CH634407A5

CH634407A5 - Instrument de mesure de cotes.

Info

Publication number: CH634407A5
Application number: CH1107579A
Authority: CH
Inventors: Jean Berney
Original assignee: Far Fab Assortiments Reunies
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1983-01-31
Also published as: DE3045416A1; JPS56153201A; DE3045416C2; US4348813A

Description

La présente invention concerne les instruments de mesure de cotes, et elle concerne plus particulièrement les instruments du type microcomparateurs qui permettent la mesure très précise de cotes, avec une résolution supérieure à 'A jx."

Les divers instruments de ce type connus dans l'art antérieur se distinguent notamment par la conception du mécanisme amplificateur mis en œuvre. Ils peuvent être classés selon deux groupes différents.

Les microcomparateurs du premier groupe comportent généralement une butée solidaire d'un piston palpeur et s'appuyant, par une arête d'appui rectiligne, sur le bras le plus court d'un levier monté pivotant dans le boîtier. Le bras le plus long du levier porte, quant à lui, un secteur denté en prise avec le pignon de la première roue d'un train d'engrenages multiplicateur commandant le moyen d'affichage, l'amplification résultante étant alors le produit de l'amplification réalisée par le levier et de celle réalisée par le train d'engrenages. La présence de l'arête d'appui rectiligne s'appuyant généralement contre une came à profil en développante de cercle permet de s'affranchir convenablement d'éventuelles variations de la longueur du bras le plus court, induites par exemple par de faibles écarts transversaux de la butée consécutifs à l'usure des paliers de guidage du piston palpeur. Ces variations de longueur auraient en effet une influence défavorable sur le rapport d'amplification, et donc sur la précision de la mesure.

Ces microcomparateurs du premier groupe présentent en outre l'avantage de pouvoir comporter des moyens pour faire varier à volonté les conditions de l'amplification et donc la sensibilité de l'appareil. De tels moyens sont décrits par exemple dans le brevet suisse N° 569951 et ils prévoient la collaboration d'une butée comportant une surface d'appui plane perpendiculaire à l'axe du palpeur avec une came déplaçable perpendiculairement à l'axe de rotation du levier, qui présente une forme de révolution autour de cet axe et un profil longitudinal en développante de cercle. Dans le mode de réalisation décrit, cette came peut être déplacée à volonté par vissage ou dévissage de sa base dans un support.

Toutefois, ces appareils présentent le désavantage de nécessiter un grand nombre de pièces mobiles positionnées avec précision, ce qui conduit à des coûts de fabrication importants.

D'autre part, il existe des microcomparateurs d'un deuxième groupe, de structure plus simple, tels que celui schématisé dans la fig. 1, dans lesquels l'amplification est réalisée exclusivement par le levier, dont le bras le plus court est sollicité par la butée et dont le bras le plus long porte un secteur denté qui s'engage directement avec un pignon solidaire de l'aiguille du moyen d'affichage. L'amplification est déterminée par le rapport des longueurs des bras.

La longueur du bras le plus long étant obligatoirement limitée par les dimensions extérieures de l'appareil, on comprendra que, pour obtenir une amplification suffisante (par exemple 1000 ou 2000), le bras le plus court doit présenter une longueur beaucoup plus faible que dans les appareils du premier groupe (typiquement 0,5 mm). Par conséquent, un même écart transversal de la butée ou une même variation de la longueur du bras le plus court aura des répercutions beaucoup plus graves sur la correction de la mesure que dans les appareils du groupe précédent. En outre, compte tenu de ces

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dimensions, il n'est pas possible de prévoir des moyens analogues à ceux du brevet précité pour obtenir une variation de l'amplification, par exemple pour réaliser un dispositif à changement d'échelle. Pour ces raisons, le triple problème de l'obtention à moindres frais d'une détermination précise de la longueur du bras du levier, d'une insensibilité de cette longueur aux décalages transversaux de la butée et d'une possibilité de changement d'échelle n'a jamais été résolu de façon satisfaisante jusqu'ici.

C'est pourquoi l'objet de la présente invention est de réaliser un instrument de mesure de cotes de construction économique offrant les performances des meilleurs microcomparateurs connus, et qui permet le passage aisé d'une échelle d'amplification à une autre et une mise à zéro sensible, rapide et pratique.

La présente invention est caractérisée en ce que le bras le plus court comprend, à l'endroit du contact avec la butée d'appui, une série de pièces cylindriques calibrées juxtaposées, montées parallèlement à l'axe de pivotement du levier.

De préférence, ces pièces cylindriques seront les jauges-étalons, et la butée d'appui sera constituée par un anneau de rubis engagé sur une barre-support solidaire du piston palpeur et sollicité contre lui par un ressort de compression.

On prévoit également des moyens particuliers pour monter le porte-mécanisme en pivotement dans le boîtier, des moyens de relevé automatique des mesures, une structure avantageuse du boîtier et de la glace.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante faite en liaison avec les dessins joints, parmi lesquels:

— la fig. 1 est une représentation schématique d'un microcomparateur d'un type connu ;

— la fig. 2a est une représentation en coupe de l'instrument de mesure de cotes selon l'invention;

— les fig. 2b et 2c représentent un mode de réalisation particulier du levier de l'instrument selon l'invention, vu en plan et de dessous, respectivement;

— la fig. 3 est une vue de face de l'instrument de mesure selon l'invention;

— la fig. 4 est une vue en coupe de la glace du boîtier représenté dans la fig. 3, et

— les fig. 5a et 5b illustrent un dispositif permettant le relevé automatique des mesures effectuées.

Comme on le voit plus précisément dans la fig. 2a, le microcomparateur comporte un boîtier 1 hors duquel se prolonge un palpeur 51 monté de manière amovible à l'extrémité d'un piston palpeur 5 coulissant axialement dans des moyens de guidage 14 disposés d'un seul côté du boîtier 1. Dans le boîtier 1 est logé également un porte-mécanisme 2 formé de deux platines parallèles disposées de part et d'autre du piston palpeur 5, dans lequel sont montés en rotation un mécanisme amplificateur 3 et des moyens d'affichage 4. Le mécanisme amplificateur 3 est formé par un levier 31 articulé sur un axe 21, présentant un bras de levier plus court 32 et un bras plus long 33. A l'extrémité du bras plus long 33 est prévu un secteur denté circulaire 34 centré sur l'axe 21, qui vient s'engager avec le pignon 41 de l'aiguille 42 des moyens d'affichage.

Les moyens d'affichage 4 comprennent le cadran 44 solidaire du porte-mécanisme 2 et visible de l'extérieur du boîtier, et l'aiguille 42 assujettie au pignon 41 articulé en rotation dans le porte-mécanisme par un axe 45. Ainsi, l'entraxe entre les moyens d'affichage 4 et le mécanisme amplificateur 3 est constant.

Le piston palpeur 5 comporte une barre-support 56 s'étendant perpendiculairement à la direction de déplacement de celui-ci, qui supporte une butée 54 venant au contact du bras de levée court 32 par une arête d'appui rectiligne 55 perpendiculaire à la fois à la direction de déplacement du piston palpeur 5 et à l'arc de pivotement du levier 31. De préférence, la barre-support 56 présente une section transversale rectangulaire et traverse la butée 54 constituée par un anneau de rubis, dont la portion diamétralement opposée à l'arête d'appui rectiligne 55 est maintenue contre la barre 56 par un ressort de compression 57. Le ressort 57 assure la fonction d'antichoc lorsque le piston palpeur est brusquement relâché.

Le bras plus court 32 du levier 31 est muni, à l'endroit du contact avec l'arête rectiligne 55 de la butée d'appui 54, d'une série de pièces cylindriques calibrées 36, 36', par exemple des jauges-étalons juxtaposées, montées parallèlement à l'axe de pivotement 21 du levier 31. De préférence, cet axe de pivotement 21 est également constitué par une jauge-étalon 35. Ainsi, on comprendra que la position du point de contact de l'arête rectiligne 55 avec l'une des jauges 36, 36' est indépendante d'un léger décalage transversal de la butée 54, et que, d'autre part, elle peut être obtenue avec une excellente précision. En effet, la position de la jauge 35 sur le levier n'est pas critique, puisque l'axe de la jauge se confond automatiquement avec l'axe de pivotement du levier et, de plus, la longueur du bras 32 (et donc le rapport d'amplification) est obtenue directement avec la précision de l'ordre de grandeur des tolérances de fabrication des jauges accolées.

Le changement d'échelle peut s'effectuer soit en prévoyant des pistons palpeurs 5 interchangeables présentant différentes longueurs du bras-support de butée 56, soit en prévoyant une butée 54 accessible de l'extérieur du boîtier au travers d'une ouverture de visite et susceptible d'occuper différentes positions repérées sur la barre-support de manière que son arête rectiligne 55 puisse s'engager sélectivement avec l'une ou l'autre des jauges 36', 36, chaque position correspondant à un rapport d'amplification. On remarquera que, pour des rapports d'amplification plus faibles, la jauge-étalon correspondante peut se trouver isolée à l'extrémité du bras de levier court 32, comme cela est illustré par la jauge 36". En effet, la sensibilité du rapport d'amplification diminue avec l'augmentation de la longueur du bras de levier 32, comme déjà évoqué ci-dessus et, pour ces rapports, un simple positionnement de la jauge dans le levier 31 est suffisant pour obtenir des précisions de mesure satisfaisantes, sans devoir recourir à un alignement de jauges jusqu'à cette distance.

Un ressort de compression 53 exerce une poussée permanente sur une projection 52 du piston palpeur 5 pour appliquer la butée 54 contre le bras court 32 du levier 31. Comme on le verra ci-dessous, cette projection 52 constitue par ailleurs un bras de guidage du piston palpeur. Le contact entre la butée 54 et le bras 32 est également favorisé par un ressort de rappel 43 en spiral plat monté entre le porte-mécanisme et le pignon 41, dont une deuxième fonction est de maintenir l'appui entre les dents du pignon 41 et du secteur 34 toujours du même côté.

Le porte-mécanisme 2 est monté en rotation relativement au boîtier 1 autour d'un axe parallèle à l'axe de pivotement du levier 31. Dans le cas du dispositif décrit dans la figure, cet axe de rotation est constitué par un galet 23 solidaire du porte-mécanisme 2 et susceptible de rouler sur une surface plane d'appui 60 constituée par le plan d'extrémité de deux tourelles 61 solidaires du boîtier 1. L'écartement de deux tourelles 61 est tel que l'intervalle qui les sépare puisse recevoir et guider la projection 52 du piston palpeur 5. De préférence, le diamètre des tourelles 61 est également déterminé de façon qu'elles assurent également le guidage latéral des deux platines constituant le porte-mécanisme 2, entre lesquelles elles sont disposées. Le porte-mécanisme 2 est muni en outre d'un organe de réglage constitué ici d'une broche cylindrique 62 formant, de façon analogue au galet 23, un élément d'entretoise entre les deux platines du porte-mécanisme. Cette broche 62 est maintenue dans un étrier de guidage 11, mais sa position parallèlement à l'axe du piston palpeur 5 est réglable de l'extérieur du boîtier au moyen d'une tige 12 portant un excentrique ou une came 63. Le galet 23 et la broche 62 sont maintenus respectivement contre la surface d'appui 60 et la came 63 sous l'effet de la traction d'un ressort 13 tendu entre le porte-mécanisme 2 et le boîtier 1.

L'agencement du porte-mécanisme 2 dans le boîtier 1 est prévu pour permettre une mise à zéro particulièrement aisée. Lorsque l'extrémité du palpeur 51 est en contact avec une surface de référence, il est en effet possible d'amener l'aiguille 42 en position 0 sans déplacer le boîtier 1, en manœuvrant la tige 12, provoquant ainsi une

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rotation du porte-mécanisme 2 et donc du mécanisme amplificateur et des moyens d'affichage qu'il porte. Le piston palpeur 5 et la butée 54 étant maintenus immobiles, on comprendra qu'il en résultera une variation de la position angulaire du bras de levier 32 par rapport au porte-mécanisme, donc une modification de la valeur affichée par l'aiguille 42.

On a représenté dans les fig. 2b et 2c un mode de réalisation particulier du levier 31 du microcomparateur, vu en plan et de dessous, respectivement. Il est constitué d'une plaque 64 portant le secteur denté 34 et d'une plaquette de maintien 65 disposées parallèlement et jointes par des entretoises 66, 67. Les jauges-étalons 35,36,36', 36", 36"', 37, sont montées dans des ouvertures correspondantes de la plaque 64 et de la plaquette 65, et maintenues par exemple par collage. La jauge 35, de longueur la plus grande, sert d'axe de rotation du levier 31 et ses extrémités sont destinées à être montées dans des paliers à rubis schématisés en 39 et solidaires du porte-mécanisme. La jauge 38 immédiatement accolée à la jauge 35 présente une longueur intermédiaire et ses extrémités viennent s'appuyer sur le pourtour des paliers à rubis, pour assurer le centrage du levier dans le porte-mécanisme. Pour éviter des écarts du zéro lors d'un changement d'échelle, les jauges juxtaposées 36, 36', 36" et,

pour des rapports d'amplification inférieurs, les jauges isolées 36'" et 37 sont alignées de manière que leur plan de tangence commun disposé du côté du secteur 34, représenté par une ligne discontinue sur la fig. 2c, rencontre l'axe de rotation du levier 31, c'est-à-dire l'axe de la jauge 35.

La fig. 3 est une vue extérieure de face de l'instrument de mesure dont on reconnaît le boîtier 1, le palpeur 51 émergeant du boîtier 1 et, derrière une glace 14, le cadran 44 et l'aiguille 42 du dispositif d'affichage. De façon avantageuse, le boîtier est réalisé dans une portion de tube profilé, et la glace est réalisée en verre acrylique. Celle-ci comporte une rainure 16 de largeur décroissante vers l'ouverture 18, qui se trouve dans le plan de la glace, comme représenté dans la fig. 4. Cette rainure 16 peut recevoir des indicateurs 15, par exemple pour signaler des limites de tolérances. Ils sont constitués, par exemple, par des ressorts hélicoïdaux ou d'autres éléments opaques, et peuvent être entraînés manuellement en faisant glisser un doigt le long de la rainure 16. Le dispositif d'indicateurs remplacera avantageusement les habituelles aiguilles supplémentaires manœuvrables par des boutons de commande.

Compte tenu de l'arrangement particulier du porte-mécanisme 5 dans le boîtier qui permet, par la mise à zéro, d'associer une position unique de l'aiguille devant un cadran fixe à toute hauteur de la référence choisie, alors qu'habituellement il fallait manœuvrer le cadran pour amener sa division 0 derrière l'aiguille, le dispositif de l'invention est particulièrement bien adapté à l'automatisation du i° relevé des mesures effectuées. Il suffira par exemple de prévoir un peigne métallique 6 (fig. 5a) solidaire comme l'aiguille 42 du pignon 44 et susceptible d'être manœuvré de l'extérieur du boîtier, pour que l'extrémité repliée de ses dents vienne s'appliquer après chaque mesure contre un circuit codeur 7 (fig. 5b), selon des 15 dispositions connues. Ce circuit codeur fournit un signal électrique fonction de la position de l'aiguille 42 lors de la mesure, mais ne dépendant pas du réglage de zéro précédemment effectué.

On voit donc que le dispositif de mesure de cotes selon la présente 20 invention conduit à des performances équivalant à celles des meilleurs microcomparateurs sur le marché, tant en ce qui concerne la précision de mesure que la souplesse d'utilisation. Les résultats sont obtenus malgré une très grande simplicité de construction des pièces constitutives elles-mêmes et d'assemblage. Par exemple, la plupart 25 des pièces utilisées, telles que les platines ou le levier, sont réalisées par découpage, tandis que le boîtier est formé d'une pièce dans un simple tube profilé, et que les indicateurs sont facilement intégrés dans la glace en verre acrylique. La précision de l'appareil découle directement de celle des jauges-étalons, et est conservée malgré un 30 assemblage particulièrement aisé, la plupart des pièces étant rivetées sur leur support, tandis que le porte-mécanisme repose librement sur sa surface d'appui et dans son étrier de guidage.

Dans une variante, on pourra tout aussi bien envisager un dispositif analogue à celui de l'invention, dans lequel la butée serait 35 commandée par un palpeur, par l'intermédiaire d'un levier 17 (fig. 2a) pivotant relativement au boîtier, plutôt que par l'intermédiaire d'une tige de piston palpeur coulissant axialement.

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4 feuilles dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Instrument de mesure de cotes comportant un boîtier (1) hors duquel se prolonge un palpeur (51) monté à l'extrémité d'un piston palpeur (5) déplaçable axialement, un mécanisme amplificateur (3) pour amplifier les déplacements du piston palpeur et un moyen d'affichage (4) commandé par le mécanisme amplificateur (3), le mécanisme amplificateur et le moyen d'affichage étant montés dans un porte-mécanisme (2) logé dans le boîtier, le mécanisme amplificateur (3) comprenant un levier (31) formé de deux bras et pivotant autour d'un axe (21) relativement au porte-mécanisme, et le piston palpeur portant une butée (54) présentant une arête d'appui rectili-gne (55), perpendiculaire à l'axe de déplacement du piston palpeur et à l'axe de pivotement du levier, venant au contact du bras le plus court (32) du levier, caractérisé en ce que ledit bras le plus court (32) comprend, à l'endroit du contact avec l'arête rectiligne (55) de la butée d'appui, une série de pièces cylindriques calibrées (36,36') juxtaposées, montées parallèlement à l'axe de pivotement (21) du levier.
2. Instrument de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces cylindriques calibrées sont des jauges-étalons.
3. Instrument de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (21) du levier est également une jauge-étalon juxtaposée à la série de jauges-étalons.
4. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la butée du piston palpeur est portée par une barre-support (56) solidaire du piston palpeur et s'étendant perpendiculairement à la direction de déplacement de celui-ci, cette barre-support présentant une section transversale rectangulaire et traversant la butée constituée par un anneau de rubis dont la portion diamétralement opposée à celle formant l'arête d'appui rectiligne est maintenue contre la barre-support par un ressort de compression.
5. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la butée (54) est susceptible d'occuper différentes positions sur la barre-support (56) de manière que son arête d'appui rectiligne puisse s'engager sélectivement avec l'une ou l'autre des pièces cylindriques.
6. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le porte-mécanisme est monté pivotant dans le boîtier autour d'un axe parallèle à l'axe de pivotement du levier.
7. Instrument de mesure selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe de pivotement du porte-mécanisme dans le boîtier est constitué par un galet (23) solidaire du porte-mécanisme et susceptible de rouler sur une surface d'appui (60) solidaire du boîtier, le galet étant sollicité contre la surface sous l'effet d'un ressort (13) et en ce que le porte-mécanisme comporte en outre un organe de réglage (62) dont la position parallèlement à l'axe de déplacement du piston palpeur est réglable de l'extérieur du boîtier.
8. Instrument de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface d'appui solidaire du boîtier est constituée par le plan d'extrémité de deux tourelles (61) dans l'intervalle desquelles est guidé un bras de guidage (52) prolongeant le piston palpeur.
9. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le piston palpeur coulisse dans des moyens de guidage (14) disposés d'un seul côté du boîtier.
10. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de relevé automatique des mesures, lesdits moyens comprenant un peigne (6) solidaire de l'indicateur du moyen d'affichage et un circuit codeur (7) avec lequel est susceptible de s'engager le peigne pour permettre l'obtention d'un signal électrique univoquement fonction de la position de l'indicateur.
11. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une glace (14) disposée dans le boîtier en regard du moyen d'affichage, cette glace comprenant une nervure (16) dans laquelle sont logés des repères déplaçables (15).
12. Instrument de mesure selon la revendication 11, caractérisé en cc c ne les repères déplaçables sont des ressorts hélicoïdaux.
13. Instrument de mesure selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que la glace est réalisée en verre acrylique.
14. Instrument de mesure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier est réalisé dans un tube profilé métallique.
15. Instrument de mesure selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le palpeur est monté sur un levier pivotant (17) commandant le déplacement du piston palpeur.