Brevet FR2000610A1 — publié le 19690912

-1- 2000610 10 15 20 25 30 la présente invention concerne la mesure des intervalles linéaires ou angulaires faibles et, plus particulièrement, un dispositif comportant une indication visible et destiné à effectuer cette mesure. L'invention s'applique non seulement à des dispositifs destinés à mesurer^atériellement des déplacements linéaires ou angulaires inconnus, mais également à des dispositifs qui doivent être déplacés avec précision linéairement ou angulairement d'une quantité désirée. l'invention est basée sur le principe classique du vernier dont une forme simple consiste en deux réglettes parallèles dont l'une peut se déplacer librement le long du bord de l'autre. l'une de ces réglettes est divisée en un certain nombre de parties égales, généralement dix, et l'autre est également divisée en dix parties égales, dont la longueur est inférieure de 1/10 à la longueur de chaque division de la première réglette. De cette façon, on peut lire le déplacement relatif des deux réglettes avec-une précision atteignant un centième de la longueur de la première, en observant quelles sont les deux graduations qui coïncident. Un dispositif conforme à l'invention comporte un premier et un second éléments déplaçables l'un par rapport à l'autre et placés l'un sur l'autre, une partie au moins de l'un d'eux étant divisée en un certain nombre de parties égales pour former une première.graduation, dite supérieure ou extérieure, et tme partie au moins de l'autre étant divisée en un certain"nombre de parties égales dont chacune est plus petite que celles du premier élément, en formant ainsi une seconde graduation, les repères de la graduation supérieure ou extérieure étant tels qus l8on puisse voir à travers eux ceux de l'autre graduation, et le fond des repères de cette graduation supérieure ou extérieure contrastant avec les repères de la graduation inférieure oi& intérieure, si bien que, dans toute position relative de réglage des deux éléments dans laquelle des repères des deux graduations coïncident, on peut voir une ligne à fort contraste. les éléments peuvent avoir par exemple la forme de glissières rectilignes ou de disques circulaires superposés, ou bien 3A0- 69 01212 -2- 2000610 de cylindres disposés l'un à l'intérieur de l'autre. Les repères de la graduation inférieure ou intérieure peuvent être des traits blancs ou très réfléchissants sur fond sombre, ceux de la graduation supérieure ou extérieure étant transparents ou -5 étant des encoches sur un fond sombre. En variante, la graduation inférieure ou intérieure peut porter des repères foncés sur un fond clair, la graduation supérieure ou extérieure consistant en traits transparents ou en encoches sur un fond coloré clair. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la 10 description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformés à l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 représente deux réglettes destinées à être super-15 posées pour former un dispositif de mesure de déplacements linéaires ; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif destiné à mesurer de faibles déplacements angulaires tels que ceux du bouton de commande d'un instrument, sensible ; 20 la figure 3 montre les deux graduations du dispositif de la figure 2 ? et les figures 4 à 6 moiitreirc trois façons d'appliquer l'invention à un micromètre à vis. On voit, en se reportant aux dessins, que la forme de réa-25 lisation représentée sur la figure 1 comprend une graduation supérieure 5 et une graduation inférieure 6 qui peuvent être superposées d'une manière non représentée, de façon à pouvoir coulisser l'une par rapport à l'autre. La réglette supérieure est divisée en dix parties égales par des traits écartés de 10/11 de mm 30 et portant le chiffre 0-9, comme on l'a représenté. Ces traits sont transparents et entourés par un fond sombre et la moitié supérieure de la réglette est également transparente. La réglette inférieure est divisée en parties égales par des traits espacés de 1 mm et portant des chiffres, comme on l'a représenté. Ces 35 traits sont blancs sur fond sombre et les chiffres sont visibles à travers la moitié supérieure transparente de la réglette 5 du dessus quand celle-ci est placée sur la réglette 6. JAl) ORIGINAL 69 01212 -3- 2000610 lorsqu'on utilise le dispositif pour mesurer de faibles déplacements linéaires, on place l'extrémité de gauche de la réglette inférieure 6 contre un côté de l'objet à mesurer et l'on fait coulisser sur elle la réglette 5 vers la droite jus-5 qu'à ce que le trait zéro de cette réglette 5 se trouve le long de l'autre côté de l'objet. On paut alors lire aisément et rapidement la longueur de celui-ci au dixième de millimètre près en relevant successivement les indications des réglettes inférieure ou supérieure comme suit. Sur le dessin, le zéro de la réglette 10 supérieure se trouve entre les traits 4 et 5, de sorte que l'objet a une longueur comprise entre 4 et 5 mm. les repères de la réglette inférieure sont tous cachés par la réglette supérieure, sauf là où les repères des deux réglettes coïncident, auquel cas le trait inférieur apparaît clairement à cause du contraste entre 15 sa blancheur et la couleur foncée environnante de la réglette supérieure. Il donne le nombre de dixièmes de millimètre, à ajouter aux quatre millimètres pour obtenir la longueur de 1'objet. Sur le dessin, un trait contrasté apparaît au repère 6 de la réglette supérieure, de sorte que la longueur totale est 4,6 mm. 20 On remarquera que, du fait que seule une ligne claire de contraste apparaît à toute position, on peut lire très rapidement la longueur en regardant successivement les réglettes inférieure et supérieure. la figure 2 représente un dispositif destiné à mesurer de 25 faibles déplacements angulaires. Ce dispositif peut être utilisé comme bouton de commande d'une résistance variable ou d'un autre instrument exigeant un réglage fin et comprend un corps 7 sur la face supérieure 8 duquel est tracée une graduation inférieure. On voit une graduation supérieure tracée sur un disque 9 soli-30 daire d'un axe 10 et d'un bouton 11 afin de tourner par rapport au corps 7. Comme le montre la figure 3, la graduation inférieure comporte dix traits radiaux tracés sur son périmètre à des intervalles de 33° et numérotés de 0 à 9- Ces traits sont blancs sur 35 fond noir et sont visibles à travers des lignes transparentes ménagées sur un fond noir porté sur le disque 9. Il y a sur ce disque douze de ces lignes espacées de 30°, et des chiffres de 69 01212 -4- 2000610 1 à 10, espacés également de 30°, sont marqués au milieu de la graduation inférieure et sont visibles à travers la partie centrale du disque, qui est en matière plastique transparente. Ce disque porte une flèche 12 sur une ligne qui représente la 5 position zéro et les traits zéro des graduations intérieure et extérieure du dessous sont tous deux sur un même rayon. Le principe de fonctionnement est identique à celui de la forme de réalisation de la figure 1. Lorsqu'on fait tourner le disque 9, la flèche 12 indique sur la graduation inférieure le 10 nombre d'intervalles de 30° parcourus ; sur le dessin par exemple, elle se trouve entre les traits 3 et 4 de cette graduation centrale. De plus, le trait 5 de la graduation extérieure apparaît à travers le deuxième trait à partir du zéro de la graduation supérieure (voir les flèches). La position angulaire de la 15 graduation supérieure par rapport à la graduation inférieure est donc 3 x 30° +5x3°= 105° à partir de la position de repos initiale. Les traits en coïncidence des graduations supérieure et inférieure donnent une ligne de contraste nette sur le trait n° 5 de la graduation inférieure, ce qui permet de faire la lec-20 ture rapidement et aisément. La figure 4 montre une manière d'appliquer l'invention à un micromètre à vis. Le corps 15 du micromètre porte la graduation usuelle en millimètres disposée axialement et porte de plus une série de dix traits répartis circonférentiellement et numéro-25 tés de 0 à 9, comme représenté. Ces traits se prolongent axialement sous la molette 16 qui comporte une autre série de repères sous forme d'encoches circonférentielles 17 par lesquelles on peut voir les traits circonférentiels du corps. On peut ainsi faire des lectures au centième de millimètre, le premier chiffre 30 étant lu sur la graduation axiale, le second sur les repères de la molette, et le troisième apparaissant en contraste à travers les encoches de cette molette à l'endroit où un trait de la graduation circonférentielle du corps coïncide avec une de ces encoches. Sur le dessin, la valeur lue est 5,01 mm. Les encoches 35 17 pourraient bien entendu être remplacées par des traits transparents sur un fond sombre. la figure 5 montre une variante de réalisation dans laquelle la graduation circonférentielle sur le corps, de la forme de réalisation de la figure 4, est remplacée par une graduation faite sur un collier coulissant 20 qui se déplace le long 5 du corps lorsqu'on fait tourner la molette 16. Cette graduation se prolonge sous cette molette et ses traits sont visibles à travers des encoches de repérage 17 pratiquées dans cette dernière. Sur le dessin, l'instrument indique 4,23 mm. Ici aussi, les encoches 17 pourraient être remplacées par des traits trans-10 parents sur un fond sombre, la figure 6 montre encore une autre manière d'appliquer l'invention à un micromètre en utilisant une disposition semblable à celle de la figure 3, mais les graduations inférieure:', intérieure et extérieure étant portées sur le corps et divisées en dix parties et la graduation supérieure 15 pouvant tourner avec la molette et étant également divisée en dix parties. Sur le dessin, l'instrument indique 4,62 mm. les traits transparents de la graduation supérieure pourraient évidemment être remplacés par des encoches. On comprendra que l'on peut faire de nombreuses modifica-20 tions sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, on peut modifier le nombre et l'espacement des repères en fonction des unités utilisées et de la précision ^roulue. De façon générale, le rapport d'espacement de ces repères est donné par le rapport : espacement des traits d'une graduation ST 25 : — = — espacement des traits de l'autre graduation (B" + ÏT/x) où x = nombre de divisions sur la première graduation. Ce rapport s'applique, que N soit exprimé en unités linéaires ou angulaires. On comprendra cependant que dans certaines applications on peut 30 désirer ne pas observer cette règle et que l'on peut faire varier 1'écartement des traits de l'une ou l'autre graduation de toute manière désirée sans sortir du cadre de l'invention. On peut faire varier dans de larges limites les couleurs des traits et des fonds, pourvu que l'on puisse obtenir une li- 35 gne à fort contraste. De plus, il peut être désirable de voir en même temps, en plus de tout un trait clairement visible, des par- ne ties des traits qui se trouvent de part et d'autre. Si on/le fait 69 012*12 2000610 pas et que l'indication de mesure tombe entre deux divisions, aucune indication de dernier chiffre n'est visible sans déplacer légèrement la graduation supérieure ou extérieure. On peut obtenir un résultat semblable en effilant les traits, de façon .5 que si l'indication est exacte, tout le trait effilé soit visible, son extrémité mince disparaissant à mi-chemin des graduations, mais une partie des extrémités larges de deux traits adjacents étant visible à tout moment, sauf à l'indication exacte. 10 On comprendra aussi que 1'invention peut être appliquée dans de nombreux domaines différents, par exemple aux œggjrteurs, instruments de navigation aérienne, réglage de machines-outils, instruments de mesures électriques, boutons et cadrans de dispositifs exigeant un réglage fin et, bien entendu, dans tous les 15 cas où il faut mesurer avec précision une distance ou un déplacement linéaire ou angulaire. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. 01212 -7- 2000610 - REVENDICATIONS - 1- Dispositif de mesure du type vernier, caractérisé par la combinaison d'un premier élément comportant un fond sur une partis au moins duquel sont pratiqués des repères espacés égale-5 ment qui constituent ainsi une première graduation ; un second élément superposé à ce premier et déplaçable par rapport à lui, comportant un fond sur une partie au moins duquel sont pratiqués des repères espacés également qui constituent une seconde graduation, l'écart entre ces seconds repères étant plus faible que ce-10 lui qui sépare les repères du premier élément, les repères de ce premier élément étant visibles à travers ceux du second et le fond de ce second élément contrastant avec les repères du premier, si bien que dans toute position relative des deux éléments où des repères de l'un et de l'autre coïncident on peut voir une 15 ligne à fort contraste. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier et le second éléments sont des glissières rectilignes superposées. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par 20 le fait que le premier et le second éléments sont des disques superposés. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier et le second éléments sont des cylindres disposés l'un à l'intérieur de l'autre. 25 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier et le second éléments constituent respectivement le corps et la molette d'un micromètre à vis, que la première graduation comprend des repères espacés portés circonfé-rentiellement sur ce corps, et que des repères supplémentaires 30 également espacés sont disposés axialement sur ce corps en constituant une troisième graduation, -si bien que l'on peut obtenir des résultats à trois chiffres sur trois graduations distinctes. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les repères du second élément sont des traits transpa- 35 rents. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par 69 01212 -8- 2000610 le fait que les repères du second élément sont des encoches. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dimensions des repères du second élément par rapport à l'espacement des repères du premier sont telles qu'au 5 moins des parties de deux repères de ce premier élément soient visibles à travers ceux du second.