CH703905A1 - Pige, jauge de précision et support pour de telles jauges. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une pige (10) de précision destinée à être assemblée sur un organe de préhension (14) pour former une jauge (12) de précision. Elle permet, notamment, d’améliorer la durabilité et la méthode de fabrication de cette pige. L’invention concerne également une jauge de précision améliorée, pouvant utiliser une pige selon l’invention et un support muni d’un carrousel, destiné à recevoir de jauges de précision.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine du jaugeage de précision. Cette opération consiste à vérifier, au moyen d’une pige de dimension déterminée, la taille d’un trou percé lors de la fabrication d’une pièce. Par exemple, on utilise une telle pige pour vérifier la taille d’un perçage dans lequel va être chassée une pierre.

[0002] Plus particulièrement, l’invention concerne une pige de précision destinée à être assemblée sur un organe de préhension pour former une jauge de précision. Cette pige comprend une première extrémité pour être assemblée à l’organe de préhension et une deuxième extrémité libre, de travail.

[0003] L’invention concerne également une jauge de précision comprenant: - un organe de préhension comportant un logement de forme oblongue définissant un axe longitudinal et débouchant à une extrémité de l’organe de préhension, - un organe de liaison, monté mobile dans le logement selon l’axe longitudinal entre une première position extrême rentrée, dans laquelle il est rentré au maximum dans le logement et une deuxième position extrême sortie, dans laquelle il est sorti au maximum du logement, cet organe de liaison étant agencé pour recevoir une pige de précision, et - un ressort disposé à l’intérieur du logement et exerçant sur l’organe de liaison une force tendant à le faire sortir du logement.

Etat de la technique

[0004] En microtechnique et plus particulièrement en horlogerie, le jaugeage de trous, c’est-à-dire la vérification de la dimension d’un trou au moyen d’un étalon, se fait au moyen de jauges tampons munies d’une pige rigide, solidement fixée à un manchon. C’est la pige qui comprend une portion de dimension étalonnée, correspondant au diamètre du trou à jauger. A titre indicatif, les trous mesurés présentent des diamètres généralement compris entre 0.2 et 8 mm. Pour des raisons de précisions, l’arête de la pige qui définit la zone étalon, est vive. Cela induit toutefois divers inconvénients.

[0005] Notamment, des pressions importantes s’exercent entre le trou et la pige, lors de l’introduction de la pige. Lorsque le trou est ménagé dans un support en laiton, on peut ainsi observer un laitonnage, c’est-à-dire un dépôt de laiton sur la pige, qui va influencer la précision des mesures ultérieures. L’opération de jaugeage peut même conduire à un agrandissement des trous.

[0006] En outre, des mesures de contrôle ont été faites afin de vérifier la qualité du jaugeage réalisé par plusieurs opérateurs. Ces mesures ont montré que le jaugeage varie d’un opérateur à l’autre de manière relativement importante. Il a ainsi été constaté que le jaugeage est influencé par la force d’introduction de la pige dans le trou, par l’angle d’introduction de la pige dans le trou, et par l’usure relativement rapide de l’extrémité de travail de la pige. Cette dernière est généralement en acier trempé, alors que, pour plus de résistance, elle devrait être en matériau dur (carbure, céramique...). Mais, pour des raisons de coût et de fragilité, ces matériaux durs ne sont que peu utilisés, surtout pour des petites jauges.

[0007] Il existe également des jauges munies d’une pige montée sur ressort, dont l’extrémité est en forme de sphère. L’extrémité permet de réduire les incertitudes liées à l’angle d’introduction de la pige, tandis que le ressort permet de limiter, dans une certaine mesure au moins, la force avec laquelle la jauge est introduite dans le trou. Toutefois, le contact entre la sphère et le trou ne se fait que sur une ligne, ce qui induit une usure relativement rapide. De plus, la réalisation d’une pige à extrémité sphérique est délicate et il est difficile de polir cette sphère tout en conservant la précision de la dimension. Les coûts de ces jauges sont, en conséquence, très élevés par rapport aux jauges mentionnées ci-dessus.

[0008] La présente invention a ainsi pour but de proposer une pige et une jauge exempt des inconvénients des dispositifs de l’état de la technique, tout en conservant leurs avantages.

Divulgation de l’invention

[0009] De façon plus précise, l’invention concerne une pige de précision destinée à être assemblée sur un organe de préhension pour former une jauge de précision, comprenant une première extrémité pour être assemblée audit organe de préhension, et une deuxième extrémité libre, de travail. Selon l’invention, la deuxième extrémité comporte, de la première vers la deuxième extrémité: - une zone cylindrique, dont le diamètre correspond au diamètre de travail, - une zone conique d’introduction, dont le diamètre se rétrécit du côté de la deuxième extrémité.

[0010] L’invention concerne également une jauge de précision comprenant: - un organe de préhension comportant un logement de forme oblongue définissant un axe longitudinal et débouchant à une extrémité de l’organe de préhension, - un organe de liaison, monté mobile dans le logement selon l’axe longitudinal entre une première position extrême rentrée, dans laquelle il est rentré au maximum dans le logement et une deuxième position extrême sortie, dans laquelle il est sorti au maximum du logement, ledit organe de liaison étant agencé pour recevoir une pige de précision, - un ressort disposé à l’intérieur du logement et exerçant sur l’organe de liaison une force tendant à le maintenir dans la deuxième position extrême sortie. Selon l’invention, la précontrainte du ressort est réglable.

[0011] Un autre aspect de l’invention se rapporte à un support comportant un manchon, pouvant être tenu par un opérateur ou être monté dans une machine, ledit manchon recevant, monté à rotation à l’une de ses extrémités, un carrousel comprenant plusieurs emplacements pour recevoir des jauges de précision.

Brève description des dessins

[0012] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel: <tb>- la fig. 1<sep>représente une pige selon l’invention, <tb>- les fig. 2 et 3<sep>illustrent deux variantes d’une jauge de précision selon l’invention, <tb>- les fig. 4 et 5<sep>proposent des variantes possibles au niveau de l’organe de liaison agencé pour recevoir une pige de précision, et <tb>- les fig. 6, 7 et 8<sep>illustrent un autre aspect de l’invention.

Mode(s) de réalisation de l’invention

[0013] La fig. 1 montre une pige de précision 10 selon l’invention. Elle est destinée à être assemblée sur un organe de préhension pour former une jauge de précision 12. Elle comprend une première extrémité 10a destinée à être assemblée à l’organe de préhension et une deuxième extrémité 10b libre, dite de travail, dont la dimension est déterminée de manière à effectuer le jaugeage. Plus précisément, cette deuxième extrémité 10b comporte, en allant de la première vers la deuxième extrémité: - une zone cylindrique 10c, dont le diamètre correspond au diamètre de travail, - une zone conique 10d d’introduction, dont le diamètre se rétrécit du côté de la deuxième extrémité.

[0014] La largeur de la zone cylindrique 10c, c’est-à-dire la dimension dans l’axe de la pige 10, est comprise entre 5 et 20% du diamètre de la pige 10.

[0015] La pige 10 comporte un dégagement 10e de diamètre inférieur au diamètre de la zone cylindrique, le dégagement 10e étant situé du côté de la première extrémité 10a en référence à la zone cylindrique 10c. Ce dégagement 10e peut prendre la forme de deux parties coniques tronquées, situées «pointe contre pointe». Autrement dit, la partie conique située du côté de la première extrémité 10a s’élargit du côté de la première extrémité 10a, tandis que la partie conique située du côté de la deuxième extrémité 10b s’élargit du côté de la deuxième extrémité 10b.

[0016] Cette forme permet d’optimiser la zone de contact entre la pige 10 et le trou, c’est-à-dire de ne pas la limiter à une ligne de contact, tout en offrant un guidage lors de l’introduction de la pige 10 et en permettant une légère variation de l’angle d’introduction.

[0017] La pige 10 peut être en acier trempé, mais comme on le comprendra ci-après, en lien avec la description d’une jauge 12 de précision selon l’invention, la pige 10 peut également être réalisée en matériau dur (métal dur de type carbure, nitrure, céramique ou rubis...).

[0018] La pige 10 est obtenue à partir d’un barreau d’acier trempé ou de matériau dur, par un procédé centerless. Le barreau étant poli, selon le diamètre correspondant au diamètre nominal de la zone cylindrique choisie, les formes de la zone conique 10d et du dégagement 10e sont ensuite obtenues par meulage, sur une machine à profiler avec chargement manuel ou automatique des barreaux. Ce type de machine est disponible dans le commerce, par exemple chez des fournisseurs tels que Studer, Petewe.... La zone cylindrique n’est pas touchée par la meule et reste dans son état poli initial. Par programmation de la commande numérique de la machine, les formes des meulages peuvent être facilement être optimisées ou adaptées aux exigences spécifiques liées à une vérification particulière.

[0019] L’invention concerne également une jauge 12 de précision, telle que présentée à la figure 2. La jauge 12 selon l’invention comprend un organe de préhension 14 comportant un logement 16 de forme oblongue définissant un axe longitudinal et débouchant à une extrémité de l’organe de préhension 14. La jauge 12 comprend également un organe de liaison 18 agencé pour recevoir une pige 10 de précision qui, de manière particulièrement avantageuse, peut être une pige 10 telle que décrite ci-dessus. L’organe de liaison 18 est monté mobile dans le logement 16 selon l’axe longitudinal et dépasse à l’extérieur de l’organe de préhension 14 via l’ouverture du logement 16. L’organe de liaison 18 est mobile entre: - une première position extrême rentrée, dans laquelle il est rentré au maximum dans le logement 16, et - une deuxième position extrême sortie, dans laquelle il est sorti au maximum du logement 16. La jauge 12 selon l’invention comprend encore un ressort 20 disposé à l’intérieur du logement 16 et exerçant, sur l’organe de liaison 18, une force tendant à le maintenir dans la deuxième position extrême sortie.

[0020] Les dimensions de l’organe de liaison 18 sont ajustées par rapport à l’ouverture du logement 16, de sorte que l’organe de liaison 18 est en mesure de coulisser avec un très faible jeu. L’organe de liaison 18 comprend une collerette 21 disposée à l’intérieur du logement 16, dont les dimensions sont plus grandes que celles de l’ouverture, cette dernière présentant un épaulement 22 formant butée, avec laquelle l’organe de liaison 18 est susceptible de coopérer, afin de définir la deuxième position extrême sortie.

[0021] L’organe de liaison 18 comprend encore un arbre 24 prenant place à l’intérieur du logement 16, selon l’axe longitudinal. Un espace libre est définit entre l’arbre 24 et les parois du logement 16. Cet espace libre permet de monter le ressort 20 sur l’arbre 24, le ressort 20 étant avantageusement de type hélicoïdal. Le ressort 20 est intercalé entre Pépaulement 22 et une bague 26 reliée à l’organe de préhension 14.

[0022] Selon un aspect important de l’invention, la précontrainte du ressort 20 est réglable. Dans ce but, la bague 26 est montée mobile longitudinalement en référence à l’organe de préhension 14, de préférence sur l’arbre 24, la position de la bague 26 définissant la précontrainte du ressort 20.

[0023] Avantageusement, la jauge 12 comprend des moyens de réglage de la position de la bague 26, accessibles depuis l’extérieure de la jauge 12. La bague 26 peut ainsi coopérer par vissage soit avec le corps de préhension, soit avec l’arbre 24. Dans un premier cas, la bague 26 peut comprendre un pas de vis coopérant avec un filetage 28 ménagé dans la paroi du logement 16. Dans un deuxième cas, non représenté, la bague 26 comprend un filetage coopérant avec un pas de vis ménagé à la surface de l’arbre 24. La bague 26 peut être actionnée par un outil introduit dans le logement 16 par une deuxième ouverture, ménagée du côté opposé à l’organe de liaison 18.

[0024] En variante, on peut prévoir que, si la bague 26 comprend un pas de vis coopérant avec un filetage ménagé dans la paroi du logement 16, la bague 26 soit solidaire en rotation de l’arbre 24. Par exemple, le diamètre intérieur de la bague 26 est de section polygonale, l’arbre 24 présentant une section de forme correspondante et de taille voisine permettant une coopération quasiment sans jeu. Ainsi, en faisant pivoter l’organe de préhension 14 en référence à l’organe de liaison 18 et à l’arbre 24, la bague 26 se déplace en coulissant sur l’arbre 24. De même, si la bague 26 comprend un filetage coopérant avec un pas de vis ménagé à la surface de l’arbre 24, la bague 26 peut être solidaire en rotation de l’organe de préhension 14, également en mettant en œuvre des sections polygonales de forme correspondante. Ainsi, en faisant pivoter l’organe de liaison 18 en référence à l’organe de préhension 14, la bague 26 se déplace en coulissant dans le logement 16.

[0025] Afin de permettre à un opérateur de contrôler la force appliquée au niveau du trou lors d’un jaugeage et lui permettre ainsi d’appliquer une force régulière d’une opération à l’autre, l’organe de liaison 18 comporte une graduation 30 disposée en regard de l’extrémité du logement 16, cette extrémité servant d’index.

[0026] Dans une variante évoluée, la jauge 12 comporte un capteur 32 agencé pour mesurer l’enfoncement de l’organe de liaison 18 à l’intérieur du logement 16. Ce capteur 32 peut être de type inductif ou optique et détecter la position d’un élément métallique, d’un aimant 33 ou d’un marqueur, dans le cas d’un capteur optique. Relié à un appareil 35 donnant une indication visuelle ou auditive, l’opérateur est informé que la force requise est appliquée lors du jaugeage.

[0027] Il est ainsi possible d’agir sur la précontrainte du ressort 20 et donc, sur la force appliquée au niveau du trou lors d’un jaugeage. La précontrainte du ressort 20 peut être calibrée, au moyen d’une balance de contrôle, simplement en appuyant la pige 10 sur la balance. Dans le cas d’une jauge 12 munie d’un capteur 32, le calibrage peut être fait électroniquement. L’appareil peut recalculer la course de l’organe de liaison 18 en fonction de la force mesurée, sans devoir nécessairement modifier la précontrainte du ressort 20.

[0028] Une amélioration supplémentaire de la jauge 12 selon l’invention consiste à disposer un élément déformable élastiquement dans l’organe de liaison 18, la pige 10 étant destinée à être engagée dans l’élément déformable. Ce dernier peut être, par exemple, un tampon d’élastomère 34, comme illustré sur la fig. 4. Particulièrement pour des piges 10 de petite taille, l’organe de liaison 18 peut comprendre une tige 36 en acier à ressort, fixée dans la partie de l’organe de liaison 18 montée mobile dans l’organe de préhension 14. La pige 10 est assemblée à la tige 36 par un tube de liaison 38 souple, dans lequel s’insère à frottement la tige 36, d’une part, et la pige 10, d’autre part, comme illustré à la fig. 5.

[0029] Dans ces deux cas, la pige 10 est montée sur un élément déformable élastiquement. Cette déformation rend la pige 10 moins sujette aux contraintes exercées lors de l’introduction dans le trou. Conjugué à l’effet du ressort 20 disposé dans le corps de préhension, il est ainsi possible d’utiliser une pige 10 en matériau dur, en diminuant fortement le risque de la casser.

[0030] De manière générale, une opération de jaugeage requiert l’utilisation d’au moins trois piges 10: une au diamètre nominal et deux, respectivement aux diamètres minimal et maximal admissible. Ces manipulations prennent, évidemment, un temps relativement important. L’invention propose, en outre, un support 40 capable de recevoir plusieurs jauges 12. Un exemple de ce support 40 est proposé sur la figure 6. Il comporte un manchon 42, pouvant être tenu par un opérateur ou être monté dans une machine. Ce manchon 42 reçoit, monté à rotation à l’une de ses extrémités, un carrousel 44, circulaire, comprenant plusieurs emplacements 46 pour recevoir des jauges 12. On peut aussi prévoir un carrousel fixe en référence au manchon, et un manchon monté à rotation sur une machine, ou pivoté manuellement par l’opérateur. A titre d’exemple, on peut avoir quatre emplacements 46, répartis à 90° l’un de l’autre, destinés à recevoir des jauges 12 correspondant aux différents diamètres à vérifier (nominal, minimal, maximal, et éventuellement, une deuxième jauge 12 au diamètre nominal). On aura compris qu’on passe d’une jauge 12 à l’autre par simple rotation du carrousel 44, le jaugeage pouvant ensuite être effectué directement, par manipulation de l’ensemble comprenant le manchon 42, le carrousel 44 et les différentes jauges 12. Ce système est notamment compatible avec une détection de l’enfoncement de la pige 10 par capteur 32, tel que décrit ci-dessus.

[0031] Pour simplifier et améliorer l’efficacité du montage de la jauge 12 sur le carrousel 44, l’assemblage peut se faire par un système de cliquet à bille. Chaque emplacement 46 définit une ouverture 18, à l’intérieur de laquelle dépasse une bille 50 montée à ressort, latéralement à la paroi de l’ouverture. Le manchon 42 comporte, à son extrémité opposée au carrousel 44, une gorge annulaire 52, dimensionnée et positionnée pour coopérer avec la bille 50. En engageant le manchon 42 dans l’ouverture, le ressort 20 de la bille 50 est contraint, puis se détend lorsque la bille 50 peut prendre place dans la gorge. Une traction exercée sur le manchon 42 permet de contraindre à nouveau le ressort 20 et d’extraire la jauge 12 de son emplacement 46.

[0032] La fig. 8 montre la possibilité d’utiliser un système de mesure de l’enfoncement de l’organe de liaison, par un capteur 32, tel que décrit ci-dessus, dans un carrousel 44. Chaque jauge 12 comporte un élément détectable, tel qu’un aimant 33, dont la position est détectée par un capteur unique agencé dans l’axe du carrousel de manière à détecter la position des aimants de chacune des jauges.

[0033] Ainsi sont proposées une pige 10 et une jauge 12 de précision au fonctionnement amélioré, notamment au niveau de l’usure de la pige 10 et de la précision de mesures, mais également au niveau d’éventuelles déformations subies par les trous. La mesure est également améliorée au niveau de son contrôle et de sa régularité.

Claims (16)

1. Pige (10) de précision destinée à être assemblée sur un organe de préhension (14) pour former une jauge (12) de précision, comprenant une première extrémité (10a) pour être assemblée audit organe de préhension (14), et une deuxième extrémité (10b) libre, de travail, caractérisée en ce que ladite deuxième extrémité comporte, de la première vers la deuxième extrémité: - une zone cylindrique (10c), dont le diamètre correspond au diamètre de travail, - une zone conique (10d) d’introduction, dont le diamètre se rétrécit du côté de la deuxième extrémité.

2. Pige (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte un dégagement (10e) de diamètre inférieur au diamètre de la zone cylindrique, le dégagement étant situé du côté de la première extrémité en référence à la zone cylindrique.

3. Jauge (12) de précision comprenant: - un organe de préhension (14) comportant un logement (16) de forme oblongue définissant un axe longitudinal et débouchant à une extrémité de l’organe de préhension (14), - un organe de liaison (18), monté mobile dans le logement (16) selon l’axe longitudinal entre une première position extrême rentrée, dans laquelle il est rentré au maximum dans le logement (16) et une deuxième position extrême sortie, dans laquelle il est sorti au maximum du logement (16), ledit organe de liaison (18) étant agencé pour recevoir une pige (10) de précision, - un ressort (20) disposé à l’intérieur du logement (16) et exerçant sur l’organe de liaison (18) une force tendant à le maintenir dans la deuxième position extrême sortie, caractérisée en ce que la précontrainte du ressort (20) est réglable.

4. Jauge (12) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite deuxième position extrême sortie est définie par une butée avec laquelle l’organe de liaison (18) est susceptible de coopérer.

5. Jauge (12) selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que le ressort 20 est intercalé entre un épaulement (22) solidaire de l’organe de liaison (18) et une bague (26) reliée à l’organe de préhension (14) et mobile longitudinalement en référence audit organe de préhension (14), la position de la bague (26) définissant la précontrainte du ressort (20).

6. Jauge (12) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l’organe de liaison (18) comprend un arbre (24) sur lequel est monté le ressort (20)et sur lequel se déplace ladite bague (26).

7. Jauge (12) selon l’une des revendications 5 à 6, caractérisée en ce qu’elle comprend des moyens de réglage de la position de la bague (26), accessibles depuis l’extérieure de la jauge (12).

8. Jauge (12) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la bague (26) comprend un pas de vis coopérant avec un filetage ménagé dans la paroi du logement (16).

9. Jauge (12) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la bague (26) est solidaire en rotation dudit arbre (24).

10. Jauge (12) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la bague (26) comprend un filetage coopérant avec un pas de vis ménagé à la surface de l’arbre (24).

11. Jauge (12) selon la revendication 10, caractérisée en ce que la bague (26) est solidaire en rotation dudit organe de préhension (14).

12. Jauge (12) selon l’une des revendications 3 à 11, caractérisée en ce que l’organe de liaison (18) comporte une graduation disposée en regard de l’extrémité du logement (16), ladite extrémité servant d’index.

13. Jauge (12) selon l’une des revendications 3 à 12, caractérisée en ce qu’elle comporte un capteur (32) agencé pour mesurer l’enfoncement de l’organe de liaison (18) à l’intérieur du logement (16).

14. Jauge (12) selon l’une des revendications 3 à 13, caractérisée en ce que l’organe de liaison (18) comprend un élément déformable élastiquement, avec lequel la pige (10) est destinée à être reliée solidairement.

15. Support 40 comportant un manchon (42), pouvant être tenu par un opérateur ou être monté dans une machine, ledit manchon (42) recevant, monté à rotation à l’une de ses extrémités, un carrousel (44) comprenant plusieurs emplacements (46) pour recevoir des jauges (12) de précision.

16. Support 40 selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits emplacements (46) comportent un système d’encliquetage à bille (50), agencé pour coopérer avec une jauge (12) de précision.