Brevet FR2394781A1 — publié le 19790112

L'invention a pour objet un instrument de mesure linéaire à ruban comprenant des moyens pour faire enrouler ou dérouler le ruban sur un tambour d'enroulement. L'invention se propose de rendre la lecture de la mesure effectuée plus pratique, plus facile et d'éliminer les fautes de lecture. Elle se propose en outre de réaliser un instrument muni d'un dispositif d'affichage d'une construction simple, robuste et dans lequel les organes essentiels sont protégés pendant la manipulation du ruban des poussières, de l'humidité etc, qui pourraient nuire à son bon fonctionnement. A cet effet, l'instrument de mesure linéaire à ruban selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il est prévu un affichage numérique de la mesure effectuée comprenant une roue coopérant avec le ruban de manière à tourner synchroniquement avec le déplacement dudit ruban, un capteur électronique dont l'élément mobile est entraîné par ladite roue et est pourvu de repères équidistants et un compteur électronique commandé par ledit capteur et muni de moyens d'affichage optique. De cette manière, on arrive à une lecture numérique indirecte de sorte que seule la roue qui coopère avec le ruban est exposée à l'extérieur tandis que les autres éléments du dispositif d'affichage peuvent facilement être protégés dans le boîtier. Par cette construction, l'instrument peut donc fonctionner même si le ruban est souillé par des impuretés ou s'il est mouillé etc. Par ailleurs, il existe un engagement positif entre ladite roue et le ruban, cet engagement positif étant avantageusement réalisé par la coopération de dents sur ladite roue et de perforations sur ledit ruban. En outre, afin de rendre la lecture plus précise, selon une forme préférée de l'invention il est prévu un réducteur dont l'arbre de sortie à vitesse réduite est relié à la roue qui coopère avec le ruban, tandis que sur l'arbre d'entrée à grande vitesse du réducteur est monté un organe mobile constituant ledit élément mobile du capteur électronique lequel commande ledit compteur électronique muni des moyens d'affichage optique. Dans le cas où un réducteur est prévu, il est possible de faire tourner la roue par le déplacement du ruban même aussi long temps que le réducteur est réversible, donc que le rapport de vitesse n'est pas trop grand, mais en principe, dans le cas où un réducteur est présent, on prévoit de préférence toujours un entraînement électrique de la partie du réducteur tournant à grande vites se et dans ce cas la roue qui coopère avec le ruban constitue la roue d'entraînement du ruban. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit de plusieurs formes d'exécution donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel La figure l est une vue schématique en perspective de l'instrument selon l'invention, avec réducteur et entraînement électrique. La figure 2 est une vue schématique de dessus de l'instrument avec la partie supérieure du boîtier enlevée. La figure 3 est une vue schématique partielle en perspective des moyens de détection de l'instrument selon l'invention. La figure 4 est une vue identique à celle de la figure 3 des moyens de détection d'une autre forme d'exécution de l'instrument selon l'invention, sans réducteur. La figure 5 est une vue schématique de dessus de la forme d'exécution selon la figure 4. On se réfère aux figures l à 3. Un ruban de mesure 1 est enroulé dans un boîtier 2, par exemple de forme parallélépipèdique, autour d'un tambour d'enroulement 3. La sortie du ruban hors du boîtier, ou sa rentrée est commandée par un moteur électrique 4 monté dans le boîtier et alimenté, par exemple au moyen d'une batterie. Le moteur 4, qui est un micro-moteur de type usuel accessible sur le marché, et qui tourne par exemple à 9000 tours/minute, est accouplé à un réducteur 5 par exemple du type épycycloldal sur l'arbre de sortie à faible vitesse duquel est montée une roue dentée 6. La roue dentée 6 est disposée de manière que ses dents engagent des perforations 7 du ruban, son axe de rotation étant perpendiculaire au sens de déplacement du ruban.Ainsi la rotation de la roue dentée 6 dans un sens ou dans l'autre assure le déplacement dudit ruban à la manière d'une crémaillère, chaque tour du moteur correspondant à un faible déplacement du ruban. Une contre-roue 6' ou roue d'appui est disposée sous le ruban 1 en vis à vis de la roue dentée 6. Les perforations 7 du ruban l sont disposées d'une manière équidistante sur le ruban et correspondent à une échelle de graduation usuelle, par exemple 5 mm, ainsi la roue dentée 6 sert simultanément à entraîner le ruban 1 et à détecter le nombre de perforations 7 ou repères qui passent devant elle. A cet effet, l'arbre de sortie 8 du moteur 4 qui correspond à l'arbre à grande vitesse du réducteur est relié à un disque 9 muni de marques appropriées 9' sur sa périphérie et qui défilent devant un capteur 10 lui-même commandant un compteur électronique 11. Ce compteur électronique ll est muni de moyens d'affichage numérique 12 visibles à travers une fenêtre 13 du boîtier, cet affichage numérique pouvant être du type à diodes électroluminescentes ou à cristaux liquides. Le capteur 10 est par exemple une cellule photo-électrique qui détecte le nombre de tours du disque 9 ou de trous 9' et qui envoit des impulsions de commande au compteur électronique 11. En variante, ce capteur pourrait être du type électro-magnétique pour lire des marques magnétiques prévues sur le disque 9. L'entraînement du ruban pour sa sortie ou sa rentrée dans le boîtier pourrait, en variante, être réalisé au moyen d'une roue à friction, ou encore à la place des perforations, le ruban pourrait être muni d'encoches équidistantes prévues pour coopérer avec des dents appropriées de la roue. Par ailleurs, toujours dans le cas d'un entraînement électrique du ruban, le réducteur pourrait être d'un autre type que épicycloidal, par exemple à vis sans fin. Si par exemple, le rapport des vitesses du disque 9 et de la roue dentée 6 est de 1:10, la circonférence de la roue dentée 6, 100 mm et qu'il est prévu 100 marques 9' sur le disque 9, un tour du disque 9 correspond à un déplacement du ruban de 10 mm et l'intervalle entre deux marques consécutives correspond à un déplacement du ruban de 0,1 mm. Si la vitesse du moteur, et par conséquent du disque 9, est de 9000 tours/minute, le capteur peut donc détecter 900 000 marques par minute. Ainsi on obtient une mesure tres exacte puisqu'un faible déplacement du ruban correspond à un grand déplacement angulaire du disque. Selon une forme préférée de l'invention, il est prévu un compteur-décompteur avec affichage séparé qui affiche la mesure dans le sens de l'enroulement et du déroulement du ruban. Selon une autre variante de l'invention, le compteur électro nique il peut être combiné à une mini-calculatrice à mémoire, pour permettre la mise en mémoire des mesures effectuées et l'accomplissement des opérations arithmétiques, par exemple addition, soustraction, multiplication. Par ailleurs, le compteur électronique ll peut aussi être muni de moyens permettant d'ajuster l'affichage d'une valeur constante présélectionnée, pour permettre notamment les mesures intérieures, l'origine de la mesure correspondant à ce moment non plus à la fente 14 de sortie du ruban, mais à la face d'extrémité 15 du boîtier 2. Ceci est utile notamment pour la mesure de l'intérieur d'une pièce, d'un meuble, etc.. on peut également prévoir la possi bilié de mettre le compteur à zéro une fois que le ruban a été tiré d'une certaine longueur hors du boîtier, afin que l'affichage de la mesure ne commence qu'à partir de cette distance. Il peut également être prévu un embrayage, particulièrement un embrayage à friction, à la sortie du moteur afin d'éviter l'endommagement de l'instrument si le ruban reste accroché lors de son enroulement ou de son déroulement. En outre un contacteur fin de course est prévu pour couper le moteur dès que le ruban se trouve enroulé dans le boîtier, ou éventuellement complètement déroulé hors du boltier. Sur le boîtier 2 sont naturellement prévus des boutons de commande de l'instrument. Un bouton 16 permet, par exemple, de commander le moteur électrique, partant d'une position zéro, il peut être poussé dans un sens pour commander la sortie du ruban et dans le sens opposé pour commander sa rentrée. Un interrupteur 17 permet la mise sous tension des circuits du compteur ; un bouton de présélection 18 permet de choisir quelle sorte de mesure on effectue, soit extérieure directe, soit intérieure avec affichage d'une valeur constante prédéterminée. Il peut également être prévu un bouton de présélection 19 pour choisir en quelle unité de longueur sera affichée la mesure, ce bouton étant relié à un système de conversion prévu à l'intérieur du boîtier pour convertir directement la mesure effectuée en unité du système métrique en une unité d'un autre système. Selon une forme préférée de l'invention, le ruban métrique 1 est un ruban métallique très large et cambré, sa largeur pouvant aller de 25 à 50 mm. Ce ruban peut donc sortir hors du boîtier sur une tres grande longueur avant de se courber sous l'effet de son propre poids, ceci permettant à l'utilisateur d'effectuer différentes mesures tout en restant en un point fixe. Afin que l'enroulement du ruban sur son tambour s'effectue d'une manière correcte, on prévoit sur ledit tambour un ressort de rappel usuel. Par ailleurs, le ruban peut également être muni de graduations usuelles représentées par des traits noirs ou colorés. Les moyens pour dérouler ou enrouler le ruban pourraient être autres qu'un moteur électrique, on pourrait également prévoir des moyens mécaniques, par exemple une manivelle. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5 illustrant une variante d'exécution de l'instrument. Comme dans l'exemple d'exécution précédent, le ruban 21 est enroulé sur un tambour 23 monté dans un boitier 22 et est soumis, de la manière usuelle, à l'action d'un ressort de rappel. Dans ce cas, il n'y a pas d'entraînement électrique du ruban, celui-ci pouvant être tiré manuellement hors du boîtier, sa rentrée automatique, sous l'action du ressort de rappel, pouvant être contrôlée par un bouton qui commande l'action d'un frein. Le ruban 21 est muni de perforations 24 équidistantes dont l'intervalle correspond à une échelle de graduation usuelle, par exemple 5 mm.Une roue dentée 25 est montée dans le boîtier 22 au-dessus du ruban 21 dans un plan perpendiculaire à celui du ruban 21 de manière que ses dents engagent les perforations du ruban et que le déroulement du ruban entraîne la rotation de cette roue 25. Une contre roue 25' ou roue d'appui est disposée sous le ruban en vis à vis de la roue dentée 25. Sur l'axe 26 de la roue dentée 25 est monté un disque 27 muni de repères équidistants 28. Un capteur électronique 29 détecte les repères 28 qui défilent devant lui au fur et à mesure du déroulement du ruban et commande un compteur électronique 30 fonctionnant au moyen d'une batterie rechargeable ou remplaçable. Ce compteur 30 est muni de moyens d'affichage numérique visibles à travers une fenêtre du boltier 22, cet affichage numérique pouvant être du type à diodes électroluminescentes ou à cristaux liquides. Comme dans la forme d'exécution précédente, on peut ainsi lire directement à travers la fenêtre de quelle distance a été tiré le ruban 21 hors du boîtier 22. Le ruban 21 peut naturellement être également muni des graduations traditionnelles. Les repères 28 sur le disque 27 peuvent être prévus en nombre égal à celui des dents de la roue 25, on peut également prévoir que le nombre de ces repères 28 soit un multiple du nombre de dents de la roue 25 de manière à obtenir une mesure plus exacte. Les repères 28 sur le disque 27 peuvent être optiques, par exemple des trous et le capteur 29 est une cellule photo-électrique. En variante, les repères 28 peuvent être magnétiques, le capteur étant à ce comment du type électro-magnétique. Les autres caractéristiques et variantes décrites en relation avec la première forme d'exécution s'appliquent également à cette deuxième forme d'exécution. D'autres formes d'exécution peuvent également être prévues. Par exemple, la roue dentée qui coopère avec le ruban peut être conçue de manière à constituer directement l'élément mobile du capteur. Dans ce cas, elle peut être munie de repères appropriés, ou bien ces repères peuvent être constitués par les dents mêmes. On peut également imaginer d'utiliser une cassette à ruban magnétique couplée avec le ruban de mesure lui-même, les marques magnétiques du ruban étant lues par un détecteur magnétique. Par ailleurs, afin que les perforations formées sur le ruban ne soient pas trop rapprochées, on peut prévoir un décalage entre deux perforations adjacentes, dans ce cas la roue dentée est naturellement munie de deux rangées de dents présentant le même décalage. L'invention a été décrite à propos d'un instrument de mesure à boîtier, mais elle peut bien entendu s'appliquer aux rubans de mesure à cadre, dans ce cas l'affichage numérique étant monté à 1 'in- térieur dudit cadre. REVENDICATIONS 1. Instrument de mesure linéaire à ruban comprenant des moyens pour faire enrouler ou dérouler le ruban sur un tambour d'enroulement, caractérisé par le fait qu'il est prévu un affichage numérique de la mesure effectuée comprenant une roue (6,25) coopérant avec le ruban (1,21) de maniere à tourner synchroniquement avec le déplacement dudit ruban, un capteur électronique (10,29) dont l'élément mobile est entraîné par ladite roue et est pourvu de repères équidistants (9,28) et un compteur électronique (11,30) commandé par ledit capteur et muni de moyens d'affichage optique. 2. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ruban (1,21) est muni de perforations équidistantes (7,24) tandis que ladite roue (6,25) est munie de dents qui coopèrent avec lesdites perforations. 3. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ruban est muni d'encoches équidistantes tandis que ladite roue est munie de dents qui coopèrent avec lesdites encoches. 4. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite roue est une roue à friction qui est en contact avec le ruban. 5. Instrument selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite roue est munie de repères et qu'elle constitue l'élément mobile du capteur. 6. Instrument selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite roue est dentée et que ses dents constituent lesdits repères. 7. Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu un réducteur (5) dont l'arbre à vitesse réduite est relié à ladite roue (6) qui coopère avec ledit ruban (1) tandis que sur l'arbre à grande vitesse du réducteur est monté un organe mobile (9) avec des repères constituant ledit élément mobile du capteur électronique (10) lequel commande ledit compteur électronique (11) muni des moyens d'affichage optique. 8. Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les repères de l'élément mobile du capteur sont optiques et que le capteur est une cellule photo-électrique. 9. Instrument selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les repères de l'élément mobile du capteur sont magnétiques et que le capteur est électro-magnétique. 10. Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il est prévu un compteur-decompteur avec affichage séparé qui affiche la mesure dans le sens de l'enroulement du ruban. 11. Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu des moyens d'affichage d'une valeur constante présélectionnée. 12. Instrument selon la revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'affichage d'une valeur constante présélectionnée peuvent être actionnés quand le ruban est complètement enroulé dans le boîtier. 13. Instrument selon la revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'affichage d'une valeur constante présélectionnée peuvent être actionnés quand le ruban est tiré hors du boîtier d'une longueur quelconque. 14. Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le compteur électronique est combiné à une calculatrice électronique à mémoire. 15. Instrument selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour enrouler ou dérouler le ruban sont constitués par un moteur électrique qui est accouplé à l'arbre à grande vitesse formant l'arbre d'entrée du réducteur tandis que la roue reliée à l'arbre à petite vitesse et qui coopère avec le ruban sert en même temps à entraîner ledit ruban. 16. Instrument selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'il est prévu un dispositif d'embrayage, en particulier un embrayage à friction, à la sortie du moteur.