Brevet FR2107846A1 — publié le 19720512

La présente invention se rapporte, de façon générale, à un appareil de mesure, et elle concerne, plus particulièrement un appareil de mesure perfectionné devant être utilisé avec une machine à meuler et permettant de contrôler de façon précise le 5 meulage d'une pièce à usiner â un diamètre prédéterminé et pouvant être adapté automatiquement à la mesure de diamètres de pièce différant du diamètre prédéterminé, lors d'opérations de meulage successives sur d'autres pièces. Ce qui suit s'applique à toutes opérations de meulage et 10 notamment de dégrossissage ou de rectification. Il est bien entendu que tout ce qui est dit par exemple pour les rectifieuse est transposable dans le cadre de la présente invention à toute autre forme de machine à meuler. Lors de l'usinage précis d'une pièce à rectifier à un 15 diamètre prédéterminé au moyen d'un outil tel que, par exemple, une meule, il est nécessaire de mesurer en .permanence le diamètre de la pièce pendant l'opération d'usinage ou de rectification. Dans ce but, on utilise un appareil de mesure comportant, en général, deux jaugeurs d'épaisseur écartés entrant en 20 contact avec la périphérie de la pièce. Chaque fois que l'on doit rectifier une pièce à un certain diamètre différent de celui de la pièce au cours de l'opération de meulage précédent, il faut donc modifier l'écartement préréglé des jaugeurs de l'appareil de mesure. 25 Dans un appareil de mesure classique du type décrit, on ptëvoit un jaugeur fixe et un jaugeur pivotant supportés respectivement sur des blocs de maintien, et l'on ajuste manuellement la distance qui les sépare à un écartement correspondant au diamètre désiré, au moyen d'un étalon de contrôle ou d'unepièce qui a été finie 30 avec précision. On fixe alors les jaugeurs suivant l'écartement désiré, à une tête de mesure, par l'intermédiaire des blocs de maintien qui y sont fixés. L'un des jaugeurs est monté à pivotement sur son bloc, l'une de ses extrémités étant reliée fonctionnellement à un capteur de déplacement tel que, par example, un trasformateur 35 différentiel, permettant de détecter le déplacement de son autre extrémité provoqué par la variation de diamètre de la pièce à usiner qui a lieu pendant la rectification. Cependant, dans un dispostif de mesure de ce type, du fait que les blocs des jaugeurs sont fixés à la tête de mesure 40ap£ès réglage de la distance séparant lesdits jaugeurs, il est im 71 33924 2 2107846 possible de modifier automatiquement la distance des jaugeurs en fonction du choix d'un nouveau diamètre pour une pièce à usiner différente qui doit être ensuite rectifiée. En d'autres termes, chaque fois qu'une pièce à usiner requiert un certain diamètre différent d'une diamètre d'une pièce précédente, il fau t effectuer un ajustement manuel analogue pour modifier la distance séparant les jaugeurs. Ce réajustement de la distance des jaugeurs est laborieux et réduit fortement la souplesse d'emploi de l'appareil de mesure. En conséquence, on a mis récemment au point un appareil de mesure dans lequel il n'est pas nécessaire d'effectuer un réajustement manuel pour mesurer des diamètres de pièces à usiner différents. Ainsi, on effectuer un ajustement en faisant glisser deux jaugeurs le long de barres de guidage, pour les rapprocher et les éloigner, par rapport au centre de la pièce à mesurer, de façon à faire varier la distance séparant les jaugeurs selon la variation du diamètre à obtenir sur une pièce à usiner. Dans ce but, on prévoit une barre de chariotage comportant des portions filetées à droite et à gauche, de façon qu'elles puissent se rapprocher et s'éloigner lorsque la barre de chariotage est entraînée en rotation, par exemple par un moteur à impulsions. Ainsi, la distance séparant les jaugeurs peut passer automatiquement à une autre valeur, selon le diamètre de la pièce en train d'être meulée. Cet agencement implique aussi cependant, différents problèmes qui résuisent la précision de mesure. Par exemple, il double l'imprécision de l'écartement des jaugeurs à cause des erreurs des pas des filets à gauche et à droite. De plus, le jeu réactif entre les blocs de retenue et les barres de guidage et les barres de guidage et les défauts de linéarité éventuels des barres de guidage provoquent l'inclinaison des jaugeurs. En outre, la chaleur engendrée par le moteur à impulsions est transmise fâcheusement à la barre de chariotage et à d'autres organes de l'appareil de mesure. Tous ces facteurs agis 71 33924 3 2107846 sent, bien entendu, séparément et en combinaison pour affecter fortement la précision de l'opération de mesure. En conséquence, l'invention a pour objet un appareil de mesure perfectionné devant être utilisé avec une machine à meuler 5 telle qu'une rectifieuse, permettant de prérégler automatiquement deux jaugeurs de mesure du diamètre d'une pièce à usiner à une distance mutuelle prédéterminée, les deux jaugeurs de mesure étant portés par une tête de mesure, pour contrôler le diamètre d'une pièce meulée par une machine avec grande précision par 10 mesure de la distance entre jaugeurs. Dans ce qui suit on appellera jaugeurs de nombreuses variantes d'organes susceptibles de jouer des rôles comparables et en particulier des palpeurs , des doigts ou autres dispositifs de repérage et de captage. 15 On atteint ces objectifs ainsi que d'autres qui ressortiront de la suite, grâce à un appareil selon l'invention comportant un premier bloc monté coulissant sur un corps principal d'une rectifieuse, un second bloc monté coulissant sur le premier bloc, des organes de mesure à jaugeurs portés respectivement par les blocs 20 coulissants, une barre de chariotage portée à rotation dans le premier bloc et comportant une partie filetée vissée dans le corps principal et une autre partie filetée vissée dans le second bloc, le pas de la partie filetée vissée dans le second bloc étant deux fois plus grand que le pas de la partie filetée vissée dans le 25 corps principal, de sorte que la distance séparant les jaugeurs de mesure est réglée, par rotation de la barre de chariotage, à l'aide d'une seule de ses parties filetées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode d'exécution pré-30 féré de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels des références semblables désignent des éléments semblables ou correspondants dans toutes les figures : la fig. 1 est une élévation latérale d'un appareil de mesu-35 re de diamètres d'une large gamme de pièces à usiner, réalisé selon 1'invention ; la fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig.l; la fig. 4 est une coupe longitudinale suivant la ligne IV -40 IV de la fig. 1, et 71 33924 4 2107846 la fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne V-V de la fig. 4. La fig. 1 représente un appareil de mesure du diamètre de pièces à usiner, dans lequel un support de guidage 13 est monté de 5 façon à être déplace' horizontalement par une tige de guidage 10 et une tige de piston 11 d'un dispositif de commande hydraulique classique. Une queue d'aronde 12 et une crémaillère 14 sont orientées verticalement sur la surface antérieure du support de guidage 13, et un support fourchu 15 comportant une mortaise en 10 queue d'aronde reçoit la queue d'aronde 12 qui se trouve sur le support de guidage 13. Comme il ressort de la figure 2, une barre de réglage 17 comportant un pignon 16 engrénant avec la crémaillère 14 est montée à rotation dans le support 15. En conséquence, on peut ajuster la disposition verticale du support 15 en faisant 15 tourner la barre 17. Des vis 18 sont vissées dans le support 15 pour le serrer sur le support de guidage 13. Sur la figure 4, des pivots horizontaux 19 sont fixés aux extrémités supérieures du support fourchu 15, et des bras 21 fixés à la partie inférieure d'uncorps principal 20 sont reprë-20 sentés cOmme étant montés pivotants sur les pivots 19 par l'intermédiaire de paliers appropriés'. Un ressort de tension 65 (voir figure 1), se trouve entre une vis 70 vissée dans une saillie frontale 71 du support 15 et l'extrémité antérieure inférieure du corps princij?al20, pour assurer ainsi un contrepoids au corps 25 principal 20 et à d'autres organes, comme il ressortira de la suite. Des butées 72 sont fixées sur un boulon 22 supporté en haut du support 15, et un élément d'arrêt 73, fixé sur la surface inférieure du corps principal 20, passe entre les butées 72 pour limiter l'oscillation du corps principal 20. 30 Comme le montre la figure 5, une première barre verticale de guidage 23 est fixée au corps principal 20 et un bloc supérieur 24 coulisse sur elle. Une seconde barre de guidage 23 coulisse dans le bloc supérieur 24 parallèlement à la première barre de guidage 23, et un bloc inférieur 26 est fixé à l'extrémité 35 inférieure de la seconde barre de guidage 25 faisant saillie par dessous le bloc supérieur 24. De la sorte, la précision du mouvement relatif du bloc supérieur 24 et du bloc inférieur 26 ne dépend que de la précision de la seconde barre de guidage 25. De plus une barre de chariotage 27 est portée à rotation 40 dans le bloc supérieur 24, parallèlement à la première barre de 71 33924 5 21 37846 guidage 23 et à la seconde barre de guidage 25, par l'intermédiaire de roulements de butée 28 et de roulements â aiguilles 29. Des filets à droite 30 sont formés sur te. partie supérieure de la barre de chariotage 27 et, sur sap^rtie inférieure sont formés des filets 5 à droite analogues 31 mais d'un pas deux fois plus grand à celui des filets à droite 30. Sur les filets à droite 31 est vissé un écrou d'avance inférieur 32 fixé au bloc inférieur 26, tandis que les filets à droite 30 reçoivent un écrou d'avance supérieur 34 fixé à un support 33 supporté sur le corps principal 20. 10 Un pignon 35 est calé sur un arbre rotatif 36 d'un moteur à impulsions 66 fixé d'un côté du corps principal 20. Le pignon 35 engrène avec un pignon 38 monté rotatif sur un arbre intermédiaire 37 fixé au corPs principal 20. Un autre pignon 40 monté sur un 39 arbre rotatif/tourillonnant dans des roulements appropriés dispo-15 sés respectivement dans le corps principal 20 et le support 33 engrène avec le pignon 38. Un pignon 41 de dimension relativement grande, calé sur l'arbre rotatif 39, engrène avec un pignon 42 fixé sur la barre de chariotage 27 au voisinage de l'une de ses extrémités. Ainsi, la rotation de l'arbre rotatif 36 du 20 moteur à impulsions 66 peut être transmise à la barre de chariotage 27 par l'intermédiaire de pignons 35, 38, 40 et 42. Lorsque la barre de chariotage 27 est entraînée dans le sens des aiguilles d'une montre (vu d'en haut), le bloc supérieur 24 descend le long de la première barre de guidage 23, à cause de 1'engrènement des 25 filets à droite 30 et de 1'écrou d'avance supérieur 34, et le bloc inférieur 26 montera en même temps que la barre de guidage 25 d'une distance égale au déplacement vers le bas du bloc supérieur 24, à cause de 1'engrènement des filets à droite 31 et de l'écrou d'avance inférieur 32. 30 Inversement, lorsque la barre de chariotage 27 tourne dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, le bloc supérieur 24 monte et le bloc inférieur 26 descend. En conséquence, la précision de la distance relative entre le bloc supérieur 24 et le bloc inférieur 26 ne dépend que de la précision du pas des 35 filets à droite 31, et non des filets à droite 30. Gomme le montrent les figures 3 et 5, une plaque 43 comportant une crémaillère 43 et une queue d'aronde 44 est fixée au bloc supérieur 24. Un organe de mesure fixe, ou jaugeur 46, comporte une mortaise en queue d'aronde qui reçoit la queue d'aronde 44 de 40 la plaque 45. Une tige de réglage 48 comportant un pignon 47 71 33924 6 2107846 engrénanfc avec la crémaillère 43 est montée rotative. sur l'organe de mesure fixe 46, de sorte que l'on peut ajuster la disposition verticale de l'organe de mesure fix:e 46 le long de la plaque 45 en faisant tourner la tige de réglage 48- Des vis 49 bloquent 5 l'organe de mesure fixe 46 sur la plaque 45. En se référant de nouveau à la figure 1, un organe de mesure mobile ou jaugeur 50 est monté basculant sur le bloc inférieur 26 au moyen de ressorts à lames croisées 51.L'sxtrëmité intérieure de l'organe de mesure 50 est maintenue en contact avec un trans-10 formateur différentiel 52 monté sur le bloc inférieur 26, pour détecter tout déplacement de l'organe de mesure mobile 50. Comme le montre la figure 4, des organes élastiques 55 et 56 comportant des orifices d'injection 53 et 54 en face de côtés opposés du pignon 42 sont fixés au support 33 et au corps princi-15 pal 20, respectivement. Les orifices 53 et 54 sont reliés respectivement à des conduites 57 et 58 alimentées en air comprimé à partir d'une source appropriée, non représentée. Des interrupteurs manométriques 59 et 60 sont montés respectivement dans les conduites 57 et 58 de façon que, lorsque le pignon 42 obture l'orifice 20 53, l'interrupteur 59 détecte le déplacement le plus haut de la barre de chariotage 27 pour l'empêcher de dépasser la limite. De même, lorsque le pignon 42 obture l'orifice 54, l'interrupteur 60 détecte le déplacement le plus bas de la barre de chariotage 27. L'air comprimé émanant constamment des orifices 53 et 54 traverse 25 l'intérieur du corps principal 20 et une ouverture 61, représentée sur la figure 5, et contourne l'extérieur du moteur à impulsions 66, pour s'échapper ensuite dans l'atmosphère par un filtre 62 fixé à un carter 74 supporté sur le corps principal 20 et recouvrant le moteur à impulsions 66. Ainsi, l'air circule de façon forcée au-30 tour du moteur à impulsions 66 et la température au voisinage de la barre de chariotage 27 est, par conséquent, régulée correctement, ce qui permet de maintenir la précision de mesure indépendamment de la chaleur dégagée par le moteur à impulsions 66. Des isolateurs thermiques 63 et un réflecteur 64 fixés entre le moteur 66 et le 35 corps principal 20 ont, en outre, pour rôle d'empêcher la transmission de la chaleur du moteur 66 à la barre de chariotage 27 et aux autres organes. L'appareil de mesure selon l'invention, réalisé de la façon décrite, fonctionne comme suit. Au début, il faut aligner avec 40 précision le point de fonctionnement du transformateur différen- 71 33924 7 2107846 tiel 52 auquel un signal représentant le diamètre désiré de la pièce à usiner doit être engendré, avec un point de référence ou l'origine. On réalise cet alignement au moyen d'un étalon de contrôle ou d'une pièce spéciale. Plus particulièrement, on interpose 5 l'étalon de contrôle qui a été fini avec précision au diamètre extérieur précis désiré entre les deux organes de mesure. On ajuste la position de l'ensemble de l'appareil par rapport au support de guidage 13, comme on l'a mentionné ci-dessus et celle de l'organe de mesure fixe 46 par rapport à la plaque 45, de façon que les 10 organes de mesure entrent en contact avec la surface périphérique de l'étalon de contrôle avec une légère pression. Dans ces conditions, le point de fonctionnement du transformateur différentiel 52 est ajusté pour engendrer un signal électrique représentant la dimension du diamètre de l'étalon de contrôle. En prenant pour 15 référence le diamètre nominal de l'étalon de contrôle, on applique un signal puisé correspondant à la différence entre cette dimension de référence et une dimension prédéterminée au moteur à impulsions 66 pour entraîner la barre de chariotage 27 par l'intermédiaire du train d'engrenages décrits précédemment. Pour faciliter la descrip-20 tion, on suppose que l'arbre rotatif 36 du moteur à impulsions 66 est entraîné dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre (vu de la partie supérieure de la figure 5), de sorte que la barre de chariotage 27 est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, par l'intermédiaire du train d'engre-25 nages, de façon â se déplacer elle-même vers le bas. Il en résulte que le bloc supérieur 24 descend le long de la première barre de guidage 23. Ainsi, l'organe de mesure fixe 46 descend d'une distance correspondant au nombre de signaux puisés appliqués au moteur à impulsions 66. En outre, comme on l'a décrit ci-dessus, 30 comme le pas des filets à droite 31 de la barre de chariotage 27 est deux fois plus grand que celui des filets à droite 30, le bloc inférieur 26 monte avec l'organe de mesure 50 d'une distance double de celle dont se déplace l'organe de mesure fixe 46. Ainsi, on peut modifier la distance séparant deux jaugeurs de mesure, ainsi 35 que le point de fonctionnement de l'appareil de mesure, sans modifier la position du centre de l'intervalle séparant les deux organes de mesure. Après ce réglage, lorsque la dimension de la pièce à usiner atteint la valeur choisie, une sortie du transformateur différentiel délivre Un signal par un montage comparateur, 40 non représenté sur le dessin, qui indique que la pièce a un dia 71 33924 s 2107846 mètre d'une dimension prédéterminée. Il va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et au dessin annexé de nombreuses modifications de détail, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 33924 9 2107846 REVENDICATIONS 1. Appareil dp mesure d'une gamme étendue de dimensions, caractérisé en ce qu'il comprend un support, un corps principal monté pivotant sur ce support, un premier bloc monté coulissant sur 5 le corps principal, un premier orqane de mesure porté par le premier bloc, un second bloc monté coulissant sur le premier bloc., un second organe de mesure supporté sur le second bloc, une barre de chariotage montée à rotation dans ledit premier bloc, comportant de premiers moyens pour déplacer le premier bloc et de seconds ]0 moyens pour déplacer le second bloc oar rapport au premier dans une direction opposée au déplacement dudit premier bloc, et sur une distance deux fois plus grande que la distance de déplacement du premier bloc, et des moyens pour faire tourner ladite barre de chariotage. 15 2. Appareil de mesure du diamètre d'une nièce à usiner, selon la revendication 1, caractérisé en ce au1i1 comprend une première barre de guidage fixée au corps de support principal, le premier bloc étant monté coulissant sur ladite barre et une seconde barre de guidage montée coulissante sur le premier bloc, le second 7.0 bloc étant fixé à ladite seconde barre, la barre de chariotage comportant une première partie filetée vissée dans le corps de support principal et une seconde partie filetée vissée dans le second bloc, le pas de la seconde partie filetée étant deux fois plus gra"d que celui de la première partie filetée. 25 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, carac térisé en ce que le second organe de mesure pst monté pivotant sur le second bloc, et en ce qu'il comprend un détecteur de déplacement associé au second organe de mesure. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 3 3, caracté-30 risé en ce que les moyens pour faire tourner la barre de chariotage comprennent un moteur à impulsions fixé au corps de support principal, un premier pignon calé sur 1? barre de chariotage, un second pignon calé sur l'arbre dudit moteur à impulsions, et un train d'engrenages reliant le nremier pignon et le second pignon. 35 5. Appa^il selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il, comprend des moyens gicleurs envoyant de l'^ir comprimé autour de l'extérieur dudit moteur à impulsions. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 ou 5, caracté risé en ce qu'il comprend un premier orifice d'injection situé en 4 0 regard d'un côté dudit premier pignon, un détecteur de pression BAD ORIGINAL 71 33924 10 2107846 relié audit premier orifice d'injection, un second orifice d'injection situé en regard de l'autre côté du premier pignon, et un détecteur de pression relié au second orifice d'injection. 7. Appareil selon l'une des revendications 2 à 6, caracté-5 risé en ce que les première et seconde parties filetées ont des filets de même sens, de sorte que le second bloc peut se déplacer avec le premier bloc dans un sens opposé et sur une distance égale à deux fois la distance de déplacement lors de la rotation de ladite barre de chariotage. BAD ORIGINAL