Brevet FR2478300A1 — publié le 19810918

La présente invention a pour objet un instrument de mesure de grandeurs linéaires destiné au contrôle dimension- nel de pièces volumineuses telles que par exemple les roues à aubes et les bâtis de turbines des centrales hydrauliques et thermiques. On connaît déjà des instruments de mesure qui sont réalisés dans ce but. Ces instruments permettent d'effectuer des mesures pou- vant s'étendre sur plusieurs mètres. Afin d'en assurer la fiabilité il a été tenu compte, dans leur conception, de la dilatation thermique provoquée par leur manipulation et de leur propension à la flexion due à leur grande longueur. C'est ainsi que les tiges étalons auxquelles se réfèrent la mesure et qui relient sans interruption de contact la tête de mesure à la butée fixe sont disposées à l'intérieur des rallonges *et que ces dernières sont de structure tubulaire, de manière à isoler ces tiges des mains de l'utilisateur. Ces rallonges tubu- laires sont prévues d'autre part de structure suffisamment rigide pour que la flexion du corps de l'instrument qu'elles composent n'entraîne pas d'écarts appréciables, eu égard aux tolérances admises, entre la longueur de l'arc qu'elles forment et la lon- gueur de la corde théorique de mesure, lorsque les butées de contact des touches de ces instruments sont dans l'alignement des tiges étalon. Lorsque par contre ces butées de contact sont déportées sur les touches par rapport à l'alignement des tiges étalons, comme dans le typ'2 d'instrument auquel se rapporte l'invention, il n'est plus possible d'obtenir, dans les limites du raisonna- ble, une rigidité suffisante des rallonges pour éviter des er- reurs car l'écart de mesure dû à la flexion du corps est trop amplifié par ce d5port des butées de contact. Dans ce cas, lors de mesures effectuées en position - 2 - horizontale, il est prévu un équipement spécial composé de galets d'appui que l'on dispose sous le corps de l'instrument pour le soutenir en des points précis dits points d'Airy, afin de mini- miser les effets de sa déformation par flexion. Cependant, la mise en place de ces galets suppose l'e- xistence de surfaces d'appui aux endroits et niveaux désirés sur la pièce à mesurer, et cela est rarement le cas. Le plus souvent il est nécessaire de les créer artificiellement par des moyens subsidiaires et cela est cause de perte de temps, exige une certaine maîtrise et peutaller jusqu'à causer des problèmes difficiles à résoudre de manière simple, comme par exemple lors du contrôle d'un alésage de grand diamètre d'une paroi horizon- tale de bâti. L'invention a pour but d'éviter de devoir faire face à ces problèmes. La solution proposée, définie dans la caractéristique de la revendication 1, atteint ce but car elle permet d'éviter la nécessité de supprimer la flexion du corps de l'instument, cause de l'erreur et des problèmes précités, en corrigeant ses effets, -- Grâce au dispositif de contrôle de l'inclinaison des deux touches de l'instrument et au dispositif de réglage de l'inclinaison d'au moins l'une d'elles, il est en effet possible de corriger l'écart angulaire relatif des touches sur lesquels sont déportées les butées de contact provoqué par la flexion de l'instrument et cause de l'amplification de l'erreur, comme il est décrit en détails dans la dcription qui suit. Le dessin annexé représente à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi qu'une va- riante. La figure 1 est une vue d'ensemble en élévation de la forme d'exécution. La figure 2 est une vue en élévation agrandie d'un détail de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des schémas explicatifs. La figure 5 est une vue en élévation d'un détail de la variante. L'instrurient de mesure représenté figure 1 et 2 se r compose d'une tôte de mesure 1 et d'une butée fixe 2 reliées par un corps 3 constitué de rallonges 4 et 5 choisies dans un lot de rallonges faisant partie de son équipement en fonction de la grandeur à mesurer qui est ici représentéepar la distance L séparant deux parois 6 et 7. Ces rallonges sont constituées par des profilés métal- liques tubulaires, ici de section elliptique, comportant chacune des éléments de raccordement 8 et à l'intérieur desquel- les sont incorporées de manière habituelle des tiges étalons 9 alignées et en appui élastique continu, reliant la tête de mesu- re 1 à la butée fixe 2. Cet instrument comporte deux touches de mesure 10 et 11 constituées par deux bras parallèles sur chacun desquels est fixée une butée de contact 12 i ici à contact ponctuel, en posi- tion déportée par rapport à l'alignement des tiges étalons 9. La tête de mesure 1 est du type usuel dans le corps duquel une tige dopalpage axiale mobile 13 à laquelle est fixée la touche 10 agit sur les organes indicateurs mobiles de cadrans de lecture 14. Les deux touches 10 et 11 sont reliées rigidement à la tête de mesure 1 et à la butée fixe 2 de manière usuelle par l'inter- médiaire de supports 15 dans lesquels elles peuvent être réglées à la hauteur désirée en fonction du genre de mesure à effectuer. La butée fixe 2 est reliée au corps 3 de l'instrument par un dispositif de réglage de l'inclinaison de la touche 11 SO dans le plan défini par les deux touches. Ce dispositif se compo- se d'une bascule 16 et d'une vis de manoeuvre 17. La bascule 16 comporte un bras 18 articulé sur un pivot 19 perpendiculaire au plan des touches et porté par un élément 20 de raccordement à la rallonge 4. La butée 2 est fixée rigidement sur cette bascule 16. p -'4 - La vis de manoeuvre 17 est maintenue dans un palier 21 d'im- mobilisation axiale fixé à la paroi de la rallonge 4 et sa tige filetée 22 est en prise dans un trou fileté radial d'un arbre 23 monté tournant en bout du bras 18. La tête de mesure 1 est fixée rigidement à la rallonge du corps 3 par l'intermédiaire d'un élément de raccordement 24. Aux deux touches 10 et 11 est associé un dispositif de contrôle de leur inclinaison dans le plan qu'elles définissent, constitué ici par deux clinomètres 25 et 26 disposés chacun en position spatiale fixe par rapport à la touche à laquelle il est associé. Chacun de ces deux clinomètres-comporte une tige de fixation 27 engagée dans un trou borgne d'un élément de l'ins- trument de mesure et bloqué dans ce trou à l'aide d'une vis de serrage 28. Le clinomètre 25 est fixé de cette manière à l'élément de raccordement 24 de la tête de mesure 1 et le clinomètre 26 à la bascule 16 sur laquelle est fixée la butée 2. Ces deux clinomètres sont ici des niveaux électroniques de type usuel délivrant un signal électrique analogique à leur inclinaison par rapport à la référence verticale donnée par une masse pendulaire incorporée, lorsque l'instrument est utilisé dans un plan vertical, comme représenté figure 1. Ces deux niveaux élec- troniques sont reliés par deux câbles 29 à un appareil de lecture 30 des valeurs d'inclinaison détectées qui correspondent, après ré- glage de leui zéros et du fait du montage décrit, à celles des deux touches 10 et 11. Cet appareil de lecture peut être ins- tallé soit sur l'instrument soit à l'endroit jugé le plus favo- rable par l'opérateur. L'instrument de mesure ainsi constitué est montréfigure 1 maintenu en appui sur la pièce à mesurer par deux supports ré- glables 31, représentés en traits fins pour ne pas surcharger inutilement le dessin, fixés l'un à la bascule 16 et l'autre à l'élément de raccordement 24 de la tête de mesure 1 avec le corps 3. Mais cet équipement n'est pas indispensable et l'insrument 247830d peut être maintenu en place manuellement, par deux opérateurs, ou par tout autre moyen à la convenance des utilisateurs. L'opération de mesure effectuée à l'aide de l'instru- ment décrit se pratique de manière relativement simple. La tête de mesure I et les niveaux électroniques 25 et 26 étant préalablement étalonnés, l'instrument est mis en place sur la pièce à mesurer, par exemple comme représenté figure 1, les butées de contact de ses deux touches 10 et 1l en appui avec les parois 6 et 7 limitant la conformation géométrique à mesurer. A ce moment, l'opérateur compare les valeurs d'incli- naison des deux touches 10 et 1l par lecture des valeurs affi- chées sur l'appareil de lecture 30. Selon l'importance du fléchissement de l'instrument, un écart plus ou moins grand apparait entre l'inclinaison de la touche Il de la butée fixe et celle de la touche 10 de la tète de mesure. Du fait du déport des butées de contact des touches par rapport à l'alignement des cales étalons 9 ce phénomène, re- présenté schématiquement et de manière volontairement exagérée figure 3, crée une erreur dans la mesure qui se traduit par un écart e entre la cote réelle L de la conformation mesurée et la valeur affichée par la tête de mesure 1. Cet écart e n'est pas mesurable. Pour l'annuler, l'opé- rateur modifie l'inclinaison de la touche 1l en agissant sur la vis de manoeuvre 17 qui a pour effet de faire pivoter la butée fixe 2 autour du pivot 19, et ceci jusqu'à ce que la valeur de cette inclinaison corresponde à celle de l'autre touche 10. A ce moment, le parallélisme d'origine des deux touches est rétabli et la valeur affichée par la tête de mesure correspond à la cote 3oL, comme montré sur le schéma de la figure 4. Bien entendu l'emploi de l'instrument n'est pas limité aux mesures horizontales. Il fonctionne également avec les mêmes avantages sur plans plus ou moins inclinés dans les limites ce- pendant de la capacité des clinomètres utilisés. ?478300 -G_ - Des variantes pourront être apportées dont l'une est représentée partiellement figure 5. Dans cette variante la tou- che 11 de la butée fixe 2 est articulée sur cette dernière, par l'intermédiaire de son support 150, sur un pivot 190. Son incli- naison est réglable par le moyen d'une vis 170 à deux tiges file- tées opposées 220 et à pas inversés en prise de part et d'autre dans deux arbres 230 montés tournants l'un dans un bras 31 so- lidaire du support 150 et l'autre dans un élément 200 de raccor- dement de la butée fixe 2 à la rallonge 4 du corps de l'instru- ment. Le clinomètre 26 est fixé ici sur le support de touche 150. Cette variante permet d'éviter l'appropriation spéciale d'une extrémité des rallonges susceptibles d'être accouplées à la butée 2. Les clinomètres 25 et 26 peuvent être choisis d'un au- tre type, comme par exemple les clinomètres à bulle ou optiques. Il est également possible d'utiliser, pour le contrôle de l'inclinaison des touches, des rapporteurs d'angles de pré- cision, lorsque la pièce à mesurer comporte des plans de réfé- rence alignés de part et d'autre de l'instrument, voire même des comparateurs, si l'instrument est pourvu d'au moins un plan de référence. Il est possible également, dans le cadre de l'invention, d'articuler également la tête de mesure 1 sur le corps 3, de la même manière que la butée fixe 2, ou bien d'articuler la touche 10 sur ladite tête de mesure, de la même manière que sur la fi- gure 5 de la variante représentée. La variante dans laquelle est prévue l'inclinaison des deux touches est avantageuse dans le cas o les butées de contact 12 ne sont pas à contact ponctuel, mais linéaire, car on peut alors aisément assurer le contact linéaire de l'arête de la butée de contact des deux touches avec les parois de la pièce à mesurer. Le raccordement des clinomètres 25 et 26 à un appareil de lecture 30 n'est pas indispensable lorsque les clinomètres utilisés comportent eux- mêmes un cadran indicateur. Cependant, cette variante est moins pratique lorsque la dimension à mesurer est importante car l'opérateur doit se déplacer à chaque action de réglage ou bien faire appel à un aide. - 7 - Enfinles clinomètres peuvent être fixés à demeure sur l'appareil. Cependant, lorsqu'ils sont amovibles, comme dans les structures représentées, leur étalonnage peut se faire aisément ailleurs que sur l'instrument, par exemple sur un bâti rigide approprié de petite dimension, non soumis à la flexion. 2Xi78300 - - REVENDICATIaOS 1. Instrument de mesure de grandeurs linéaires compo- sé d'une tête de mesure (1) et d'une butée fixe (2) reliées par un corps (3) constitué de rallonges interchangeables (4, 5) à tiges étalons incorporées et alignées, et dans lequel deux tou. ches (10, 11) portées l'une par la tête de mesure et l'autre par la butée fixe sont constituées par deux bras parallèles sur chacun desquels est fixée une butée de contact (12) en position déportée par rapport à l'alignement des tiges étalons, caracté- risé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle (25, 26) de l'inclinaison des deux touches dans le plan qu'elles définissent et un dispositif de réglage (16, 17) de l'inclinaison d'au moins l'une de ces deux touches dans ledit plan. 2. Instrument de mesure selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le dispositif de contrôle d'inclinaison est constitué par deux clinomètres (25, 26) associés aux deux tou- ches, chacun d'eux disposé en position spatiale fixe par rap- port à la touche à laquelle il est associé. 3. Instrument de mesure selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les deux clinomètres (25, 26) sont associés aux deux touches de manière amovible. 4. Instrument de mesure selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les deux clinomâtres (25, 26) sont des ni- veaux électroniques. 5. Instrument de mesure selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que les deux niveaux électroniques sont reliés par un cable à un appareil de lecture (30) des valeurs d'incli- naison des deux touches auxquelles ils sont associés. 6. Instrument de mesure selon la revendication 1, dans lequel les deux touches sont fixées rigidement l'une à la tête de mesure (1) et l'autre à la butée fixe (2), caractérisé en ce que au moins l'un de ces deux éléments sur lesquels sont fixées les touches est articulé sur un pivot (19) perpendiculaire au plan des touches et porté par le corps (3) et en ce qu'il com- porte au moins un organe de réglage (17) du pivotement dudit _9-_ élément autour dudit pivot. 7. Instrument de mesure selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'au moins l'une des deux touches est articu- lée sur un pivot (190) perpendiculaire au plan des touches et porté par la tête de mesure,(l) ou la butée fixe (2) à laquelle ladite touche est associée, l'axe dudit pivot étant sécant à l'axe des étalons des rallonges, et en ce qu'il comporte au moins un organe de réglage (170) du pivotement de ladite touche autour dudit pivot.