Brevet FR2463387A1 — publié le 19810220

La présente invention se rapporte à un procédé pour régler la position des palpeurs d'un comparateur du type tampon comprenant un support adapté pour définir l'axe géomé- trique du comparateur, un tampon de protection adapté pour entre fixé à ce support et des têtes de mesure adaptées pour titre fixées au support, les têtes de mesure comprenant lesdits palpeurs, et des moyens permettant de régler la position de repos des palpeurs par rapport au support. L'invention se rapporte également à un comparateur du type tampon pour la mise en oeuvre de ce procédé. les comparateurs tampons classiques comprennent un support - habituellement réalisé en une seule pièce par des opérations d'usinage - auquel sont fixées des têtes de mesure munies de palpeurs mobiles destinés à entrer en contact avec la surface de la pièce à controler, et une pièce de nez protectrice ou tampon qui présente des trous pour le passage des palpeurs. Aussi bien dans les comparateurs tampons qui ne comprennent qu'une seule paire de palpeurs, pour le contrôle d'un seul diamètre, que dans les comparateurs tampons comportant plusieurs palpeurs, il est nécessaire de régler la position des palpeurs de telle manière que, dans les conditions de mesure, ces palpeurs soient disposés suivant une direction diamétrale (et non pas suivant une corde) de la pièce et à la hauteur désirée. Dans les comparateurs classiques, on règle la position des palpeurs avant l'assemblage des pièces de nez en ajustant les positions des têtes de mesure par rapport au support et les positions des palpeurs par rapport aux corps des têtes de mesure. Le réglage en hauteur et l'alignement des palpeurs sont ensuite effectués à l'aide de dispositifs extérieurs qui fournissent des références spaciales, par exemple de collimateurs optiques et, finalement, on effectue le réglage du zéro par rapport à la valeur nominale du diamètre à contrôler en utilisant des pièces standard ou étalons. Bien entendu, les dispositifs utilisés pour fixer les têtes de mesure au support ou aux supports et les dispositifs qui relient les palpeurs ou les bras qui portent des palpeurs aux têtes de mesure sont réalisés de manière à permettre les réglages par rapport à la hauteur et dans des plans qui s'étendent transversalement à l'axe du comparateur. la pièce de nez ou les pièces de nez sont montées après l'exécution des réglages. Si, par la suite, on remarque que la position des palpeurs n'est pas correcte, il est nécessaire de détacher les pièces de nez, qui empê- chent d'accéder aux têtes de mesure et aux bras. Il est donc évident que le réglage des palpeurs et le réglage du zéro des palpeurs dans ces comparateurs classiques impliquent des opérations longues et difficiles. Ces opérations sont particulièrement laborieuses dans le cas des comparateurs multiples destinés à effectuer des controles sur des machines transfert ou pour des applications analogues parce qu'elles doivent être exécutées pour toutes les paires de palpeurs avant l'assemblage final des pièces de nez. Dans ces comparateurs, les pièces de nez sont uniquement une fonction de protection. Le but de l'invention est de fournir un procédé pour régler les positions des palpeurs d'une façon rapide précise et peu coûteuse. Un autre but de l'invention est de réaliser un comparateur du type tampon pour la mise en oeuvre du procédé de réglage et qui soit-d'un prix de revient limité. l'invention a pour objet à cet effet un procédé du type précité, caractérisé en ce qu'on fixe le tampon au support dans une position coaxiale et avec grande précision par rapport audit axe géométrique et on règle ensuite les palpeurs dans les positions désirées par rapport à l'axe géométrique, en prenant le tampon comme référence. L'invention a également pour objet un comparateur tampon comprenant un support adapté pour définir l'axe géométrique de ce comparateur, un tampon de protection adapté pour être fixé au support et des têtes de mesure adaptées pour être fixées au support, les têtes de mesure comprenant des palpeurs adaptés pour coopérer avec la surface de la pièce à contrôler et des moyens pour régler la position de repos des palpeurs par rapport au support comparateur dans lequel, suivant l'invention, le tampon a une forme à peu près annulaire avec une hauteur limitée pour permettre d'accéder aux têtes de mesure et permettre d'effectuer les réglages des palpeurs par rapport au tampon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appararont au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la Fig. unique est une vue en élévation et en partie en coupe d'un comparateur tampon pour machine transfert, destiné à contrôler trois diamètres différents sur des segments coaxiaux correspondants d'un alésage. le comparateur tampon représenté au dessin comprend essentiellement des plaques annulaires 1, 2, et une struc- ture 4 munie d'une collerette 3, également approximativement annulaire. les plaques 1 et 2 et la collerette 3 sont assemblées par des tubes 5, 6 ayant une section horizontale carrée ou rectangulaire. les tubes 5, 6 sont assemblés aux plaques 1, 2 et à la collerette 3 par des soudures 7, 8, 9 et 10. les plaques 1, 2 et la collerette 3 comprennent des parties 11, 12, 13, 14 en saillie axiale, qui sont engagées dans la lumière axiale des tronçons de tubes 5, 6 pour permettre de réaliser un assemblage sûr et précis entre les plaques 1, 2 et la structure 4. La structure 4 comprend, en dehors de la collerette 3, un corps central 15 présentant la forme d'un parallélogramme à section horizontale rectangulaire et un téton cylindrique 16. La plaque 1 accouple le comparateur tampon à dispositif d'avance, non représenté, destiné à enfoncer le comparateur tampon dans l'alésage à contrôler. la plaque 2, la collerette 3 et le téton cylindrique 16 présente des surfaces externes coaxiales 19, 20, 21, 22, 18. la concentricité de ces surfaces est assurée par l'usi- nage de ces surfaces (après l'assemblage des plaques 1, 2 et de la structure 4 au moyen des tronçons de tubes 5, 6) sur une même machine-outil, par exemple sur un même tour, avec un seul centrage du jeu de pièces assembles sur la inachine-outil. les éléments mentionnés ci-dessus constituent donc,.après l'opération d'usinage, le support du comparateur et définissent l'axe dece support et celui du comparateur. Ensuite, on fixe des tampons 23,24, 25 de forme pratiquement annulaire, avec ajustement stabie, au moyen de clavettes sur la plaque 2, la collerette 3 et le téton cylindrique 16.Ces tampons 23, 24, 25 ont des surfaces externes 26, 27, 28 usinées avec précision et ils présentent des diamètres extérieurs légèrement plus petits que les diamètres nominaux des segments correspondants du perçage à contrôler. Les tampons 23, 24, 25 présentent des paires de perçages 29 à 34 opposés radialement pour le passage des palpeurs 35 à 40 respectivement et, ils présentent également des trous 41 à 46 ayant des axes parallèles à l'axe du comparateur et qui donnent passage à des bras mobiles 47 à 52 qui relient les palpeurs à des têtes de mesure correspondantes 53 à 58. Les axes définis par les paires de perçages 29 a 34 sont perpendiculaires à l'axe du comparateur et se trouvent dans des plans espacés angulairement qui contiennent l'axe du comparateur. Le positionnement de précision des tampons 23, 24, 25 par rapport au support du comparateur tampon, en ce qui concerne à la fois l'axe et la position angulaire ainsi que les distances verticales, est assuré par des références mécaniques précises non représentée; prévues sur les tampons et le support. les axes des perçages radiaux 29 à 34 sont espacés an gulairement avec granae précision de sorte que ces perçages 29 à 34, qui présentent des tolérances dimensionnelles très étroites, peuvent constituer en eux-m8mes des références très dimensionnelles fixes par rapport au support du comparateur tampon, pour l'ajustement de la position des palpeurs dans la direction verticale (hauteur) et dans les directions diamétrales. Les palpeurs 35 à 4 comprennent des tiges filetées 59 à 54 vissées dans des trous filetés correspondants des bras 47 à 52 pour permettre de régler la position des paires de palpeurs le long des trois axes définis par les paires de pe- çages radiaux 29 à 34. les tâtes de mesure 53 à 58 comprennent des trans duc- teurs de position, non visibles, du type à transformateur différentiel et émettent des signaux électriques de mesure qui sont fonction des deplacements des bras 47 à 52 provoqués par l'entrée en contact des palpeurs 35 à 40 avec la surface des trois segments de l'alésage à contrôler. Des câbles électriques multipolaires 65 à 70 fournissent l'énergie électrique awx têtes de mesure 53 et 58 et transmettent des signaux électriques de mesurd à une unité de traitement et d'indication, connue en soi et non représentée au dessin. Des trous 71, 72, 73, 74 ménagés dans les tronçons de tubes 5, 6 des trous 75, 76, 77, ménagés dans la structure 4 et dans les plaques 2 et 1 respectivement donnent passage aux câbles 65 à 70 des têtes de mesure 53 à 58. Dans le comparateur les câbles 65 à 70 sont principalement agencés à l'intérieur du support de cet instrument et, par conséquent, dans une position protégée. Un chapeau 78 ferme le trou 77 de la plaque 1 et loge une gaine 79 pour les câbles 65 à 70. Les têtes de mesure 53 à 5â et en partie les bras 47 à 52 sont protégés mécaniquement par des enveloppes 80, 81, 82. Chaque enveloppe comprend deux coquilles semi-cylindriques ayant un diamètre extérieur légèrement plus petit que celui du tampon adjacent correspondant qui protège les palpeurs des têtes de mesure agencées dans cette enveloppe. les enveloppes 80, 81, 82 butent contre des épaulements 83, 84, 85; 86, 87 et 88 ménagés respectivement dans la plaque 1 et dans les tampons 23, 24, 25 et ces enveloppes sont fixées à la plaque et aux tampons respectivement par des vis, non représentées. le réglage de la position des palpeurs et le réglage mécanique du zéro du comparateur s'effectuent de la façon suivante. Après avoir bloqué les tampons 23, 24, 25 sur la plaque 2, la collerette 3 et le téton 16, on fixe les têtes de mesure 53 à 58 sur les faces planes des tubes 5, 6 et du corps central 15. Cette fixation est de préférence réalisée à l'aide de dispositifs d'assemblage à vis qui permettent de régler les positions des têtes de mesure dans une direction parallèle à l'axe du comparateur et angulairement par une seule manoeuvre pour chaque tête de mesure. Après cette opération de réglage, on bloque les dispositifs d'assemblage, ce qui fixe les têtes de mesure 53 à 58 dans des positions stables. Au lieu d'effectuer l'opéra tion de réglage uniquement sur les têtes de mesure 53 à 58, on peut effectuer cette opération, en partie ou totalité, sur les dispositifs d'assemblage à vis qui fixent les bras 47 à 52 aux têtes de mesure 53 à 58; l'opération de réglage est effectuée à l'aide de dispositifs de centrage appropriés, de type mécanique, électrique ou optique et de manière à aligner les palpeurs 35 à 40 sur les centres des per çages radiaux 29 à 34. Ensuite, à l'aide d'outils auxiliaires que l'on peut engager à travers les perçages 29 à 34, on effectue le réglage axial de la position des paires de palpeurs 35 à 40, c'està-dire le réglage mécanique du zéro par rapport aux valeurs nominales des diamètres correspondants à contrôler. A cet effet, on peut visser ou dévisser les tiges filetées 59 à 64 par rapport aux trous correspondants ménagés dans les bras 47 à 52. L'amplitude des réglages radiaux peut être déterminée à l'aide de bagues standard ou étalons et/ou par référence aux diamètres extérieurs, de valeurs connues, des tampons correspondants 23, 24, 25. Pour fixer de façon stable le positionnement axial des tiges 59 à 64, les vis utilisées peuvent être de n'importe quel type connu qui comprend un dispositif de freinage élastique. les coquilles des enveloppes 80, 81, 82 ne sont montées qu'après le réglage vertical et l'alignement des palpeurs 35 à 40 ou après le réglage radial de sorte qu'avant le montage des coquilles, on dispose d'une très bonne possibilité d'accès aux têtes de mesure 53 à 58, au dispositif d'assemblage de ces têtes demesure sur les tubes 5, 6 et sur le corps central 15 et au dispositif d'assemblage des bras 47 à 52, puisque les tampons 23, 24, 25 ont une forme annulaire avec un développement en hauteur qui est limité aux zones adjacentes aux palpeurs 35 à 40. I1 est donc évident que le réglage des palpeurs 55 à 40 des comparateurs tampons ainsi que le réglage du zéro de ces palpeurs sont, grâce au procédé décrit plus haut, des opérations simples, rapides et précises. les têtes de mesure 53 à 58 sont de préférence étanches de manière à mesurer une meilleure protection des organes qu'elles contiennent. Si l'on constate un défaut de fonctionnement d'une des têtes de mesure 57 à 58 lorsqu'on utilise le comparateur tampon, il suffit d'enlever l'une des coquilles de l'enveloppe de protection correspondante, 80, 81 ou 82, pour avoir accès à la tête de mesure défectueuse. Après avoir réparé ou remplacé la tête de mesure défectueuse, il suffit de régler la position du palpeur considéré, sans qu'il soit nécessaire d'agir sur les autres palpeurs. L'utilisation d'éléments interchangeables tels que les tubes 5, 6, la structure 4, les plaques 1, 2 et les tampons 23, 24, 25, permet de réaliser des économies de construction et de fonctionnement considérables, en réduisant le nombre des éléments à garder en stock et en réduisant les opérations d'usinage mécaniques. En outre, l'utilisation de sections de tubes permet de réaliser des comparateurs tampons particulièrement légers, ce qui constitue un avantage considérable, spécialement pour les comparateurs tampons manuels. Ainsi qu'il est bien connu, les tampons ou pièces de nez des comparateurs tampons manuels assurent également des fonctions de centrage Bien entendu, le comparateur tampon peut être d'un type différent de celui représenté. Par exemple, il peut être un comparateur tampon manuel qui ne comporte que deux palpeurs ou un comparateur tampon comprenant des palpeurs adaptés pour contrôler non seulement les diamètres mais également des dimensions axiales ou des propriétés géométriques ou de forme, ce contrôle s'effectuant par traitement des signaux des têtes de mesure. En ce qui concerne les comparateurs tampons multiples, le nombre des diamètres à contrôler et celui des têtes de mesure des collerettes, tampons, etc. peut être supérieur à celui qui est indiqué au dessin. - REafENDICATIONS 1 - Procédé pour régler la position des palpeurs d'un comparateur tampon comprenant un support (1-4-6) adapté pour définir un axe géométrique du comparateur, un tampon de protection adapté pour être fixé à ce support et des tê- tes de mesure (53-58) adaptées pour être fixées à ce support, les têtes de mesure comprenant lesdits palpeurs et des moyens permettant de régler la position de repos des palpeurs par rapport aux supports, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fixe le tampon au support dans une position coaxiale avec une grande précision, vis-à-vis de l'axe géométrique et que, ensuite, on règle la position des palpeurs (35-40) en prenant le tampon comme référence. 2 - Procédé suivant la revendication 1, dans le cas où le tampon présente des perçages donnant passage aux palpeurs, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on règle les positions des palpeurs par rapport audit axe géométrique par référence aux perçages correspondants (29-34) du tampon. 3 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour régler les positions des palpeurs (35-4C) on aligne ces palpeurs (35-40) dans une direction diamétrale et on règle les positions des palpeurs suivant la direction de l'axe géométrique. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'alignement et le réglage des palpeurs s'effectuent en une seule opération. 5 - Procédé suivant lsune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'en outre, on règle les positions radiales des palpeurs par référence au diamètre extérieur des tampons 6 - Comparateur tampon pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant un support (l-4-16)adapté pour définir un axe géométrique du comparateur, un tampon de protection adapté pour pour être fixé au support, et des têtes de mesure (53-58) adaptées pour être fixées au support, ces têtes de mesure comprenant des palpeurs (35-40) adaptés pour coopérer avec la surface de la pièce à contrôleur, et des moyens pour régler la position de repos des palpeurs par rapport au support, ce comparateur étant caractérisé en ce que le tampon a une forme à peu près annulaire, d'une hauteur limitée, pour permettre d'accéder aux têtes de mesure (53-58) et permettre d'effectuer le réglage des palpeurs par référence au tampon. 7 - Comparateur tampon suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support (1-4-16) comprend un premier élément allongé (5) suivant l'axe géométrique et un deuxième élément (6), à peu près annulaire, relié au premier élément, les têtes de mesure (53-58) étant fixées au premier élément, le tampon étant fixé au deuxième élément. 8 - Comparateur tampon suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les têtes de mesure (55-54) sont fixées au premier élément (5) dans des positions réglables. 9 - Comparateur tampon suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les palpeurs (35-40) sont montés dans les têtes de mesure par l'intermédiaire de dispositifs qui permettent de régler leur position de repos. 10 - Comparateur tampon suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe de protection (80-82) fixée au support (1-4,16) et destinée à protéger les têtes de mesure (53-58) ces têtes de mesure étant agencées dans l'enveloppe. 11 - Comparateur tampon suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'enveloppe de protection (80-82) a une forme à peu près cylindrique et comprend deux coquilles que l'on peut détacher séparément du support. 12 - Comparateur tampon suivant l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le tampon présente deux perçages (29-34) définissant un axe perpendiculaire audit axe géométrique les deux axes se trouvant dans un même plan, et en ce que chaque perçage est adapté pour donner passage à un palpeur (35-40) correspondant. 13 - Comparateur tampon suivant la revendication 12, dans lequel les têtes de mesure (55-58) comprennent des bras mobiles (47-52) et les palpeurs (35-40) sont des palpeurs à contact supportés par les bras mobiles, ce comparateur étant caractérisé en ce que les palpeurs (35-40) sont couplés aux bras mobiles (47-52) par des moyens qui permettent de régler leur position, ces moyens étant adaptés pour être actionnés à travers les perçages du tampon. 14 - Comparateur tampon suivant l'une quelconque des revendications 6 à 13, destiné à contrôler plusieurs diamètres d'un alésage comportant un nombre correspondant de paires de têtes de mesure (53-58) et un nombre correspon dant de tampons(23-25) caractérisé en zen ce que ledit support (1-4,16) comprend des éléments tubulaires coaxiaux (5,6) disposés le long dudit axe géométrique pour supporter les têtes de mesure et des éléments à peu près annulaires (2, 3) coaxiaux aux éléments tubulaires, pour supporter les tampons. 15 - Comparateur tampon suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs desdits éléments à peu près annulaires (2,3) sont agencés entre des éléments tubulaires adjacents (5,6). 16 - Comparateur tampon suivant l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que lesdits éléments tubulaires (5, 6) ont des faces latérales planes pour supporter les têtes de mesure (53-58) correspondantes. 17 - Comparateur tampon suivant l'une quelconque des revendications 14 à 16, dans lequel les palpeurs (35-40) sont des palpeurs agissant par contact et les têtes de mesure (53-58) comprennent des transducteurs électriques et des câbles de liaison, ce comparateur étant caractérisé en ce que lesdits câbles passent par des trous ménagés dans lesdits éléments tubulaires (5, 6) et dans les éléments annulaires (2, 3). 18 - Comparateur tampon suivant la revendication 10 et l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend d'autres enveloppes servant à protégér les paires correspondantes de têtes de mesure (53-58) lesdites enveloppes comprenant des coquilles de forme semicylindrique dont les bases sont fixées aux tampons correspondants et à une extrémité du support. 19 - Comparateur tampon suivant la revendication 18, caractérisé en ce que les têtes de mesure sont étanches.