FR2463389A1 - Surface profile flatness measuring system - uses comparator gauge to slide across surface on reference guides - Google Patents

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Abstract

The flatness or profile of a surface is measured by a dial gauge with probe which measures w.r.t. a reference. The instrument is supported to provide stability as the gauge is slid across the surface. A rule (1) comprises two parallel bars (2,3) of rectangular cross section with the wide faces facing each other. These bars define a reference surface (4) on the side opposite the surface (5) being measured. Supports (8,9) allow adjustment by knurled knobs (14) w.r.t. this surface. A comparator gauge (22) is mounted on a slide ring (20) so that the probe (23) can pass between the bars to the surface being measured. This allows the gauge pointer (24) to indicate the profile as the gauge assembly slides on the bars.

Description

La présente invention est relative à un instrument de mesure destiné au contrôle de la planéité d'une surface ou à la mesure d'un profil de surface. The present invention relates to a measuring instrument intended for checking the flatness of a surface or for measuring a surface profile.

Pour contrôler la planéité d'une surface, il est déjà connu d'utiliser une règle rectifiée de forme prismatique que l'on met en place au-dessus de la surface à contrôler dont on peut ainsi évaluer la topographie à l'aide de cales étalons qui sont insérées entre cette règle et la surface. Cette façon de procéder qui revient à un contrôle par tatonnements conduit à une mesure peu rigoureuse et longue et nécessite une qualité proFessionnelle élevée de la personne exécutant le contrôle.Or, dans une application particulière d'une telle règle, par exemple dans un atelier de réparation automobile où on doit contrôler la planéité des surfaces des culasses des moteurs de véhicule, de telles contraintes sont très gênantes et c'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un instrument de mesure du type indiqué ci-dessus dont l'utilisation est commode tout en fournissant un contrôle rigoureux et précis de la planéité d'une surface. To control the flatness of a surface, it is already known to use a rectified ruler of prismatic shape which is put in place above the surface to be checked, the topography of which can thus be evaluated using shims standards that are inserted between this ruler and the surface. This way of proceeding, which amounts to a trial and error check, leads to an inconsistent and long measurement and requires a high professional quality of the person performing the check. However, in a particular application of such a rule, for example in a automobile repair where the flatness of the cylinder head surfaces of vehicle engines must be checked, such constraints are very troublesome and that is why the present invention aims to provide a measuring instrument of the type indicated above, the use of which is convenient while providing rigorous and precise control over the flatness of a surface.

Elle a donc pour objet un instrument de mesure, notamment pour le contrôle de la planéité d'une surface, caractérisé en ce qu'il comprend unerègle formée par deux barres parallèles espacées l'une de l'autre et définissant ensemble une surface de référence du côté de la règle opposé à la surface à examiner, ladite règle comportant également deux organes de support lui permettant d'être posée sur ladite surface à examiner, un premier desdits organes de support, qui sont à position relative réglable le long de ladite règle, définissant deux points d'appui de celle-ci, alignés transversalement par rapport à cette règle, tandis que le deuxième organe de support définit un troisième point d'appui, et en ce qu'il est prévu en outre un indicateur pourvu d'une touche destinée à explorer la surface à examiner et s'étendant en partie entre les deux barres, ledit indicateur étant fixé sur un coulisseau destiné à glisser le long de ladite règle en étant en appui sur ladite surface de référence. It therefore relates to a measuring instrument, in particular for controlling the flatness of a surface, characterized in that it comprises a rule formed by two parallel bars spaced from one another and together defining a reference surface on the side of the rule opposite the surface to be examined, said rule also comprising two support members allowing it to be placed on said surface to be examined, a first of said support members, which are in relative position adjustable along said rule , defining two support points thereof, aligned transversely with respect to this rule, while the second support member defines a third support point, and in that there is further provided an indicator provided with a key intended to explore the surface to be examined and extending partly between the two bars, said indicator being fixed on a slide intended to slide along said rule while being in abutment on said reference surface.

Lorsque la règle de l'instrument de mesure suivant l'invention est placée sur une surface à examiner, la surface de référence se trouve à une distance prédéterminée de cette surface à examiner et la topographie de celle-ci peut alors être acilement relevée en déplaçant le coulisseau muni de l'ïndicateur le long de la règle à laquelle est conférée une grande stabilité grâce aux trois points d'appui de ses organes de support. When the ruler of the measuring instrument according to the invention is placed on a surface to be examined, the reference surface is at a predetermined distance from this surface to be examined and the topography thereof can then be easily noted by moving the slide fitted with the indicator along the ruler which is given great stability thanks to the three support points of its support members.

D'autres caractéristiques et avantages résulteront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
la Fig. 1 est une vue en élévation de face de l'instrument de mesure suivant l'invention;
les Fig. 2, 3 et 4 sont des vues en coupe transversale de la règle de l'instrument de mesure, prises respectivement suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4 de la Fig. 1; et
la Fig. 5 est également une vue en coupe transversale de la règle montrant une variante de l'un des organes de support de celle-ci.Other characteristics and advantages will emerge from the description which follows, made with reference to the appended drawings in which
Fig. 1 is a front elevation view of the measuring instrument according to the invention;
Figs. 2, 3 and 4 are cross-sectional views of the ruler of the measuring instrument, taken respectively along lines 2-2, 3-3 and 4-4 of FIG. 1; and
Fig. 5 is also a cross-sectional view of the rule showing a variant of one of the support members thereof.

Suivant le mode de réalisation représenté aux
Fig. 1 à 4, l'instrument de mesure de l'invention comporte une règle 1 constituéede deux barres parallèles 2 et 3 qui, dans cet exemple, sont de section rectangulaire et dont deux grandes faces se font vis-à-vis. Les barres 2 et 3 définissent ensemble une surface de référence 4 du côté de la règle 1 opposé à la surface S à examiner.According to the embodiment shown in
Fig. 1 to 4, the measuring instrument of the invention comprises a rule 1 consisting of two parallel bars 2 and 3 which, in this example, are of rectangular section and two large faces of which face each other. Bars 2 and 3 together define a reference surface 4 on the side of the rule 1 opposite to the surface S to be examined.

Les barres 2 et 3 sont rigidement assemblées à l'aide de vis 5 qui traversent respectivement leurs extrémités et qui sont vissées dans des pièces d'entretoisement 6. De cette sorte, un espace 7 est ménagé entre les barres (voir notamment les Fig. 3 et 4). The bars 2 and 3 are rigidly assembled using screws 5 which pass respectively through their ends and which are screwed into bracing pieces 6. In this way, a space 7 is provided between the bars (see in particular Figs. 3 and 4).

L'instrument de mesure comporte également deux organes d'appui 8 et 9 dont on examinera tout d'abord le premier. The measuring instrument also includes two support members 8 and 9, the first of which will be examined first.

L'organe de support 8 est formé, dans l'exemple représenté, par un bloc cylindrique 10 dont l'axe s'étend transversalement par rapport aux barres 2 et 3 et qui est destiné à reposer sur la surface S à examiner par deux portions de génératrice Ila et llb formant des points d'appui alignés le long d'une ligne qui est transversale par rapport aux barres 2 et 3. Le bloc cylindrique 10 comporte un trou transversal étagé 12 interrompant la génératrice d'appui et servant à recevoir une vis de fixationl2a qui est engagée dans le bloc d'entretoisement 6 prévu à l'une des extrémités de la règle 1. Dans l'exemple représenté, l'organe d'appui 8 est donc fixe par rapport à cette règle. The support member 8 is formed, in the example shown, by a cylindrical block 10 whose axis extends transversely relative to the bars 2 and 3 and which is intended to rest on the surface S to be examined by two portions of generator Ila and llb forming support points aligned along a line which is transverse with respect to bars 2 and 3. The cylindrical block 10 has a stepped transverse hole 12 interrupting the support generator and serving to receive a fixation screw 2a which is engaged in the bracing block 6 provided at one of the ends of the rule 1. In the example shown, the support member 8 is therefore fixed relative to this rule.

L'organe de support 9 qui est réglable le long de la règle 1 comporte un axe fileté 13 (Fig. 3) qui se termine, du côté de la surface S à examiner, par une touche 14, de préférence de section circulaire. Sur cette tige filetée 13 est engagée une première bague 15 filetée intérieurement et pourvue d'une collerette 15a de faible diamètre qui s'engage avec jeu dans l'espace 7 ménagé entre les barres 2 et 3. Du côté opposé, la bague comporte également une collerette périphérique 15b qui définit une chambre 16 dans laquelle est logé un écrou de blocage 17 à l'aide duquel la bague est solidarisée de la tige filetée 13. Enfin, la bague 15 définit une surface d'appui 18 qui,par deux portions en segment de cercle,repose respectivement sur les faces des barres 2 et 3 définissant la surface de référence 4.Un second écrou 19 est vissé sur la tige filetée 13 du côté de la surface S à examiner. Cet écrou qui a un rôle de serrage comporte une collerette 19a qui s'engage également avec jeu dans l'espace 17 ménagé entre les barres 2 et 3. On notera que lorsque cet organe d'appui est serré sur les barres 2 et 3, ce qui se fait en-serrant la bague 15 par rapport à l'écrou 19, la distance entre la surface de référence 4 et la surface à examiner S, au niveau du support 9, peut être réglée à une valeur prédéterminée, et notamment à une valeur identique à celle de la distance séparant la génératrice lla, 11b du bloc cylindrique 10, de l'autre organe d'appui 8 de la surface de référence 4. The support member 9 which is adjustable along the rule 1 has a threaded axis 13 (Fig. 3) which ends, on the side of the surface S to be examined, by a key 14, preferably of circular section. On this threaded rod 13 is engaged a first ring 15 internally threaded and provided with a flange 15a of small diameter which engages with play in the space 7 formed between the bars 2 and 3. On the opposite side, the ring also includes a peripheral flange 15b which defines a chamber 16 in which is housed a locking nut 17 by means of which the ring is secured to the threaded rod 13. Finally, the ring 15 defines a bearing surface 18 which, by two portions in a segment of a circle, rests respectively on the faces of the bars 2 and 3 defining the reference surface 4.A second nut 19 is screwed onto the threaded rod 13 on the side of the surface S to be examined. This nut which has a tightening role includes a flange 19a which also engages with play in the space 17 formed between the bars 2 and 3. It will be noted that when this support member is tightened on the bars 2 and 3, which is done by tightening the ring 15 relative to the nut 19, the distance between the reference surface 4 and the surface to be examined S, at the level of the support 9, can be adjusted to a predetermined value, and in particular to a value identical to that of the distance separating the generator 11a, 11b from the cylindrical block 10, from the other support member 8 from the reference surface 4.

La vue en coupe de la Fig.4 montre un coulisseau 20 formé par une bague dans laquelle est engagé un manchon cylindrique 21 d'un indicateur 22, par ailleurs classique, par exemple un "comparateur" comportant une touche 23 destinée à venir en contact avec la surface S à mesurer et pouvant coulisser longitudinalement à l'intérieur du corps de l'indicateur 22, le mouvement de coulissement ayant pour effet d'entraîner un mécanise de transmission relié à une aiguille 24 coopérant avec une graduation 25 étalonnée en unités de distance. Le manchon 21 peut être bloqué à l'intérieur de la bague 20à l'aide d'une vis de blocage 26 qui la traverse radialement et qui agit sur une bague élastique fendue 27 engagée dans l'alésage de la bague. The sectional view of Fig.4 shows a slide 20 formed by a ring in which is engaged a cylindrical sleeve 21 of an indicator 22, otherwise conventional, for example a "comparator" comprising a key 23 intended to come into contact with the surface S to be measured and able to slide longitudinally inside the body of the indicator 22, the sliding movement having the effect of driving a transmission mechanic connected to a needle 24 cooperating with a graduation 25 calibrated in units of distance. The sleeve 21 can be locked inside the ring 20 using a locking screw 26 which passes through it radially and which acts on a split elastic ring 27 engaged in the bore of the ring.

Comme représenté sur la Fig. 5, il est possible, suivant une variante, de remplacer le bloc cylindrique 10 des précédentes Figures par un bloc lOA de forme prismatique, bloc dans lequel sont engagés des tétons 28 et 29 définissant à cet endroit de la règle deux points d'appui alignés transversalement par rapport à celle-ci. As shown in Fig. 5, it is possible, according to a variant, to replace the cylindrical block 10 of the preceding Figures by a block 10A of prismatic shape, block in which are engaged pins 28 and 29 defining at this point of the rule two aligned support points transversely with respect to it.

Pour examiner une surface il suffit de placer la règle sur celle-ci en réglant la distance entre les organes d'appui 8 et 9 par coulissement de l'organe de support 9 le long de.larègle.Une fois cet organe bloqué en position, il Suffitpour mesurer la topographie de la surface S, de faire coulisser l'indicateur 22 le long de la règle et de lire sur la graduation 25 les écarts de l'aiguille 24. On voit donc que ce contrôle peut être effectué de façon extrêmement commode et rapide sans que cela nécessite des connaissances et une habileté professionnelle considérables.Par ailleurs, on peut noter que la règle est posée sur la -surface S de façon très stable tandis que le coulisseau 20, dont la partie qui est engagée dans l'espace 7 entre les barres 2 et 3 est bien guidée, permet un mouvement facile de l'indicateur. To examine a surface, simply place the ruler on it by adjusting the distance between the support members 8 and 9 by sliding the support member 9 along the rule. Once this member is locked in position, It suffices to measure the topography of the surface S, to slide the indicator 22 along the ruler and to read on the graduation 25 the deviations of the needle 24. It is therefore seen that this control can be carried out in an extremely convenient manner and fast without requiring considerable knowledge and professional skill. Furthermore, it can be noted that the rule is laid on the -surface S very stably while the slide 20, the part of which is engaged in space 7 between bars 2 and 3 is well guided, allows easy movement of the indicator.

Enfin, on peut noter que l'on peut également placer l'organe de support 9 entre l'organe de support 8 et l'indicateur 22, ce oui permet de mesurer ou de contrôler éventuellement la cote d ' un point au-dela de la portion du plan de référence défini par les support 8 et 9 (voir représentation en traits mixtes de la rig.l). Il est également possible, C laide de l'instrument suivant l'invention, de mesurer une surface comportant des bossages ou des cavités sur son étendue. Finally, it can be noted that it is also possible to place the support member 9 between the support member 8 and the indicator 22, this yes makes it possible to measure or possibly control the dimension of a point beyond the portion of the reference plane defined by supports 8 and 9 (see broken line representation of rig.l). It is also possible, using the instrument according to the invention, to measure a surface comprising bosses or cavities over its extent.

Bien entendu, dans le cadre de l'invention, il est possible de prévoir de nombreuses variantes. C'est ainsi par exemple que les barres 2 et 3 qui ont, dans l'exemple représenté, une section rectangulaire et sont placées de chant par rapport à la surface S à examiner, peuvent avoir une section circulaire ou autre, en définissant par leurs deux génératrices, les plus éloignées de cette surface à examiner, la surface de référence 4. Of course, in the context of the invention, it is possible to provide many variants. Thus, for example, the bars 2 and 3 which, in the example shown, have a rectangular section and are placed on edge relative to the surface S to be examined, can have a circular or other section, by defining by their two generators, the furthest from this surface to be examined, the reference surface 4.

Dans ce cas, les faces d'appui, tant du coulisseau 20 que de l'organe de support 9, doivent alors avoir une forme adaptée, en V par exemple,- en chevauchant les barres ainsi conçues. In this case, the bearing faces, both of the slide 20 and of the support member 9, must then have a suitable shape, in V for example, - overlapping the bars thus designed.

Claims (8)

- REVENDICATIONS- CLAIMS 1.- Instrument de mesure, notamment pour le contrôle de la planéité d'une surface, caractérisé en ce qu'il comprend une règle (1) formée par deux barres parallèles espacées l'une de lfautre et définissant ensemble une surface de référence (4) du côté de la règle (1) opposé à la surface (S) à examiner, ladite règle (1) comportant également deux organes de support (8,9) lui permettant d'être posée sur ladite surface à examiner (S), un premier (8) desdits organes de support, qui sont à position relative réglable le long de ladite règle, définissant deux points d'appui (lla, llb;; 28, 29) de celleci, alignés transversalement par rapport à cette règle, tandis que le deuxième organe de support (9) définit-un troisième point appui (14), et en ce qu'ilestprévu en outre un indicateur (2) pourvu d'une touche (23) destinée à explorer la surface à examiner et s'étendant en partie entre les deux barres (2, 3), ledit indicateur étant fixé sur un coulisseau (20) destiné à glisser le long de ladite règle en étant en appui sur ladite surface de référence (4). 1.- Measuring instrument, in particular for controlling the flatness of a surface, characterized in that it comprises a rule (1) formed by two parallel bars spaced apart from one another and together defining a reference surface ( 4) on the side of the rule (1) opposite the surface (S) to be examined, said rule (1) also comprising two support members (8, 9) allowing it to be placed on said surface to be examined (S) , a first (8) of said support members, which are in relative position adjustable along said rule, defining two support points (lla, llb ;; 28, 29) thereof, aligned transversely with respect to this rule, while the second support member (9) defines a third support point (14), and in that it is further provided an indicator (2) provided with a key (23) intended to explore the surface to be examined and s extending partly between the two bars (2, 3), said indicator being fixed on a slide (20) intended to slide along said re gle while resting on said reference surface (4). 2.- Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites barres (2, 3) sont de section rectangulaire, de préférence placées de chant par rapport à la surface à examiner (S). 2.- Instrument according to claim 1, characterized in that said bars (2, 3) are of rectangular section, preferably placed edgewise relative to the surface to be examined (S). 3.- Instrument suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier organe de support (8) comporte un bloc cylindrique (10) dont l'axe est transversal par rapport auxdites barres et qui est fixé à celles-ci du côté de la surface (S) à examiner, et en ce que ce bloc cylindrique définit, par sa génératrice la plus éloignée des barres, une droite sur laquelle sont situés les deux points d'appui (lia, lîb) sur la surface (2) à examiner. 3.- Instrument according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the first support member (8) comprises a cylindrical block (10) whose axis is transverse to said bars and which is fixed to those -this on the side of the surface (S) to be examined, and in that this cylindrical block defines, by its generatrix furthest from the bars, a straight line on which the two support points (lia, lîb) are located on the surface (2) to be examined. 4.- Instrument suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bloc cylindrique (10) comporte un perçage transversal (12) destiné à être traversé par une vis de fixation (12a) et interrompant ladite droite pour la définition desdits points d'appui (lia, llb). 4.- Instrument according to claim 3, characterized in that said cylindrical block (10) comprises a transverse bore (12) intended to be crossed by a fixing screw (12a) and interrupting said straight line for the definition of said support points (lia, llb). 5.- Instrument suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier organe de support comporte un bloc prismatique (10A) fixé aux barres (2, 3) du côté de la surface (S) à examiner, ainsi que deux ergots (28, 29) formant points d'appui alignés transversalement par rapport à celle-ci et fichés dans la face du bloc (10A) opposée auxdites barres (2, 3). 5.- Instrument according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the first support member comprises a prismatic block (10A) fixed to the bars (2, 3) on the side of the surface (S) to be examined, as well as two pins (28, 29) forming support points aligned transversely with respect thereto and inserted into the face of the block (10A) opposite to said bars (2, 3). 6.- Instrument suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second organe d'appui (9) comporte une tige filetée (13) engagée dans l'espace (7) ménagé entre lesdites barres (2, 3) et recevant deux éléments de serrage filetés (15, 19) pour le serrage sur celles-ci, ladite tige (13) comportant une touche (14) destinée à s'appuyer sur la surface 5) à examiner et déterminant avec l'élément de serrage (15) en contact avec la surface de référence (4), la distance de celle-ci par rapport à la surface (S) à examiner. 6.- Instrument according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second support member (9) comprises a threaded rod (13) engaged in the space (7) formed between said bars (2, 3) and receiving two threaded clamping elements (15, 19) for clamping thereon, said rod (13) comprising a key (14) intended to rest on the surface 5) to be examined and determined with the clamping element (15) in contact with the reference surface (4), the distance of the latter from the surface (S) to be examined. 7.- Instrument suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de serrage (15) en contact avec la surface de référence (4) est bloqué sur ladite tige filetée (13) grâce à un écrou de blocage (17) pour le maintien précis de ladite distance. 7.- Instrument according to claim 6, characterized in that the clamping element (15) in contact with the reference surface (4) is locked on said threaded rod (13) by means of a locking nut (17) for maintaining this distance precisely. 8.- Instrument suivant lune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit coulisseau (20) comporte une bague dans laquelle est insérée un manchon (21) dudit indicateur (22) servant de guide à la touche (23) de celui-ci, la bague étant destinée à être en contact, Far l'une de ses faces, avec ladite surface de référence (4). 8.- Instrument according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said slide (20) comprises a ring in which is inserted a sleeve (21) of said indicator (22) serving as a guide for the key (23) of that -ci, the ring being intended to be in contact, Far one of its faces, with said reference surface (4).
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