to stiffness.

Considérons le mouvement vibratoire se produisant dans un système palierbroche d'un ensemble-broche, système qui est simulé à l'aide d'un modèle vibratoire qui est représenté à la figure 4 et qui comprend une masse ponctuelle 21 de masse m, un ressort 22 de constante  Consider the vibratory motion occurring in a spindle system of a spindle assembly, which system is simulated with the aid of a vibratory model which is represented in FIG. 4 and which comprises a point mass 21 of mass m, a spring 22 of constant

élastique K et un amortisseur de vibrations 25 de coefficient d'amortis-  elastic band K and a shock absorber 25 of damping coefficient

sement C. La masse ponctuelle 21 correspond à la masse de la broche ou à son moment d'inertie et le ressort 22 et l'amortisseur de vibrations 23  The point mass 21 corresponds to the mass of the spindle or to its moment of inertia and the spring 22 and the vibration damper 23

correspondent respectivement à la rigidité k et au coefficient d'amortis-  correspond respectively to the stiffness k and the damping coefficient

sement des parties constituant le palier. Si une force excitatrice d'amplitude F et de fréquence angulaire cJ agit sur la masse ponctuelle 21, l'équation de mouvement de cette masse ponctuelle s'exprime de la manière suivante: mx + C; + kx = F cos u t (1) x étant le déplacement de la masse ponctuelle et t le temps. En résolvant  parts of the landing. If an exciter force of amplitude F and angular frequency cJ acts on the point mass 21, the equation of motion of this point mass is expressed as follows: mx + C; + kx = F cos u t (1) x being the displacement of the point mass and t the time. By solving

l'équation (1) de façon à obtenir l'amplitude XF de la masse ponc-  equation (1) so as to obtain the amplitude XF of the random mass

tuelle, il vient: XF = F/ *(k - m.02)2 + c2 >)2 (2) Si la force excitatrice>est produite sous l'effet d'un défaut d'équilibrage de la broche, la fréquence de cette force excitatrice est égale au nombre de tours de la broche par unité de temps. Son amplitude est donnée par: F = u,02  it comes: XF = F / * (k - m.02) 2 + c2>) 2 (2) If the exciter force> is produced due to a spindle defect, the frequency this exciter force is equal to the number of turns of the spindle per unit of time. Its amplitude is given by: F = u, 02

u étant la valeur du défaut d'équilibrage de la broche. De ce fait, l'am-  where u is the value of the spindle defect. As a result, the

plitude Xu est donnée par: Xu = uu)2 / (k - m,)2)2 + c2uJ2 (3) Etant donné que la fréquence naturelle cO du modèle vibratoire est Vk/m, l'amplitude du faux-rond due à un défaut d'équilibrage est donnée par l'équation (4) suivante, obtenue en introduisant J= k-/m dans l'équation (3): Xu = u / [c2 = u7/ J. 7 (4) Ainsi, si la fréquence -naturelle est égale à la vitesse de rotation, le faux-rond dû au défaut d'équilibrage broit avec la rigidité  plitude Xu is given by: Xu = uu) 2 / (k - m,) 2) 2 + c2uJ2 (3) Since the natural frequency cO of the vibratory model is Vk / m, the amplitude of the outflow due to a defect of equilibrium is given by the following equation (4), obtained by introducing J = k- / m in equation (3): Xu = u / [c2 = u7 / J. 7 (4) Thus, if the natural frequency is equal to the speed of rotation, the outflow due to the defect balancing with the rigidity

de la partie constituant le palier.of the part constituting the landing.

Par ailleurs, si West supérieur à la fréquence naturelle VkIm, parce que k < m J2, plus la valeur de k est grande, plus la valeur de (k - m&J2)2 est faible, à condition que les valeurs de m et " soient  On the other hand, if West is higher than the natural frequency VkIm, because k <m J2, the larger the value of k, the lower the value of (k - m & J2) 2, provided that the values of m and "are

constantes. De la sorte, les dénominateurs des équations (2) et (3) dimfi-  constant. In this way, the denominators of equations (2) and (3)

nuent. En d'autres termes, même si la force excitatrice présente une fréquence supérieure à la fréquence naturelle, plus la valeur de k est  nue. In other words, even if the exciter force has a frequency greater than the natural frequency, the value of k is

grande, plus le degré du faux-rond est important.  large, the greater the degree of runout is important.

Ainsi qu'il ressort de la description qui précède, si la  As can be seen from the above description, if the

vitesse de rotation au cours d'une utilisation réelle est supérieure à la  rotational speed during actual use is greater than the

fréquence naturelle du système broche-palier, il est impossible d'empê-  natural frequency of the spindle-bearing system, it is impossible to prevent

cher la broche de ne pas tourner bien rond avec la structure classique dans laquelle la partie constituant le palier possède une rigidité  expensive spindle not to turn well round with the conventional structure in which the portion constituting the bearing has a rigidity

accrue.increased.

En ce qui concerne le coefficient d'amortissement du palier, il ressort de l'équation (4) que, plus le coefficient d'amortissement c est  With regard to the damping coefficient of the bearing, it follows from equation (4) that the higher the damping coefficient c is

grand, plus le degré de faux-rond dû au défaut d'équilibrage est faible.  large, the degree of runout due to the lack of balancing is low.

Il en est de même pour les dénominateurs des équations (2) et (3), étant donné que le coefficient d'amortissement c y est multiplié par la fréquence excitatrice cJ. Ceci signifie que le faux-rond de la broche peut être limité d'une manière plus efficace en réduisant la rigidité, tout en accroissant le coefficient d'amortissement, alors que la broche tourne à  The same is true for the denominators of equations (2) and (3), since the damping coefficient c is multiplied by the excitation frequency cJ. This means that the spindle runout can be limited in a more efficient way by reducing rigidity, while increasing the damping coefficient, while the spindle turns

une vitesse supérieure à la fréquence naturelle.  a speed higher than the natural frequency.

La figure 7 représente la relation existant entre le rapport C/L (coefficient d'amortissement par unité de longueur) et le rapport L/D, étant supposé que les dimensions du palier soient les mêmes qu'à la figure 6. Il ressort de cette figure 7 que le rapport C/L croît avec le rapport L/D. Le taux d'accroissement diminue cependant une fois que le rapport L/D est devenu supérieur à. 3. Conformément à l'invention, les résultats ci-dessus sont appliqués à une broche présentant une longueur finie et on utilise un palier à charge radiale qui est unique et présente une largeur de palier importante. Par ailleurs, plusieurs ajutages d'étranglement servant à l'introduction de gaz sont disposés d'une manière circonférentielle, suivant deux rangées situées au voisinage de  FIG. 7 represents the relationship between the C / L ratio (damping coefficient per unit length) and the L / D ratio, assuming that the dimensions of the bearing are the same as in FIG. this figure 7 that the C / L ratio increases with the L / D ratio. The rate of increase decreases, however, once the L / D ratio has become greater than. 3. In accordance with the invention, the above results are applied to a pin having a finite length and a radial load bearing is used which is unique and has a large bearing width. In addition, a plurality of throttle nozzles for the introduction of gas are arranged in a circumferential manner, along two rows located in the vicinity of

l'une et l'autre des deux extrémités du palier.  one and the other of the two ends of the bearing.

La figure 1 représente un premier mode de réalisation, conforme à l'invention, dans lequel une broche 32, montée dans un boîtier 31, est  FIG. 1 represents a first embodiment, according to the invention, in which a pin 32, mounted in a housing 31, is

supportée sans contact par un palier à charge radiale 33 à gaz mis exté-  supported without contact by a radial load bearing 33 to gas extinguished

rieurement sous pression, en forme de manchon et unique, et par deux paliers de butée 35 et 36 à gaz mis extérieurement sous pression, qui sont disposés face à face et entre lesquels est prise en sandwich une  pressure-bearing, sleeve-shaped and single, and by two thrust bearings 35 and 36 to gas placed externally under pressure, which are arranged face to face and between which is sandwiched a

collerette 34 de la broche 32.flange 34 of pin 32.

Plusieurs ajutages d'étranglement 37 servant à l'introduction de gaz sont disposés d'une manière circonférentielle, en deux rangées situées 'à proximité de l'une et l'autre des deux extrémités du palier à  A plurality of throttle nozzles 37 for introducing gas are circumferentially disposed in two rows in proximity to each other at both ends of the bearing.

charge radiale 33. Du gaz comprimé est introduit par un passage d'alimen-  radial load 33. Compressed gas is introduced through a feed passage

tation en gaz comprimé 39, ménagé dans le boîtier 31, et par les ajutages  compressed gas 39, formed in the housing 31, and by the nozzles

d'étranglement 37 et des ajutages d'étranglement 38 servant à l'introduc-  throttling 37 and throttling nozzles 38 serving as the introduc-

tion de gaz et ménagés dans les paliers de butée 35 et 36 h gaz mis extérieurement sous pression, de façon à supporter la broche 32 sans contact. Dans le mode de réalisation représenté, la broche 32 est entraînée directement par un rotor 40a et un stator 40b d'un moteur 40 et  In the thrust bearings 35 and 36 h, the gas is placed under pressure in order to support the pin 32 without contact. In the embodiment shown, the pin 32 is driven directly by a rotor 40a and a stator 40b of a motor 40 and

le jeu de palier communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire de pas-  the bearing clearance communicates with the atmosphere via pas-

sages d'échappement 41 à 43.exhaust tips 41 to 43.

Etant donné que le palier à charge radiale 33 se présente sous la forme d'un manchon unique possédant une largeur de palier importante  Since the radial load bearing 33 is in the form of a single sleeve having a large bearing width

et qu'il y est ménagé, à proximité de l'une et l'autre de ses deux extré-  and that it is located close to both of its two extremes.

mités, des ajutages d'étranglement 37 servant à l'introduction de gaz, le rapport coefficient d'amortissement/rigidité du palier croit d'une manière remarquable. De ce fait, le coefficient d'amortissement est de beaucoup plus élevé que dans l'ensemble-broche classique. Cela permet d'empêcher la broche de ne pas tourner bien rond au cours d'une rotation  As throttle nozzles 37 are used for the introduction of gas, the ratio of damping coefficient to rigidity of the bearing increases remarkably. As a result, the damping coefficient is much higher than in the conventional spindle assembly. This prevents the spindle from turning round during a rotation

à vitesse élevée.at high speed.

Etant donné que la palier h charge radiale 33 se présente sous la forme d'un manchon unique, ce manchon de palier doit être plus long que dens les paliers classiques. C'est pourquoi il est parfois très difficile de prévoir l'un des paliers de butée à l'une des extrémités du palier à charge radiale 33 de façon qu'il soit d'une pièce avec ce palier b charge radiale et de forer des perçages d'attaque pour les ajutages d'étranglement suivant une direction axiale, comme cela est le cas pour  Since the radial load bearing 33 is in the form of a single sleeve, this bearing sleeve must be longer than conventional bearings. This is why it is sometimes very difficult to provide one of the thrust bearings at one end of the radial load bearing 33 so that it is in one piece with this bearing radial load and drill holes. driving holes for the throttle nozzles in an axial direction, as is the case for

l'exemple de la technique antérieure qui est représenté à la figure 5.  the example of the prior art which is shown in FIG.

Afin d'éviter cette situation dans le premier mode de réalisa-  In order to avoid this situation in the first mode of

tion de la figure 1, le palier de butée 36 est distinct du palier h char-  of FIG. 1, the thrust bearing 36 is distinct from the h bearing

ge radiale 33. Toutefois, bien qu'une telle structure soit facile à fabriquer, le palier à charge radiale 33 est plus court d'une longueur correspondant à la longueur des paliers de butée. Par ailleurs, étant  33. However, although such a structure is easy to manufacture, the radial load bearing 33 is shorter by a length corresponding to the length of the thrust bearings. Moreover, being

donné que la masse d'une plaque de butée et le rotor du moteur font sail-  given that the mass of a thrust plate and the rotor of the motor

lie d'une longueur encore plus importante par rapport à l'extrémité du palier b charge radiale 33, il devient difficile de limiter le faux-rond  linked by an even greater length relative to the end of the bearing b radial load 33, it becomes difficult to limit the runout

de la broche en mode conique.pin in conic mode.

Ce problème est résolu dans le deuxième mode de réalisation, représenté à la figure 2, dans lequel l'un des paliers de butée 36a est prévu à l'une des extrémités du palier à charge radiale 33 de façon à être d'une pièce avec celui-ci, et dans lequel des perçages d'attaque 38a pour les ajutages d'étranglement 38 servant à l'introduction de gaz sont  This problem is solved in the second embodiment, shown in Figure 2, wherein one of the abutment bearings 36a is provided at one end of the radial load bearing 33 so as to be in one piece with thereof, and in which driving holes 38a for the throttle nozzles 38 for the introduction of gas are

ménagés dans ce palier de butée 36a suivant une direction radiale.  formed in this thrust bearing 36a in a radial direction.

La figure 3 représente le troisième mode de réalisation dans lequel une turbine à air est utilisée comme source d'entraînement poor la  FIG. 3 represents the third embodiment in which an air turbine is used as a training source for the

broche 32, de sorte que l'ensemble peut être utilisé pour un pulvéri-  pin 32, so that the assembly can be used for a spraying

sateur électrostatique ou appareil analogue. Les mêmes éléments que ceux du premier mode de réalisation représenté à la figure 1 sont désignés par  electrostatic precipitator or similar apparatus. The same elements as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by

les mêmes références et leur description est omise.  the same references and their description are omitted.

A la figure 3, la broche 32 est supportée par un palier à charge radiale 33, à gaz mis extérieurement sous pression, en forme de manchon et monté dans un boîtier 31 et, sur son extrémité arrière, il est prévu, réalisée d'une pièce avec elle, une collerette de grand diamètre 51 sur la surface périphérique extérieure de laquelle sont ménagées des  In FIG. 3, the pin 32 is supported by a radially loaded, sheath-shaped, externally pressurized gas bearing 33 mounted in a housing 31, and on its rear end is provided, made of a piece with it, a large-diameter collar 51 on the outer peripheral surface of which are provided

aubes de turbine 52 disposées d'une manière circonférentielle et desti-  turbine blades 52 arranged in a circumferential manner and intended

nées à recevoir de l'air comprimé. La broche 32 est entraînée en rotation à une vitesse élevée grâce au soufflage, sur ces aubes de turbine 52, d'air introduit par un raccord d'alimentation en air 53 ménagé dans le  born to receive compressed air. The spindle 32 is rotated at a high speed by blowing, on these turbine blades 52, air introduced by an air supply connector 53 formed in the

boîtier 31.housing 31.

Du gaz comprimé est envoyé du raccord d'alimentation en air 53 aux ajutages d'étranglement 38 servant à l'alimentation en gaz et prévus sur l'un et l'autre des côtés de la collerette de grand diamètre 51, de façon à supporter la broche 32 sans contact, suivant la direction de poussée axiale, à l'aide du gaz comprimé qui agit sur l'un et l'autre  Compressed gas is supplied from the air supply connector 53 to the throttle nozzles 38 for supplying gas and provided on either side of the large diameter flange 51 so as to support pin 32 without contact, in the direction of axial thrust, with the compressed gas which acts on one and the other

côtés de la collerette 51.sides of the flange 51.

Etant donné qu'une turbine à air est utilisée comme source d'entrainement pour la broche 32 dans le troisième mode de réalisation, la taille de l'ensemble complet peut être réduite par comparaison avec le  Since an air turbine is used as a drive source for pin 32 in the third embodiment, the size of the complete assembly can be reduced in comparison with the

cas o un moteur est utilisé.case where an engine is used.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, le gaz est envoyé à la turbine à air et au palier par l'intermédiaire du raccord d'alimentation 53 unique qui leur est commun. On peut toutefois prévoir  In the embodiment shown in FIG. 3, the gas is sent to the air turbine and to the bearing via the single supply connection 53 which is common to them. However, we can foresee

des raccords distincts.separate connections.

Par ailleurs, dans le cas de la figure 3, un palier à charge  On the other hand, in the case of FIG.

radiale, en forme de manchon et unique, est monté dans le boîtier 31.  radial, sleeve-shaped and single, is mounted in the housing 31.

Toutefois, le manchon 33 peut être divisé en plusieurs parties cylindri-  However, the sleeve 33 can be divided into several cylindrical parts.

ques qui peuvent être introduites dans le bottier avec leurs faces extrê-  which can be introduced into the casing with their

mes adjacentes en butée l'une sur l'autre, grâce à un emboîtement à force ou à un emboîtement à retrait, de façon à former un palier à charge  my adjacent abutting one another by force-fitting or retracting interlocking to form a load bearing

radiale qui soit unique.radial which is unique.

1u1u

Claims (1)

REVENDICATIONCLAIM Ensemble-broche, caractérisé en ce qu'il comprend une broche (32) et un palier à charge radiale (33) qui est unique et présente une largeur importante de palier destinée à supporter la broche (32) et en ce que, dans ce palier à charge radiale (33), il est ménagé, à proximité de  Spindle assembly, characterized in that it comprises a spindle (32) and a radial load bearing (33) which is unique and has a large bearing width for supporting the spindle (32) and in that bearing with radial load (33), it is arranged, close to l'une et l'autre de ses deux extrémités, plusieurs ajutages d'étran-  both ends, several nozzles of glement (37) disposés d'une manière ciroonférentielle et servant à intro-  ment (37) arranged in a circumferential manner and serving to introduce duire un gaz comprimé dans un jeu existant entre la broche (32) et le  a compressed gas in an existing gap between the spindle (32) and the palier à charge radiale (33).bearing with radial load (33).