Brevet FR2152529A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne un dispositif destiné à la production électromagnétique de forces de mesure, de préférence pour appareils de mesure. La plupart des mesures de longueur dans le domaine de la technique de mesure de précision et de la construction mécanique s'effectuent actuellement à l'aide de palpeurs mécaniques au moyen desquels les objets à mesurer sont tâtés et qui sont reliés à des organes indicateurs. Afin d'obtenir un tâtement str il est nécessaire que les palpeurs soient poussés contre l'objet à mesurer par une force de mesure reproductible et bien définie quant à sa grandeur et sa direction. Pour les différentes mesures à effectuer il est souvent nécessaire de procéder à un changement de la direction de la force de mesure et éventuellement de faire varier également la valeur de cette dernière. Dans le cas d'appareils de mesure connus munis de palpeurs mécaniques la force de mesure avec laquelle l'objet à mesurer est testé est produite au moyen de ressorts de traction ou de compression dont la direction d'action peut être changée manuellement à l'aide de moyens mécaniques. La valeur de la force de mesure est réglable en faisant varier la tension des ressorts Ce dispositif pour produire des forces de mesure avec des moyens mécaniques présente cependant des inconvénients considérables. Ainsi, une inversion de la direction de la force de mesure ou une variation de la valeur de la force n'est possible que moyennant une dépense considérable sur le plan des éléments constitutifs.D'autre part, les exigences en ce qui concerne de courts temps d'inversion tels qu'ils sont nécessaires en cas d'automatisation des processus de mesure ne peuvent pas être remplies avec les moyens mécaniques connus. I1 n'est pas possible, moyennant une dépense technique accettable, d'influer lors de l'opération de mesure sur la force de mesure par une commande à distance effectuée en fonction d'un po programme de commande d'un appareil de mesure automatique. Clest pourquoi la présente invention crée un dispositif pour produire des forces de mesure, qui évite les inconvénients de la technique antrieure et qui permet d'accroître le degré d'automatisation des appareils de mesure. L'invention crée en particulier un dispositif pour la production électromagnétique de forces de mesure qui permet, moyen nant une faible dépense sur le plan des éléments constitutifs, de faire varier de manière simple la direction et la valeur de la force de mesure à appliquer. Pour un dispositif destiné à la production électromagnétique de forces de mesure, de préférence pour appareils de mesure, ce résultat est obtenu suivant l'invention par le fait qu'il est prévu dans une enveloppe deux ou trois bobines d'induction disposées sur des corps de bobine alignés et constitués par une matitre magnétique, et que dans ces bobines d'induction il est monté un induit commun pouvant coulisser en direction longitudinale dans l'enveloppe et qui se compose de plusieurs éléments en matitre magnétique douce entre lesquels sont placées des pièces intermédiaires non magnétiques réalisées en une matière non aimantable. Dans ce dispositif il est avantageux que les corps de bobine présentent dans leur cylindre interne deux ou plusieurs évidements qui sur un certain parcours modifient la section transversale du fer des corps de bobine de façon qu'il se forme des p8les correspondants et que par conséquent le flux magnétique passe par les parties de l'induit constitues par une matière magnétique douce et associées respectivement aux différentes bobines d'induction. il est en outre avantageux qu'au moins un corps de bobine avec la bobine d'induction se trouvant sur celui-ci soit monté pour coulisser axialement dans l'enveloppe et que les distances de centre en centre des bobines ne soient pas égales aux distances de centre en centre des éléments en matière magnétique douce correspondants de l'induit. Une caractéristique avantageuse de la présente invention réside en outre dans le fait que l'induit possède autant d'éléments constitutifs en matière magnétique douce qu'il y a de bobines dans l'enveloppe. Il est en outre avantageux qu'en vue de la production de forces de mesure différentes les bobines d'induction puissent être alimentées avec des tensions différentes et que l'alimenta- tion des bobines soit réglable manuellement ou au moyen d'un programme de commande de l'appareil de mesure. Pour permettre le changement de la direction des forces de mesure on prévoit de préférence une bobine d'induction pour cha que direction des forces de mesure. Afin d'Qtre supporté avec précision, l'induit est monté dans l'enveloppe sur des organes de roulement. Un avantage particulier du dispositif suivant l'invention réside dans le fait qu'il permet, sans grande dépense sur le plan des éléments constitutifs, d'inverser la direction de la force de mesure ou de faire varier la valeur de cette force. L'inversion et la variation de la force de mesure nécessitent de courts temps de commutation de sorte qu'il est possible d'agir également sur la force de mesure par une commande à distance effectuée en fonction d'un programme de commande d'un appareil de mesure automatique. La présente invention est expliquée plus en détail cidessous à laide d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe longitudinale du dispositif suivant l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II du meme dispositif. Le dispositif pour la production électromagnétique de forces de mesure comprend une enveloppe 1 dans laquelle sont disposés des corps de bobine 2,3 et 4 sur lesquels se trouvent des bobines d'induction 5, 6 et 7. Les corps de bobine 2,3 et 4 présentent dans leur cylindre interne 8, 9 et 10 deux ou plusieurs ouvertures 11, 12 et 13 entre lesquelles se trouvent des entretoises 14 des corps de bobine 2,3 et 4. A l'intérieur de l'enveloppe 1 sont en outre prévus des paliers 15 et 16, de préférence des paliers à roulement, dans lesquels un induit 17 est monté pour coulisser axialement, lequel induit 17 se compose de pièces intermédiaires non aimantables 18 et 19 et d'éléments en matière magnétique douce 20, 21 et 22 de telle sorte qu'un élément en matière magnétite douce de l'induit 17 est chaque fois associé à une bobine d'induction. Les pièces intermédiaires non aimantables 18 et 19 séparent les éléments constitutifs 20, 21 et 22 magnétiquement les uns des autres.Les distances de centre en centre des éléments en matière magnétique douce 20, 21 et 22 ne sont pas égales aux distances de centre en centre des bobines d'induction 5, 6 et 7, et au moins un corps de bobine 2 avec la bobine d'induction 5 placée sur ce dernier est monté pour coulisser axialement dans l'enveloppe 1. Afin d1ali- menter les bobines d'induction 5, 6 et 7 avec une tension électrique en vue de produire les forces de mesure il est prévu des connexions 23, t4 et 25, l'alimentation étant réglable manuelle- ment ou au moyen d'un programme de commande d'un appareil de mesure. Les extrémités 26 et 27 de l'induit 17, qui sont fixées aux éléments en matière magnétique douce 20 et 22, sont réalisées en une matière non magnétique. Dans ces extrémités peuvent être placés des palpeurs non représentés au dessin et qui permettent d'explorer des pièces sous l'action d'une force de mesure. La fixation des corps de bobine 2,3 et 4 à l'intérieur de l'enveloppe 1 8 s'effectue, le cas échéant, avantageusement au moyen de vis 28. Le dispositif pour la production électromagnétique de forces de mesure est réalisé de façon qu'il y ait à l'intérieur de l'enveloppe 1 une bobine d'induction 5,7 pour chaque direction de force de mesure s'étendant le long de l'axe de l'induit. Âfin de maintenir l'induit 17 dans une position médiane et le ramener dans une telle position il est prévu dans l'exemple de réalisation représenté une bobine d'induction 6 placée à l'intérieur de l'enveloppe 1. Le dispositif fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'une tension électrique est appliquée par exemple aux connexions 24, il s'établit un champ magnétique dans la bobine 6 et le flux magnétique s'écoule dans le corps de bobine 3 et dans la partie en matière magnétique douce 21 de l'induit 17. Dans ce cas la résistance magnétique produite dans les entretoises 14 est sensiblement plus importante que dans l'entrefer 29 entre le corps de bobine 3 et la partie 21. Le flux magnétique est donc obligé de passer d'un c8té du corps de bobine 3 par l'intermédiaire de la partie en matière magnétique douce 21 de l'induit 17 a l'autre côté du corps de bobine 3.Par suite de l'ouverture 12 et des entretoises 14, qui opposent une forte résistance au flux magnétique, il se forme sur le corps de bobine 3 des pales magnétiques à partir desquels le flux magnétique passe de la manière indiquée par l'induit 17 de façon à maintenir celui-ci dans une position médiane par rapport à la bobine 6. Lorsqu'une tension est appliquée à l'une des deux autres bobines d'induction 5 et 7, l'induit 17 se déplace dans l'une ou l'autre direction, selon que la tension est appliquée à l'une ou l'autre bobine, le long de son axe avec une force déterminée qui dépend de la tension appliquée. Si l'induit 17 est par exemple muni d'un palpeur ou coopère avec un tel palpeur par l'intermédiaire d'organes de transmission appropriés, ce palpeur est poussé avec une force bien déterminée contre l'objet qui doit être exploré. Dans la fig. 1, par exemple, le corps de bobine 2 avec la bobine d'induction 5 est monté pour coulisser axialement dans l'enveloppe 1. Le trajet de déplacement de l'induit 17 est variable en importance en fonction de la valeur quantitative du déplacement de la bobine d'induction 5 par rapport aux autres bobines d'induction 6 et 7. R E V E N D I C A T i 0 N S 1 - Dispositif destiné à la production électromagnétique de forces de mesure, de préférence pour appareils de mesure, caractérisé en ce qu'il est prévu dans une enveloppe 1 deux ou trois bobines d'induction 5, 6 et 7 disposées sur des corps de bobines alignés 2,3 et 4 constitués par une matière magnétique, et en ce qu'il est monté à l'intérieur de ces bobines d'induction un induit connun 17 pouvant coulisser en direction longitudinale dans l'enveloppe 1 et qui est constitué par plusieurs éléments en matière magnétique douce 20, 21 et 22 entre lesquels sont disposées des pièces intermédiaires non magnétiques 18, 19 réalisées en une matière non aimantable. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les corps de bobine 2, 3 et 4 présentent dans leur cylindre 8, 9 et 10 deux ou plusieurs évidements qui sur un parcours déterminé modifient la section transversale du fer des corps de bobine de façon qu'il se forme des pôles correspondants et que par conséquent le flux magnétique passe par les parties en matière magnétique douce 20, 21 et 22 de l'induit 17 qui sont associées respectivement aux différentes bobines d'induction 5,6 et 7. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins un corps de bobine 2 avec la bobine d'induction 5 placée sur ce dernier est monté pour coulisser axialement dans l'enveloppe 1. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les distances de centre en centre des bobines 5, 6 et 7 ne sont pas égales aux distances de centre en centre des éléments en matière magnétique douce correspondants 20, 21 et 22 de l'induit 17. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'induit 17 possède autant d'éléments en matière magnétique douce 20, 21 et 22 qu'il y a de bobines 5, 6 et 7 dans l'enveloppe 1. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour produire différentes forces de mesure les bobines d'induction 5, 6 et 7 peuvent être alimentées avec des tensions différentes et en ce que l'alimentation des bobines 5, 6 et 7 est réglable manuellement ou par un programme de commande de l'appareil de mesure. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu de préférence une bobine d'in- duction 5, 7 pour chaque direction de force de mesure. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'induit 17 est monté dans l'enveloppe 1 sur des organes de roulement.