Brevet FR2249307A1 — publié le 19750523

Les instruments de mesure comportant des surfaces, des arê tes ou des pointes qui touchent l'objet à mesurer sont connus et usuels. Au cours de la vie de ces instruments, une usure se produit aux endroits qui touchent les objets à mesurer, et cette usure introduit une erreur dans le résultat de la mesure. On peut citer comme exemples de tels instruments de mesure les micromètres, les pieds à coulisse et les calibres à limites Les micromètres et les pieds à coulisse donnent la cote effective de la pièce mesurée. Les calibres à limites, comme par exemple les calibres mâchoires, les tampons, etc., matérialisent les deux cotes limites d'une zone de tolérances fixée. Ils indiquent si la cote effective de la pièce tombe dans la zone de tolérances fixée. Pour cela, dans le cas par exemple des calibres mâchoires, on glisse les surfaces mesurantes sur le diamètre à vérifier de la pièce. D'autres instruments de mesure, comme par exemple les comparateurs et les systèmes à palpeur pour la détermination de la rugosité des surfaces, utilisent des pointes ou des arêtes qui touchent la pièce. Si la mesure est faite par rapport à un plan de référence, l'usure de la pointe ou de l'arête introduit également une erreur dans le résultat de la mesure. Pour les mesures de rugosité à l'aide d'un palpeur, celui-ci a par exemple un rayon de courbure de 5 iim. Un écart de cette valeur, c'est-à-dire un écart de forme, entrains également des erreurs de mesure. On connait en outre pour la mesure des états de surface des appareils qui utilisent comme mesure la distance entre un palpeur-aiguille et un patin qui se déplace sur la surface.Les écarts de forme de ce patin au cours de sa vie conduisent également à des résultats non repro ductiles. Pour réduire au minimum les erreurs de mesure dues à L'usure re des surfaces, arêtes ou pointes mesurantes des instruments de mesure palpants et augmenter la durée de vie de ces instruments, on garnit les éléments palpeurs de matière dures aux endroits où ils touchent les pieces mesurer. On connaît par exemple les surfaces, arêtes et pointes mesurantes en métal dur. On connaît aussi les touches de comparateur en saphir. Par ailleurs, on emploie des diamants pour les instruments destinés à toucher des objets très abrasifs comme par exemple les meules et les pièces céramiques. Les frais d'achat et de taille des diamants bruts sont toutefois élevés, surtout si l'on a besoin de grandes dimensions. De plus, il est difficile de se procurer des diamants ayant la grosseur néces saire. L'invention a pour but de réduire les erreurs d'un instrument de mesure dues à l'usure des surfaces, arêtes et pointes mesurantes afin de prolonger la vie de l'instrument jusqu'à l'apparition de l'erreur maximale admissible par usure des surfaces, arêtes et pointes mesurantes. Ce but est atteint par l'utilisation pour les parties de l'instrument qui touchent l'objet à mesurer, c'est à-dire les surfaces, arêtes et pointes mesurantes et les éléments auxiliaires et de référence, par exemple patins, éventuellement nécessaires, de matière diamantée multicristalline et/ou nitrure de bore à cristaux cubiques frittée ayant une concentration d'au moins 80% en volume. Cette matière diamantée peut aussi être employée dans les cas où l'emploi de diamants individuels était jusqu'à maintenant trop cofteux ou n'était pas possible en raison de la dimension du palpeur. Des exemples de réalisation de l'invention et de ses arrangements avantageux sont expliqués ci-apres à l'aide des dessins. Les figures représentent: la figure 1, la vue latérale d'un tampon double, la figure 2, la vue de face de 1'instrument de la figure 1, la figure 3, une coupe partielle grossie de l'instrument de la figure 2, la figure 4, la vue latérale dlun calibre mâchoire, la figure 5, une coupe partielle grossie de l'instrument de la figure 4, la figure 6, la vue latérale d'un autre calibre à alésages, la figure 7, la vue latérale de quatre touches de comparateur, la figure 8, la vue latérale d'une-tête de mesure de rugosité, la figure 9, une coupe partielle grossie du dispositif de la figure 8. La figure 1 représente comme instrument de mesure un tampon double 1 à côté entre 2 remplaçable. Ce cté entre est garni de matière diamantée multicristalline ayant une concentration d'au moins 80% en volume. La figure 2 montre qu'il n'est pas nécessaire que cette matière couvre tout le pourtour, mais qu'elle peut etre disposée en segments. La garniture 4 est appliquée sur un corps de base 5 par collage ou soudage. Pour cela, la matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques fri tée 4 peut être appliquée par frittage sur le corps support en métal dur 5 et celui-ci uni par soudage ou collage au corps de base 2. Le cbté n' entre pas 3 du tampon 1 représenté sur la figure 1 est moins utilisé que le côté entre, donc exposé à une moindre usure, aussi peut-il être garni d'une matière moins résistante à l'usure. Les figures 4 et 5 représentent un calibre mâchoire 1 comportant également un coté entre 2 et un côté n'entre pas 3. Cet instrument 1 est garni aux endroits exposés à l'usure d'une couche de matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée. Cette couche 4 a de préférence 0,3 à 1,5 mm d'épaisseur et peut être unie au corps de base 2 par soudage ou collage. Sur la coupe grossie du coté entre (fig. 5), la surface mesurante 8 est en matière diamantée multicristalline frittée ap pliquée par frittage sur un support en métal dur 7. Ce support 7 est uni au corps de base 2 par soudage ou collage. La figure 6 montre comme autre exemple de réalisation de l'invention un calibre à alésages 1 garni, aux endroits exposés à l'usure de son corps de base 2, de matière diamantée multicrystalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée, cela sur une épaisseur de 0,3 à 1,5 mm de préférence, cette matière étant soudée ou collée sur le corps de base 2. La figure 7 montre des touches de comparateur garnies, à l'endroit qui touche l'objet à mesurer, de matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée 4. La figure 8 montre comme exemple de réalisation une tête de mesure 1 destinée à la détermination des états de surface. Cette tête de mesure est translatée à vitesse constante sur la pièce 12 sur laquelle elle s'appuie par un patin 13, tandis qu'un palpeuraiguille 14 ayant un rayon de courbure de par exemple 5 um se déplace par rapport au patin 13 en suivant les aspérités de la surface de la piece 12. Ce déplacement du palpeur 14 par rapport au patin 13 est mesuré électriquement et constitue une mesure de la rugosité de la surface de la pièce. Les écarts de forme de la pointe du palpeur et de la surface du patin dus à l'usure conduisent cependant à des erreurs de mesure et à des résultats non reproductibles. C'est pourquoi, sur la figure 9, le patin 13 est pourvu d'un élément 16 garni de matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée 15 appliquée sur lui par frittage. L'élément support en metal dur 16 est fixé dans le patin 13 par soudage, collage ou coincement. On voit en outre que la garniture 15 est légèrement bombée : dans cet exemple de réali- sation, le rayon de la surface sphérique du patin est de 25 mm. REVENDICATIONS 1. Instrument de mesure comportant des surfaces, arêtes, pointes ou éléments supplémentaires tels que patins touchant 1 'ob- jet à mesurer, caractérisé en ce que les parties de l'instrument de mesure (1) qui touchent l'objet à mesurer sont en matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée (4, 8, 15) ayant une concentration d'au moins 80% en volume. 2. Instrument de mesure conforme à la revendication 1, ca ractérisé en ce que la matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée (4, 8, 15) est collée aux endroits qui touchent l'objet à mesurer. 3. Instrument de mesure conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques frittée (4, 8, 15) est soudée aux endroits qui touchent 1'objet à mesurer. 4. Instrument de mesure conforme à la reventication 1, ca- ractérisé en ce que la matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore àcristauxcubiques frittée (4, 8, 15J ayant une concentration d'au moins 80% en volume est appliquée par frittage sur un corps de base en métal dur (2, 5, 16) et que ce corps de base (2, 5, 16) est fixé par soudage, collage ou coincement. 5. Instrument de mesure conforme à une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la garniture frittée (4, 8, 15) en matière diamantée multicristalline et/ou au nitrure de bore à cristaux cubiques a environ 0,3 à 1,5 mm d'épaisseur.