Brevet FR2040266A1 — publié le 19710122

i. 2040266 La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de larges gammes de dimensions. Dans l'usinage d'une pièce à usiner jusqu'à un diamètre défini, par exemple au moyen d'une roue à meuler ou meule, il est nécessaire de mesurer le diamètre continû-5 ment, en réponse â une diminution de ce diamètre provoquée par l'opération de meulage. Dans ce but, on utilise un dispositif de mesure de dimensions ayant deux éléments de mesure, agencés pour ê-tre en contact avec la périphérie de la pièce à usiner. Lorsque le diamètre de la pièce jusqu'à sa finition est modifié, il est néces-10 saire de faire varier l'espacement entre les éléments de mesure. Ainsi, on a souhaité fournir un dispositif de mesure de larges gammes de dimensions, qui peut déterminer avec précision une dimension prédéterminée ou le diamètre de la pièce à usiner et qui peut être rapidement serré pour mesurer diverses dimensions. 15 Un dispositif de mesure de dimensions de la technique anté rieure comprend deux éléments de mesure, mobile et fixe, respectivement, et, après avoir ajusté manuellement l'espacement entre les porte-pièce ou supports des éléments de mesure jusqu'à un espacement correspondant à la dimension ou au diamètre à déterminer en 20 utilisant un calibre principal ou une pièce qui a été finie avec précision jusqu'à la dimension désirée, les supports sont fixés fermement à une surface de guidage d'une tête de mesure. L'élément de mesure mobile est monté de manière pivotante sur son support et une de ses extrémités est en contact avec un détecteur de dépla-25 cernent, tel qu'un transformateur différentiel et analogues afin de détecter l'écart à partir d'une dimension réglée du diamètre extérieur d'une pièce à usiner entre les éléments de mesure fixe et mobile. Avec un tel dispositif de mesure, il est impossible de mesurer automatiquement une dimension différente d'une dimension prédé-30 terminée, préréglée par le calibre principal et, de ce fait, de fournir un signal représentant la dimension prédéterminée. Chaque ' fois que la valeur préréglée de la dimension est modifiée, il est nécessaire de réajuster manuellement l'espacement entre les deux éléments de mesure au moyen du calibre principal correspondant à 35 la dimension modifiée de la pièce à usiner, ce qui nécessite ainsi un réglage ennuyeux. Par suite, un dispositif de mesure de larges gammes de dimensions a récemment été mis au point ; il peut mesurer automatiquement différents diamètres de pièces à usiner en ajustant l'espacement 40 des éléments de mesure sans utiliser les différents calibres prin 70 15059 2. 2040266 cipaux. Cet ajustage est réalisé en faisant coulisser deux éléments de mesure le long d'une barre de guidage vers et en s'éloignant l'un de l'autre par rapport au centre de la pièce à usiner à mesurer, afin de régler l'espacement entre les éléments de mesure. 5 Dans ce but, une extrémité de chacun des supports pour les éléments de mesure est engagée respectivement avec des filets de vis à droite et à gauche d'une tige filetée d'avance de référence, disposée parallèlement à la barre de guidage, qui est mise en rotation par un moteur à impulsions selon des signaux de commande de dimensions, 10 en réglant ainsi l'espacement entre les éléments de mesure jusqu'aux valeurs désirées. Cependant, cet agencement implique des problèmes tels que l'effet commutâtif d'erreurs des pas des filetages à droite et à gauche des vis, qui provoquent l'imprécision de l'espacement entre les éléments de mesure, le fait que le jeu de recul en-15 tre le support et la barre de guidage mobile et le non alignement de la barre de guidage amènent les éléments de mesure â biaiser et que l'angle de cette inclinaison entraîne une position relative erronée entre la tige d'avance et le support, proportionnellement à la distance entre l'axe de cette tige d'avance et le point de 20 contact entre les éléments de mesure et la pièce à usiner en cours de mesure. Bien sûr, tous ces facteurs affectent grandement la précision de la mesure. C'est, en conséquence, un objet de la présente invention de fournir tin dispositif perfectionné de mesure de larges gammes de 25 dimensions, pouvant régler au préalable rapidement et avec précision une dimension, ou l'espacement entre les éléments de mesure. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif de mesure perfëctionné de larges gammes de dimensions pouvant pallier grandement les erreurs dues â l'inclinaison ou le 30 biaisage des éléments de mesure. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif perfectionné de mesure de larges gammes de dimensions dans lequel la précision de sa mesure n'est pas affectée par des inexactitudes des. moyens d'entraînement pour les éléments de mesure 35 telles que le jeu de recul entre des dentures s'engrenant. Selon la présente invention, on prévoit un moyen pour déplacer un des éléments de mesure dans le sens opposé S celui de l'autre , suivant une valeur égale à deux fois celle du mouvement de l'autre, pour faire varier ainsi l'espacement entre les éléments 40 de mesure sans changer l'axe médian de l'espacement. 70 15059 3. 2040266 Un exemple de réalisation préféré de la présente invention comprend une console, une base pouvant s'incliner ou oscillante, montée â pivot sur la console, une barre de guidage fixée à la base oscillante, une tête de mesure montée de manière coulissante 5 sur la barre de guidage, un bloc fixé à la tête de mesure, un élément dë mesure mobile monté de manière pivotante sur le bloc, un détecteur de déplacement associé à l'élément de mesure mobile, une tige d'avance disposée parallèlement à la barre de "guidage, une extrémité de la tige d'avance étant tourillonnée pour pouvoir cou-10 lisser dans la tête de mesure et l'autre extrémité de la barre d'avance étant tourillonnée pour pouvoir coulisser dans le bloc, un élément de mesure fixe porté par la tige d'avance, des moyens pour déplacer la tête de mesure le long de la barre de guidage et des moyens pour déplacer la tige d'avance daris le sens opposé à celui 15 du mouvement de la tête: de mesure, suivant une valeur égale à deux fois celle du mouvement de cette tête, afin de faire varier l'espacement entre les éléments de mesure fixe et mobile. Les objets précédents et d'autres encore de la présente invention apparaîtront mieux d'après la description suivante d'un e-20 xemp'le de réalisation préféré dé la présenté invention, en se référant aux dessins ci- joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe longitudinale dTun dispositif de; mesure de larges gammes de dimensions selon la présente invention. 25 La figure 2 est une vue en coupe prise le long d'une ligne ■ II-II de la figure 1, et La figuré 3 est une vue en coupe prise le long d'une ligne III-III de la figure 1. ' En se référant'maintenant aux dessins ci-joints, le disposi-30 tif de mesure de dimensions représenté sur la figure 1 comprend une tête de mesure -1 renfermant un corps principal 2, fixé à une " base oscillante 7 pouvant être inclinée par une Vis de réglage 10. La'base 7 est montée de manière pivotante au moyen d'une tige 6 sur une console "5 à mouvement de va-et-vient reliée à une tige de 35 guidage 3 et à une tige dè piston 4 d'un dispositif de commande hydraulique non représenté / Le èdrpsr principal- 2 est monté pour pouvoir coulisser sur une barre de guidage 8, par l'intermédiaire de paliers 9- Un poussoir 11, monté pour pouvoir coulisser dans la console 5, est poussé contre la surface inférieure de la base 7 au 40 moyen d'un^ressort 12. La barre de guidage 8 possède à sa partie 70 15059 4. 2040266 inférieure une bride solidaire 81 qui est fixée à la base 7 et une vis 13 est introduite par filetage dans la face inférieure de la barre de guidage 8, pour limiter le mouvement relatif de la base 7 et ainsi de la barre de guidage 8 par rapport à la console 5. 5 L'extrémité supérieure de la barre de guidage 8 est normale ment engagée par l'extrémité inférieure d'un écrou d'avance 14 qui est claveté au corps principal 2, en permettant un mouvement axial relatif entre eux, tout en empêchant une rotation relative entre eux. L'écrou d'avance 14 s'engage sur le filetage à droite 10 15 d'une tige d'avance 16 qui est montée pour pouvoir tourner dans le corps principal 2 par des paliers de butée 48 ; un pignon denté 23 est claveté à l'extrémité supérieure de la tige d'avance 16. Un pignon denté 19 est fixé à 1*arbre moteur 18 d'un -moteur à impulsions 17 fixé à un côté du corps principal 2 par l'intermédiai-15 re d'un réflecteur 37 et d'un isolant thermique 36, afin de s'engrener avec un engrenage 20 monté sur un arbre intermédiaire 21 tourillonné d'une manière rotative par des paliers 49 dans le corps principal 2. Un pignon denté 22, monté sur l'arbre intermédiaire 21, s'engrène avec le pignon dente 23 sur la tige d'avance 16 pour 20 lui transmettre un angle défini de rotation. Ainsi, comme la tige 16 est mise en rotation par un angle défini par le fonctionnement du moteur à impulsions 17, l'écrou d'avance 14 est déplacé à la verticale parce que sa rotation par rapport au corps principal 2 est empêchée par la clavette 42. Quand l'écrou 14 est déplacé vers 25 le bas par la rotation de la tige 16 dans un sens, le corps principal 2 peut être monté le long de la barre de guidage 8, suivant line distance égale au mouvement vers le bas de la tige d'avance 14 car son extrémité inférieure est normalement maintenue poussée contre l'extrémité supérieure de la barre de guidage 8. 30 Réciproquement, quand la tige d'avance 16 est mise en rota tion dans le sens opposé, l'écrou d'avance 14 est monté et le corps principal 2 descend par son propre poids. Un bloc 31 est monté ajusté (dans le sens vertical) au moyen d'un boulon 54 (figure 2) à l'extrémité inférieure de la surface 35 opposée du corps principal 2. Un élément de mesure mobile 30 est monté d'une manière oscillante sur le bloc 31 par une broche 32, l'extrémité intérieure de l'élément de mesure 30 étant maintenue en contact avec un transformateur différentiel 33 monté sur le bloc 31 pour détecter le déplacement de l'élément de mesure mobile 40 30. Lors du mouvement prédéterminé de l'élément de mesure mobile 70 15059 5. 2040266 30, le transformateur 33 produit un signal de dimensionnement pour changer le taux d'avance d'un outil, tel qu'une roue à meuler. Un poussoir 34 monté dans le bloc 31 est poussé par un ressort 50 contre l'extrémité intérieure de l'élément de mesure mobile 30 5 pour lui impartir une pression de mesure calibrée par rapport à la pièce à usiner. En outre, un manchon 44 est monté pour pouvoir tourner dans le corps principal 2 par l'intermédiaire de paliers de butée 51 et d'un palier à aiguilles 52. Un pignon denté 24, ayant le même nombre de dents que le pignon denté 23 et s'engrenant 10 avec lui, est formé solidairement ou monté fermement sur l'extrémité supérieure du manchon 44. Un pignon denté 53, ayant aussi le même nombre de dents que le pignon denté 23 et s'engrenant avec lui, est monté d'une manière rotative sur la partie cylindrique supérieure 44a" du manchon 44 pour buter contre la surface supérieu-15 re du pignon denté 24, et, comme on le représente sur la figure 3, des entretoises 25a et 25b sont interposées entre les pignons dentés 24 et 53, pour impartir un couple relatif à ces pignons en é-liminant ainsi le jeu de recul entre les pignons dentés 23 et 24 s'engrenant entre eux. Une tige d'avance 27 est prévue, une partie 20 27a de celle-ci s'étendant à travers un palier 44b dans le manchon 44 et dans un palier 31a dans le bloc 31. Ainsi, la tige d'avance 27 est supportée parallèlement à la barre de guidage 8. On empêche la tige 27 de tourner par une clavette 41 montée dans une rainure de clavette 27b fraisée dans la partie coulissante 27a, mais on la 25 laisse coulisser dans le sens axial. L'extrémité supérieure de la tige 27 est pourvue d'un arbre 28 qui est coaxial à la partie coulissante 27a et est pourvue d'un filetage à gauche, ayant un pas deux fois plus grand que celui du filetage à droite 15 de la tige 16 ; ce filetage à gauche s'engage dans un élément d'avance 46 30 qui est fixé au manchon 44. Un élément de mesure fixe 29 faisant face à l'élément de mesure mobile 30 est fixé à la tige d'avance 27 au moyen d'un boulon 45 pour être ajustable dans le sens vertical. Un écrou 26 éliminant le jeu de recul est prévu pour être vissé sur le filetage à gauche sur l'arbre 28. L'écrou 26 reçoit d'une maniè-35 re coulissante une tige de synchronisation 35 fixée à l'élément d'avance 46 et un ressort de compression 47 est interposé entre l'écrou 26 et l'élément d'avance 46. Un isolant thermique 38 est prévu pour intercepter la chaleur transmise à la tige d'avance 16 et à d'autres éléments depuis la 40 roue à meuler, non représentée, et des revêtements 39 et 40 sont 70 15059 6. 2040266 prévus pour enfermer le corps principal afin d'empêcher le produit de refroidissement ou les particules produites par le meulage de pénétrer dans le corps principal. L'isolant thermique 38 coopère avec l'isolant thermique 36 mentionné ci-dessus et le réflecteur 5 37 pour empêcher la chaleur de diminuer la précision de la mesure. Le dispositif de mesure de dimensions de la présente invention construit comme on l'a décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante : d'abord, il est nécessaire d'aligner avec précision le point de fonctionnement du transformateur différentiel 33, 10 auquel un signal représentant la dimension désirée est fourni avec un point de référence ou d'origine. Cet alignement est réalisé en utilisant une pièce de calibrage ou calibre principal. Plus particulièrement, une pièce principale, qui a été finie pour avoir le diamètre extérieur désiré, est interposée entre les deux élé-15 ments de mesure et les positions verticales de l'élément de mesure fixe 29 et du bloc 31 sont ajustées pour que ces éléments entre en contact avec la surface périphérique extérieure de la pièce avec une légère pression due à la force du ressort 50. Dans ces conditions, le point de fonctionnement du transformateur différentiel 33 20 est ajusté pour fournir un signal électrique représentant la dimension ou le diamètre de la pièce principale. En prenant le diamètre nominal de la pièce principale comme référence,' un signal d'impulsions correspondant à la différence entre cette référence et une dimension commandée est appliqué au moteur à impulsions 17, pour 25 entraîner la tige d'avance 16 et l'élément d'avance 46 fixé au manchon 44 par l'intermédiaire du train de pignons décrits ci-dessus. Pour la description, on suppose que le moteur à impulsions est mis en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, quand on le voit de la partie supérieure de la figure 1 ; la tige d'avan-30 ce 16 sera aussi mise en rotation dans le même sens par ^intermédiaire du train de pignons afin de déplacer l'écrou d'avance 14 vers le bas. Par suite, le corps principal 2 est déplacé vers le haut le long de la barre de guidage 8 pour soulever le bloc 31 fixé au corps principal 2. Ainsi, l'élément de mesure mobile 30 est déplacé vers 35 le haut sur une distance correspondant au nombre de signaux d'impulsions appliqués au moteur à impulsions 17. En outre, comme l'élément d'avance 46 fixé au manchon 44 est mis en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre suivant le même angle que la tige d'avance 16 par l'intermédiaire des pignons 23 et 24 s'engrenant entre eux, 40 la tige d'avance 27 est déplacée vers le bas avec l'élément de mesu 70 15059 7- 2040266 re fixe 29. Cependant, comme on l'a décrit ci-dessus, puisque le pas du filetage à gauche de l'arbre 28 est deux fois plus grand que celui du filetage à droite 15 de la tige 16, l'élément de mesure fixe 29 se déplace vers le bas sur une distance deux fois 5 plus grande que celle du déplacement de l'élément de mesure mobile 30. Ainsi, il est possible de faire varier l'espacement entre les deux éléments de mesure, ainsi que le point de fonctionnement du dispositif de mesure sans changer la position de l'axe médian de l'espacement entre les deux éléments de mesure. Après ce réglage, 10 quand la dimension de la pièce à usiner atteint la valeur commandée, Une sortie provenant du transformateur différentiel fournit un signal par l'intermédiaire d'un circuit comparateur non représenté sur le dessin, qui montre que la pièce à usiner a un diamètre de la dimension prédéterminée. 15 De cette manière, selon la présente invention, puisque par le mouvement vertical de la tige d'avance 27, l'élément de mesure fixe 29 fixé à cette tige qui, à son tour, est tourillonnée d'une manière coulissante par le corps principal 2 du dispositif de mesure, est déplacé vers et en s'éloignant de l'élément de mesure 20 mobile 30, monté à pivot sur le bloc fixé au corps principal 2, l'erreur sur l'espacement réel entre les deux éléments de mesure par rapport à la dimension commandée n'étant provoquée que par la précision du pas du filetage à gauche de l'arbre 28 et la précision du mouvement de coulissement de la tige d'avance 27 et n'étant ja-25 mais influencée par la précision du pas du filetage à droite 15 de la tige 16 et la précision du mouvement de coulissement du corps principal 2 le long de la barre de guidage 8. En outre, comme il est possible de réduire grandement la distance entre l'axe de la tige d'avance 27 et le point de contact 30 entre l'élément de mesure fixe 29 et la pièce à usiner à mesurer, il est non seulement possible de minimiser l'effet contraire de l'inclinaison de l'élément de mesure fixe 29s qui est inévitable par suite du jeu inhérent entre la partie coulissante 27a, la tige 27 et les paliers 4Mb et 31a coopérant entre elle, mais aussi d'aug-35 menter là distance entre les paliers supportant la tige d'avance 27, en réduisant grandement ainsi l'inclinaison de l'élément de mesure fixe 29 provoquée par ce jeu. Ainsi, nonobstant la variation d'espacement entre deux éléments de mesure, la détection précise de la dimension prédéterminée peut toujours être assurée. 40 La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réa 70 15059 8. 2040266 lisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible, de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 70 15059 9. 2040266 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure de larges gammes de dimensions, comportant deux éléments de mesure relativement réglables, adaptés pour entrer en contact avec un objet pour mesurer ses dimensions, 5 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déplacer un des \ éléments de mesure dans un sens opposé à celui de l'autre élément de mesure, en quantité deux fois supérieure à celle de l'autre élément de mesure, afin de faire varier l'espacement entre ces éléments de mesure sans changer l'axe médian de l'espacement. 10 2 - Dispositif de mesure de larges gammes de dimensions, ca ractérisé en ce qu'il comprend une console, une base oscillante montée de manière pivotante sur la console, une barre de guidage fixée à la base oscillante, une tête de mesure montée de manière coulissante sur la barre de guidage, un bloc fixé à la tête de me-15 sure, un élément de mesure mobile porté de manière pivotante par le bloc, un détecteur de déplacement associé .à l'élément de mesure mobile, une tige d'avance agencée parallèlement à la barre de guidage, une extrémité de cette tige étant tourillonnée de manière coulissante dans la tête de mesure alors que son autre extrémité 20 est tourillonnée de manière coulissante dans le bloc, un élément de mesure fixe porté par la tige d'avance, des moyens pour déplacer la tête de mesure le long de la barre de guidage, et des moyens pour déplacer la tige d'avance dans un sens opposé à celui du déplacement de la tête de mesure, suivant une quantité double de celle du 25 déplacement de la tête de mesure pour faire ainsi varier l'espacement entre les éléments de mesure fixe et mobile. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de mesure comprend des moyens d'entraînement renfermant un élément d'écrou agencé librement "pour coulisser axialement et pour ne pas tourner par rapport à la tête de mesure, une extré-30 mité de cet élément d'écrou butant sur l'extrémité libre de la barre de guidage, une seconde tige d'avance rotative reçue dans cet élément d'écrou, et la tête de mesure déplaçant des moyens pour faire tourner cette seconde tige d'avance. 35 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première tige d'avance mentionnée comprend des moyens d'entraînement renfermant des moyens pour la supporter de manière qu'elle puisse coulisser axialement mais ne pas tourner sur elle-même,un arbre fileté raccordé à la première tige d'avance,un manchon rota-40 tif mais n'étant pas mobile axialement et tourillonné dans la tête 70 15059 10. 2040266 de mesure, l'extrémité supérieure de ce manchon étant raccordée de manière opératoire au filetage de l'arbre fileté et la première tige d'avance déplaçant des moyens pour faire tourner ce manchon. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce 5 que le filetage de la seconde tige d'avance s'accouplant avec l'élément d'écrou et le filetage de l'arbre fileté s'accouplant avec le manchon sont de pas contraire et le pas du premier filetage mentionné est deux fois plus grand que celui du second filetage mentionné afin de déplacer la première tige d'avance portant l'élé- 10 ment de mesure fixe dans le sens opposé à celui du déplacement de la tête de mesure et suivant une valeur deux fois plus grande que celle du déplacement de cette tête de mesure. 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde tige d'avance pour la tête de mesure et le manchon 15 sont raccordés de manière opératoire par des pignons dentés de façon à faire fonctionner simultanément la tête de mesure et la première tige d'avance entraînée par le manchon. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un des pignons dentés reliant la tête de mesure et le manchon 20 est pourvu d'un dispositif éliminant le jeu de recul.