Brevet FR2249308A1 — publié le 19750523

L'invention concerne un appareil pour la verification de la position médiane d'une rainure usinée dans un arbre par rapport à la position de l1axe de l'arbre. Un tel appareil mesure des deux côtés de la rainure la distance entre un point associé à la rainure et un point associé à l'arbre, les deux points associés à la rainure étant symétriques par rapport à la section droite de la rainure et les deux points associés à l'arbre étant symétriques par rapport à la section droite de l'arbre. la moitié de la différence entre les deux distances est alors l'écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre. Un tel appareil de mesure peut entre employé pour le contrôle de la position médiane aux deux extrémités de la rainure et aussi pour le contrôle du parallélisme entre la rainure et l'axe de l'arbre. le contrôle de la position médiane d'une rainure d'arbre s'effectuait jusqu'à présent de -la manière suivante. On posait l'arbre sur une base appropriée (par exemple sur des prismes reposant sur une plaque de contrôle) et l'on réglait l'arbre sur la plaque de contrôle, de telle manière que la surface du fond de la rainure se trouvât exactement dans un plan parallèle à la plaque de contrôle. On explorait alors les deux surfaces latérales de la rainure l'une après l'autre, à partir des deux côtés, au moyen d'un comparateur à cadran, ce dernier étant fixé dans un support reposant sur la plaque de contrôle et étant buté contre la surface latérale de l'arbre. Ce procédé prend du temps et fréquemment, il n'est pas suffisamment précis. Par contre, on peut monter dans la rainure de l'arbre, un appareil connu de contrôle de la rainure de 11 arbre (Constructeur : Priedrich Lino, Stuttgart) en employant comme organe intermédiaire une pièce dite languette de rainure et de ce fait, la pose de l'arbre sur une plaque de contrôle et le réglage precis de l'arbre se trouvent supprimés. Toutefois, cet appareil connu nécessite, pour chaque largeur de rainure, une languette de rainure distincte. Etant donné en outre que la hauteur des surfaces latérales de rainure est toujours très petite, il faut tenir compte de ce que la languette de rainure n'est pas toujours exactement parallèle aux surfaces latérales de rainure et qu'il en résulte des erreurs de mesure. Un autre appareil connu de contrôle d'une rainure d'arbre (brevet suisse 480 616) est constitué essentiellement par un levier de mesure ayant au moins approximativement une forme en C, qui peut être introduit par l'une de ses extrémités dans la rainure à contrôler, qui est en contact par son autre extrémité avec la surface latérale de l'arbre, et qui, dans sa zone médiane, présente un comparateur à cadran pour la mesure de la distance entre le levier de mesure et un point de la surface latérale de l'arbre. Quand on emploie cet appareil connu pour le contrôle de la position médiane d'une rainure d'arbre, il faut suspendre cet appareil dans la rainure, tout d'abord d'un cssté et ensuite de l'autre côté.S'il existe effectivement un écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre, cela est indiqué par des déviations différentes de l'aiguille du comparateur à cadran. Toutefois, cet appareil connu, du fait que le levier de mesure est en contact par l'une de ses extrémités avec la surface latérale de l'arbre, n'est pas en mesure d'indiquer la valeur absolue de l'écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre Dsautres appareils de mesure connus (brevet allemand 825 904 et brevet 2 807 091 des Etats Unis d'Amérique) présentent pour la lecture de la valeur de l'écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre, à la manière d'un pied à roulisse, deux graduations mobiles l'une par rapport à l'autre. Par suite, dans ces appareils connus, la précision de la lecture est très faible si on la compare à celle d'un appareil muni d'un comparateur à cadran. En outre, ces appareils connus sont compliqués et ils nécessitent par conséquent des dépenses de fabrication élevées. Un autre appareil connu (brevet allemand 1 180 144) possède deux palpeurs pouvant être réglés au moyen d'un palmer pour la mesure de la largeur de la rainure et, associé au palmer, un dispositif de centrage dans lequel le palmer est supporté de manière à pouvoir être réglé dans la direction de son axe longitudinal.Pour le contrôle de la position médiane d'une rainure d'arbre, on introduit tout d'abord les palpeurs du palmer dans la rainure d'arbre et on les applique contre la surface latérale de la rainure et l'on pousse ensuite le dispositif de centrage sur l'arbre. S'il existe un écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre, le palmer se déplace par rapport au dispositif de centrage et la valeur de ee aé--~a ement, qui est égal à l'écart entre-le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre, peut etre lue ensuite à l'aide d'un comparateur. Dans cet appareil connu, il peut se produire également des erreurs de mesure.Lors de l'application du dispositif de centrage contre I'arbre, on court en effet le risque que les palpeurs du palmer et par suite l'ensemblede l'appareil se placent obliquement par rapport à la rainure de l'arbre. M8me quand une position oblique de cette nature est très faible et, pax:conséquent, à peine notable, elle produit pourtant une erreur de mesure relativement grande. L'invention a pour but de créer un appareil de mesure pour le contrôle de la position médiane dtune rainure longitudinale usinée dans l'arbre, qui puisse être introduit, comme des appareils connus, dans la rainure de l'arbre, qui permette, avec des moyens simples, une lecture de la valeur d'un écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre, avec garantie d'une précision de mesure aussi élevée que possible et qui, cependant, ne nécessite que des dépenses de fabrication relativement faibles. Ce problème est résolu, à partir de l'appareil de mesure connu suivant le brevet suisse 480 616, par l'application des caractéristiques suivantes L'appareil de mesure possède deux leviers de mesure ayant, tout au moins sensiblement, la forme d'un C, qui sont réunis entre eux de manière à pouvoir tourner, à la manière des éléments d'une pince, de telle sorte que chaque levier de mesure est divisé par l'axe de rotation (par exemple, boulon) en deux bras de levier, savoir en un bras de levier intérieur, pouvant être introduit dans la rainure à contrôler et un bras de levier extérieur ; dans la position de mesure et vu suivant la direction longitudinale de l'arbre, l'un des bras de mesure exte- rieure s'étend autour de l'arbre vers l'un des côtés et l'autre bras de mesure extérieur s'étend autour de l'arbre, vers l'autre côté. l'extrémité pouvant être:introduite dans la rainure, de l'un tout au moins des deux bras de levier intérieurs est constituée d'une manière telle qu'elle peut être appliquée dans deux zones, décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction de l'axe de l'arbre, à une surface latérale de la rainure et au fond de la rainure. Après ce qui précède, le mode de construction suivant l'invention, réside essentiellement dans l'emploi de deux leviers de mesure, ayant approximativement la forme d'un C, reliés entre eux par une articulation, qui peuvent êre introduits dans la rainure à contrôler de la manière indiquée dans la revendication 1, cDestwà-dire par leurs bras de levier intérieurs ou côté rainure, qui en règle générale, doivent être prevus plus courts que les bras de levier extérieurs. les extrémités, à introduire dansla rainure, des deux bras de levier peuvent se présenter sous des formes très différentes. Mais il est essentiel que - conformément à l'invention- ltextré- mité côté rainure de l'un des deux leviers de'mesure vienne en contact avec la rainure en deux endroits décalés axialement l'un par rapport à l'autre dey'un des côtés de la rainure. l'extrémité de l'autre levier sera en contact, en règle générale avec un endroit seulement de l'autre coté de la rainure. On peut par conséquent donner opportunément à l'extrémité de cet autre levier une forme telle qu'il soit à priori (conformément à la revendication 2) en contact dans une zone seulement avec une surface latérale de rainure et avec le fond de la rainure Mais en tout cas, on arrive à ce que l'appareil de mesure soit toujours en contact en trois points d'appui au total avec les surfaces latérales de la rainure et en trois points d'appui avec le fond de la rainure.De ce fait, l'appa reil peut être fixé d'une manière parfaitement déterminée et renouvelable dans une rainure à contrôler, de sorte qus peut entre obtenue une précision de mesure extrêmement élevée On peut évidemment concevoir une forme de l'un des leviers de mesure qui soit telle que l'extrémité côté rainure de ce levier soit en contact avec la rainure le long dune ligne, Etant donné toutefois que, dans la pratique, les surfaces de contact ne sont ras géométriquement exactes, mais présentes une certaine rugosité, il n'y aura jamais en défini- tive en contact que les six points d'appui mentionnés plus haut. En raison de cette considération, il conviendra de donner aux extrémités des leviers côté rainure, suivant la revendication 3, une forme telle qu'il soit prévu à un levier une tête sphérique unique et à l'autre levier deux têtes d'appui sphérique Une différence essentielle vis-à-vis de 1 'appareil connu (brevet suisse 480 616) réside en ce que les leviers de mesure, en tant que tels, ne sont pas en contact, dans la position de mesure, avec la surface latérale de arbre. Il nty a que le comparateur à cadran a' fixer au moins à l'un des leviers de mesure qui soit en contact par son organe palpeur avec la surface latérale de l'arbre la position des leviers de mesure est déterminée seulement par la rainure (par le fond de rainure et pak les surfaces latérales de rainure). C'est là la condition pour que la mesure de l'écart entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre puisse être lue directement sur le comparateur à cadran. l'appareil suivant l'invention présente en outre l'avantage que les deux leviers ayant la possibilité de tourner l'un par rapport à l'autre, appareil peut entre monté, à l'intérieur de certaines limites, dans des rainures de largeurs différentes le ce fait, il n'est pas nécessaire, comme dans le cas de l'un des appareils connus, de prévoir un organe intermédiaire séparé pour chaque largeur de rainure. I1 n'est pas non plus nécessaire de régler l'arbre avec précision pour le contrôle de la rainure. Mais il convient de placer l'arbre pour le contrôle d'une manière telle que la rainure se trouve en haut ; l'appareil peut ainsi reposer librement dansla rainure et les deux leviers de mesure en forme de C assurent mutuellement l'équilibre.A l'aide d'un dispositif approprié de mesure, des longueurs, par exemple à l'aide d'un comparateur à cadran qui est monté dans l'extrémité du bras de levier extérieur long (ctest-à-dire dans l'extrémité libre) de l'un des deux leviers de mesure, on mesure alors la distance entre cette extrémité de levier et la surface latérale de l'arbre et après avoir retourné l'appareil de mesure, on renouvelle la même mesure du côté opposé. la moitié de la différence entre les deux valeurs mesurées obtenues est alors l'écaN cherché entre le milieu de la rainure et le milieu de l'arbre Ainsi qu'il a été dit, on supporte pour le montage de l'appareil de mesure dans la rainure, l'arbre horizontalement, la rainure étant tournée vers le haut, de sorte que les deux leviers se tiennent mutuellement en équilibre Cela agit favorablement sur la précision de la mesure car cette précision serait moindre si l'on devait maintenir l'appareil, par exemple avec les mains lors de l'exécution de la mesure. Dans la revendication 4, est indiquée une forme particulièrement judicieuse de l'appareil de mesure, au moyen de laquelle est obtenue une symétrie de poids et, par conséquent, au moyen de laquelle est encore facilité le maintien mutuel de l'équilibre assuré par les deux leviers.En principe, il suffit que l'un seulement des deux leviers soit conçu pour la fixation d'un comparateur à cadran. tes deux leviers, vus dans la direction Tongitudinale de l'arbre, n'ont donc pas du tout besoin de présenter la même forme. I1 est seulement essentiel, ainsi qu'on l'a dit, qu'en position de mesure, ils se maintiennent mutuellement en équilibre. C'est ainsi qu'il peut ;être opportun de disposer à l'un des deux leviers, au lieu d'un comparateur à cadran, un contre-poids. Toutefois, si 1on souhaite employer l'appareil, comme cela sera décrit plus loin d'une manière détaillée, pour le contrôle de rainures d'un grand nombre d'arbres identiques (fabrication en série) il convient d'appliquer les caracté ristiqua de de la revendication 6. ta description ci-après et les dessins annexés se rapportent à un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un appareil de mesure monté dans une rainure d'arbre et vu suivant la direction de l'axe de l'arbre ; - la figure 2 est une vue en élévation latérale correspondant à une coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe horizontale faite suivant la ligue Ili-Ili de la figure 2. Sur les figures 1 et 2, l'un des leviers de l'appareil de mesure, à savoir celui qui, en forme de fourche, se ramifie en deux bras 11 et 12, est désigné par le repère 10, tandis que l'autre levier est désigné par le repère 20. l'endroit de la ramification est désigné sur la figure 1 par le;repère 19. le levier 20 s'tend à travers l'intervalle formé par les branches de fourche 17 et 12 du levier 10. A cet endroit, les deux leviers sont reliés entre eux par un axe 30 qui permet à chacun deux de tourner.Conformément à la figure 1 chacun des deux leviers 10 et 20 est divisé, par conséquent, par l'axe géométrique de l'axe 30, en un bras delevier court intérieur 15 ou 25 et un bras de levier extérieur long, le bras de levier intérieur 15 de l'un des leviers 10 étant formé à partir des zones d'extrémité des deux branches de fourche indiquées Il et 12. Arbre est désigné par lue repère 32 st une rainure longitudinale usinée dans cet arbre est désignée par le repère 340 les deux branches de fourche il et 12 et le bras de levier 20 présentent à leurs extrémités côté rainure, chacun, une tette d'appui 13, 14 et 23 au moyen desquelles, l'appareil de mesure repose en trois points (voir figure 2) sur la surface du fond de la rainure 34 et en trois autres points contre les surfaces latérales de la rainure 34 ( voir figure 3). Sur la figure 1, les deux bras de levier intérieurs, courts, sont représentés d'égale longueur, de sorte que l'axe géométrique longitudinal de l'axe 30 se trouve exactement dans le plan médian longitudinal vertical E de la rainure 34. Toutefois, cela constitue une caractéristique qui n'est pas essentielle pour l'invention. Les deux bras de levier intérieure 15 et 25 peuvent tout aussi bien entre de longueurs différentes, à condition toutefois que l'appareil de mesure monté dans la rainure puisse se maintenir en équilibre. les deux bras de levier extérieurs des leviers 10 et 20 sont, suivant la figure 1, recourbés par paires vers le côté et ensuite vers le bas, de sorte qu'ils ont, tout au moins sensiblement, la forme d'une lettre C. Mais, il est possible aussi de prévoir des réalisations avec formes uniformément arrondies (analogues à un croissant) ou au contraire des réalisations comportant des éléments droits, par exemple des réalisations dont la forme ressemble plutôt à un V qu a un C. L'un tout au moins des deux leviers s'étend jusque dans la zone du plan médian longitudinal horziontal e de l'arbre 32. Dans cette zone, peut être fixé au levier, un comparateur à cadran, par exemple au moyen d'éléments de liaison réglables du commerce (dits pièces de serage en croix).A l'aide de ces éléments de liaison, on peut régler le comparateur à cadran sur des diamètres d'arbre différents. IvIais, on peut aussi dans le même but, disposer dans le levier, suivant la figure 1, plusieurs alésages 17, placés l'un à côté de l'autre, dans lesquels le compaiateur à cadran 18 pourra être serre (vis de serrage 16). lors de la mise en place du comparateur à cadran contre l'arbre 32, il nue s'agit pas par ailleurs que l'axe du comparateur à cadran se trouve exactement dans le plan m & ian longitudinal horizontal e de l'arbre. Biaxe du cçmpårateur à cadran 18 n'a pas besoin de passer une fois pour toutes par -11 axe de l'arbre. Cela signifie que la position du comparateur à cadran sur le levier 10 n'a pas besoin d'être modifiée dans les limites d1un certain intervalle de diamètres d'arbre. Il suffit de procéder à cette modification seulement quand le diamètre de l'arbre à contrôler diffère beaucoup du diamètre de l'arbre contrôlé auparavant. Pour contrôler un arbre isolé, ou plusieurs arbres ayant des diamètres différents, on équipera l'appareil avec un comparateur à cadran 18 seulement. On place alors le comparateur à cadran tout d'abord sur l'un des côtés de l'arbre et après retournement de l'appareil de mesure sur autre extrémité. la différence entre les deux valeurs mesurées indiquées est alors 1' écart cherché entre le milieu de la rainure et le milieu de l1arbre. B'il stagit par contre de contrôler un grand nombre d'arbres ayant des cotes nominales identiques, comme c'est le cas par exemple dans la fabricstion en série, il intervient un avantage supplémentaire particulier de l'appareil de mesure suivant l'invention. En effet, si l'on équipe les deux leviers 10 et 20 chacun avec un comparateur à cadran 18 et 28, on obtient au moyen du procédé décrit ci-après une simplification considérable du travail et une économie de temps considérable.Pour ce qui est du premier arbre dsune telle série, on règle les comparateurs à cadran, en retournant une ou plusieurs fois l'appareil de mesure, de telle manière que l'erreur constatée pour ce premier arbre déclenche dans les deux comparateurs à cadran la même déviation, mais avec des signes différentsp c'est-à-dire dans des directions différentes. (Au lieu de procéder ainsi on pourrait aussi, à l'aide d'un arbre idéal, c'est-à-dire dtun arbre présentant une position centrique exacte et un parallélisme exact de la rainure, régler les deux comparateurs à cadran de l'appareil de mesure sur la déviation zéro). On a alors seulement besoin, pour le contrôle des autres arbres de la série, de suspendre l'appareil de mesure une seule fois dans chaque rainure et l'on peut faire ainsi directement, dans chaque cas, la lecture de l'erreur. On supprime par conséquent le retournement de l'appareil et le calcul de l'erreur au moyen de la différence entre les valeurs mesurées. En outre, le résultat de la mesure n'est pas influencé par des écarts éventuels dans la largeur de la rainure et dans le diamètre de l'arbre par rapport aux cotes nominales. Un autre avantage de l'appareil de mesure suivant l'invention, dans sa réalisaticn avec deux comparateurs à cadran, réside en ce que, même dans le cas de parties d'arbre coniques, il est possible de contrôleur la position-centrique de la rainure. On a seulement besoin à cet effet de régler les deux comparateurs à cadran sur un arbre cylindrique de la manière précédemment décrite. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEIT CATI ONS 10) Appareil de mesure pour le contrôle de la position médiane d'une rainure longitudinale usinée dans un arbre par rapport à l'axe de l'arbre au moyen d'un levier de mesure ayant la forme d'un C, qui peut être introduit par l'une de ses extrémités (pour l'amenée de l'appareil de mesure dans sa position de mesure) dans la rainure à contrôler, de telle manière que cette extrémité s'applique contre une surface latérale de la rainure et contre le fond de la rainure, et que le levier de mesure, dans la position de mesure (vu en direction longitudinale sur l'arbre) s'étende autour d'une partie du pourtour de l'arbre, à une certaine distance de ce pourtour, un dispositif de mesure, de préférence un comparateur à cadran, pouvant être fixé au levier de mesure pour la mesure de la distance entre le levier de mesure et un point de la surface latérale de l'arbre, appareil de mesure caractérisé en ce qu'il possède deux leviers de mesure (10 et 20) ayant la forme d'un C, articulés entre eux, chaque levier étant divisé par l'axe de rotation (30) en deux bras, un bras intérieur (15, 25) pouvant être introduit dans la rainure et un bras extérieur, l'un des bras extérieurs s'étendant dans la position de mesure autour de l'arbre vers l'un des côtés et l'autre bras extérieur s'étendant autour de l'arbre, vers vautre côté, l'extrémité (13, 14, 23) introduite dans la rainure (34) de l'un au moins des deux bras de levier intérieurs (15, 25) étant constituée d'une manière telle qu'elle peut être appliquée dans deux zones, décalées l'une par rapport à l'autre, dans la direction de l'axe de l'arbre, contre une surface latérale de la rainure et au fond de la rainure,, 20),Appareil de mesure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des deux bras de levier intérieurs (25) a une forme telle qu'il ne peut être appliqué que dans une zone seulement contre une surface latérale de la rainure et contre le fond de la rainure. 30) Appareil de mesure suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lun des bras de levier intérieurs (25) possède une extrémité (23) unique ayant, tout au moins sensiblement, la forme d'une t8te d'appui sphérique, tandis que l'autre bras de levier intérieur (15) présente deux extrémités (13 et 14) ayant, tout au moins sensiblement, la forme de tettes dtappui sphériques et décalées leurre par rapport à l'autre dans la direction de l'axe de l'arbre 40) Appareil de mesure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l1un des deux leviers (10) se ramifie, dans la zone tourrXée vers la rainure (34) à la manière d'une fourche, en deux bras (11 et 12), les deux bras de fourche (11 et 12) décalés lvun par rapport a la direction de l'axe de l'arbre, pouvant s'appliquer par leurs extrémités (l) et 14) contre la même surface latérale de rainure et contre le fond de rainure et l'autre levier (20) s'étendant à travers et entre les bras de fourche (11 et 12) et la liaison rotative étant disposée (axe 30) dans la zone des bras de fourche 50) Appareil de mesure suivant 1tune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il y a au moins 1'un des deux bras de levier extérieurs qui présente un dispositif de fixation réglable pour le dispositif de mesure (18, 28). 60) Appareil de mesure suivant l'une quelconque des revendications t à 59 caractérisé en ce que, vus en direction longitudinale sur l'arbre (32), les deux leviers (10 et 20) sont symétriques, tout au moins sensiblement, par rapport au plan longitudinal médian (E) de la rainure (34) à contrôler et en ce qu'à chacun de ces leviers peut être fixé un dispositif de mesure (par exemple un comparateur à cadran 18).