Brevet FR2038252A1 — publié le 19710108

La présente invention a trait à un appareil de calibrage à rouleaux pour mesurer ou indiquer le diamètre ou les variations de diamètre de pièces d'usinage nominalement cylindriques, par exemple des cylindres de taille moyenne comme ceux utilisés dans 5 des laminoirs» Les calibres à rouleaux que.l'on connaît consistent en une fourche qui porte sur une pièce d'usinage à mesurer par l'entremise de rouleaux. Les "bras de la fourche portent à leurs extrémités un support fixe et une vis micrométrique respectivement, 10 les déplacements de cette vis étant en général amplifiés et lus sur un cadran. . Pour indiquer les variations de diamètre d'une pièce d'usinage, le diamètre nominal de cette pièce est d'abord déterminé à une section transversale de référence donnée en employant un 15 calibre à vis.micrométrique de type classique^ après quoi le calibre à rouleaux est disposé à cette section et réglé pour indiquer zéro. Les diamètres de la pièce d'usinage sont ensuite mesurés à différentes sections transversales, les lectures du calibre obtenues représentant les écarts des diamètres aux diverses' 20 sections avec le diamètre à la section de référence» Il est évident que pour mesurer le diamètre nominal d'une pièce d'usinage et vérifier des changements dans son diamètre il faut deux instruments, à savoir un calibre à vis micrométrique et un calibre à rouleaux0 25 Pour la détermination du diamètre nominal d'une pièce drai nage au moyen d'un calibre à vis micrométrique, il faut faire faire un certain nombre de mesures, ordinairement dix ou plus, par deux ouvriers qualifiés, ensuite on dérive la moyenne arithmétique des diamètres mesurés, le résultat étant considéré comme 50 la valeur du diamètre nominal de la pièce d'usinage., . Bien que les mesures ainsi obtenues soient d'une exactitude suffisante, étant donné que les calibres sus-mentionnés, quand ils sont utilisés par des ouvriers qualifiés, présentent une erreur comprise entre 0,02 et 0,05 mm avec des cylindres de dia-35 mètres de l'ordre de Imètre, ce mode de mesure est long et difficile et par conséquent coûteux. Un objet de la présente invention est de fournir un appareil de calibrage qui puisse être utilisé par un seul opérateur relativement non qualifié, et qui soit capable d'indiquer par une 40 seule mesure le diamètre d'une pièce d'usinage nominalement cylin 69 31704 2 2038252 drique, de préférence avec une exactitude supérieure à celle obtenue par la technique antérieure précédemment mentionnée qui implique un nombre considérable de mesures et ensuite le calcul d'une moyenne arithmétique. 5 l'invention fournit en conséquence un appareil de Galibrage pour mesurer le diamètre, ou indiquer des variations du diamètre, d'une pièce d'usinage nominalement cylindrique, appareil caractérisé en ce qu'il comporte une fourche portant au moins un rouleau à chaque extrémité de ses deux bras, ces rouleaux étant 10 agencés avec leurs axes perpendiculaires à l'axe de la pièce d'usinage, et étant aptes à reposer en contact avec la surface de la pièce d'usinage, et des moyens de calibrage portés au sommet de la fourche pour mesurer et/ou indiquer le diamètre de la pièce d'usinage en une partie donnée de sa surface. 15 L'appareil de calibrage de l'invention permet de mesurer à la fois le diamètre nominal et les variations de diamètre le long de l'axe d'une pièce d'usinage nominalement cylindrique sans utiliser des instruments distincts. De préférence, les rouleaux sont positionnés symétriquement 20 sur les bras de_la fourche par rapport à un plan de symétrie renfermant le sommet de la dite fourche et l'axe de la pièce drainage, les axes de ces rouleaux étant de préférence inclinés à un angle de 30° par rapport au dit plan de symétrie. L'invention sera plus clairement comprise d'après la des-25 cription qui suit, donnée Uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés,, dans lesquels : Figure 1 est une vue de face en élévation, partiellement en coupe, d'un appareil de calibrage à rouleaux selon une mise en oeuvre de l'invention } 30 Figure 2 est une vue partielle en élévation de côté, partiel lement en coupe,, et à une échelle agrandie, de l'appareil de figura 1 ; Figure 3 est une vue en coupe suivant III — -III de figure 2 et ; 35 Figure 4 est une représentation schématique de l'appareil de calibrage en service. Dans les dessins, la référence 1 indique l'appareil de calibrage à rouleaux d'une manière générale. Cet appareil comprend une fourche 2 ayant la forme d'un arc essentiellement circulaire, 40 avec deux bras co-planaires 3, 4, fixés l'un à l'autre ou soli— 69 31704 5 2038252 daires l'un de l'autre» A chacun de ces bras de fourche 3, 4 sont fixés deux blocs-supports allongés 6 dont les axes s'étendent perpendiculairement au plan des bras 3» 4, et parallèlement à l'axe d'une pièce 5 d'usinage nominalement cylindrique, sous la forme d'un eylindre à mesurer» Les blocs £ sont raccordés aux extrémités des bras 3, 4 les blocs 6 étant raccordés à ces bras 3, 4 en deçà des extrémités de ceux-ci, à une courte distance des blocs £ respectifs. 10 Deux arbres 10 sont raccordés aux extrémités adjacentes de chaque paire de blocs 6 par des étriers 8 fixées aux blocs £ et 6 par des vis. 2. (figure 3) et s'étendent entre ces extrémités» Ces arbres 10 s'étendent parallèlement l'un à l'autre et sont espacés l'un de l'autre dans un sens parallèle à ^axe du cylin-15 dre 2.» en étant disposés symétriquement sur des côtés opposés des bras respectifs 3, 4 de la fourche 2» Un rouleau 11_ est monté pour tourner sur chaque arbre 10 par l'interposition de paliers axiaux 12» Les arbres 10 sont montés sur les surfaces intérieures de 20 la fourche 2 et sont agencés de telle manière que leurs axes sont perpendiculaires à l'axe du cylindre £ et sont inclinés d'un angle A de 30° (figure 4) par rapport au plan de symétrie renfermant le sommet de la fourche 2 et l'axe du cylindre 7 à mesurer» La fourche 2 est formée, à son sommet, avec un alésage débou-25 chant 13 dont l'axe coïncide avec la ligne droite passant par le dit sommet, qui est perpendiculaire à l'axe du cylindre 2 à mesurer» Un organe tubulaire 14 est clavetté à une extrémité à l'intérieur de l'alésage 13, son autre extrémité faisant saillie au-30 dessus.de la fourche 2» Un arbre 1_5, agissant comme un palpeur à vis micrométrique, est monté à l'intérieur de l'alésage 1j? de l'organe tubulaire 14 pour coulisser axialement dans celui-ci par l'interposition de Plusieurs billes (non représentées) entre l'arbre 16 et l'organe 35 tubulaire 14» L'extrémité inférieure de l'arbre palpeur 16 est formée avec une pointe conique 18, l'extrémité supérieure Î9; du palpeur 16 étant reliée à un instrument de mesure 20 porté par un support 21 fixé-à 1.'extrémité supérieure de l'organe "tubulaire 14„ 40 Cet instrument de mesure 20 est pourvu de deux échelles 69 31704 4 2038252 circulaires 22, 2g. Une aiguille apte à tourner 24, mobile rapport à 11 échelle 22-, donne une lecture du diamètre nominal du cylindre 2» et une aiguille 2^, mobile par rapport à l'éch^.'ULo 25 « donne vue lecture au centième de millimètre près des écax-1?-? 5 des différents diamètres mesurés avec ce diamètre nominal, L'appareil de calibrage décrit ci-dessus fonctionne e-jœKr.s suit» L'appareil de calibrage 1_ est disposé sur le cylindre 7 à mesurer avec ses rouleaux 11_ en contact avec la surface de c.? cylindre ]_. L'arbre palpeur micrométrique 16 coulisse à 10 rieur de l'alésage 1£ de l'organe tubulaire 14 jusqu'à ce que sa pointe conique 18 soit en contact avec la surface du cylindre 2^ On peut prévoir un moyen pour maintenir l'arbre palpeur 16 er, contact avec la surface du cylindre 2 P327 11116 force s'ajoutairî; au poids du dit arbre palpeurc 15 En référence à la figure 4, la distance mesurée en sens radial par rapport à l'axe de la pièce d'usinage entre le point P, où les axes situés dans le même plan des arbres 10 (et5 pas? conséquent, des rouleaux 11.) sur les bras de fourche opposés 2, 4 se coupent, et le point de contact de la pointe conique 18 de 20 l'arbre palpeur 16 avec le cylindre 2 es'f; indiquée par G, H, M indiquent les points de contact tangentiel des rouleaux 11_ avec le cylindre 2» £ indique Ie point d'intersection de l'axe du cylindre 2 avec un plan perpendiculaire au dit axe et renfermant le point Ps H indique le rayon du cylindre 2» 2. son diamètre, et 25 B l'angle entre la ligne droite reliant les points P et 0 at le rayon du cylindre 2 passant par les points H ou 1. On peut écrire les relations suivantes ; g B = 60°, cos B * ■ 0,5. Par conséquent, CbR=*D/2 R + C 50 II est donc évident que l'appareil de calibrage 1, en mesu rant directement la distance 0, est capable de mesurer d'une manière simple et directe, grâce à une seule mesure, le diamètre du cylindre 2 en n'importe quelle partie donnée de sa surface^ De même, le diamètre du cylindre 2 peut être mesuré en toutes 55 positions où peut être disposé l'appareil de ctilibrage 1_o En déplaçant l'appareil de calibrage 1 sur la surface c.r: rouleau 2» 011 P&nt tracer un diagramme qui donnera une représentation exacte de la forme géométrique du cylindre 2 telle quîelle est réfléchie dans des changements de son diamètre en des sec-40 tions différentes» BAD QRIQINAL 69 31704 5 2038252 Afin d'assurer une lecture facile de la mesure faite par l'appareil de calibrage 1., l'arbre palpeur Ijo peut être relié au stylet traceur (non représenté) d'un enregistreur à plume ou autre, qui donnera une représentation graphique des variations de diamè— 5 tre du cylindre £ On comprendra que des détails de construction de mises en oeuvre de cet appareil de calibrage peuvent être largement modifiés par rapport à la mise en oeuvre spécifiquement décrite et illustrée sans s'écarter du domaine de 1-invention tel qu'il est 10 défini dans les revendications qui suivent. 69 31704 6 2038252 - REVENDICATIONS _ 10 — Dispositif de calibrage pour mesurer le diamètre9 ou indiquer des variations du diamètre, d'une pièce d'usinage nominalement cylindrique, caractérisé en ce qu'il comporte une fourche 2 portant au moins un rouleau à chaque extrémité de ses 5 deux bras 4, ces rouleaux 1_1 étant disposés avec leur axe perpendiculaire à l'axe de la pièce d'usinage £ et étant aptes à reposer en contact avec la surface de la pièce dlusinage 2» et deg&oyens de calibrage 16, 20, portés au sommet de la fourche 2 pour mesurer et/ou indiquer le diamètre de la pièce d'usinage 2 10 en une partie donnée de sa surface. 2» - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une paire de rouleaux 1_1 est portée par chaque bras 4 de la fourche 2, les rouleaux 11_ de chaque paire étant disposés avec leurs axes parallèles et espacés dans un sens parallèle à l'axe 15 de la pièce d'usinage 2» 3» - Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les rouleaux 11_ sont disposés symétriquement sur les bras de fourche 4 par rapport à un plan de symétrie renfermant le sommet de la fourche 2 et l'axe de la pièce 20 d'usinage 2» les axes des rouleaux étant de préférence inclinés à un angle de 30° par rapport au dit plan de symétrie» 4. «« Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de calibrage comportent un palpeur micrométrique 16 apte à se déplacer par rapport 25 à la fourche 2 le long d'une ligne droite passant par le sommet de la fourche et perpendiculaire à l'axe de la pièce d'usinage pour entrer en contact avec la surface de cette pièce d'usinage, des moyens 20 étant reliés à ce palpeur 16 pour déterminer directement le diamètre de la surface de la pièce d'usinage au point 30 de contact de celle—ci avec le palpeur. 5. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer directement le diamètre D de la pièce d'usinage sont aptes à mesurer la distance radiale Ç entre le point de contact du palpeur 16 avec la surface de la pièce d'usi- 35 nage et le point d'intersection P des axes situés dans le même plan des rouleaux 11_ montés sur les bras opposés ft ^-e ia fourche. 69 31704 ? 2038252 6o - Appareil selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le palpeur micrométrique 15 est soumis à une force le poussant en contact avec la surface de la pièce d'usinage 2,°