Brevet FR2478844A1 — publié le 19810925

La présente invention concerne un dispositif de po- sitionnement tel que micromètre et, plus particulièrement, un micromètre mû par moteur. On utilise des micromètres pour déplacer un plateau, tel que platine de microscope, sur une distance précise sui- vant un ou deux axes (voir, par exemple, brevets US 3 281 945 et 3 555 916). La tranche de l'arbre ou vis micrométrique est dans l'ensemble plate et un ressort sollicite la platine de manière à la maintenir en contact avec le micromètre lors des mouvements d'avance et de recul de l'arbre. Dans un certain nombre d'applications, il est sou- haitable d'assurer une fonction micrométrique avec un entraî- nement par moteur. Il en est notamment ainsi quand l'objet à positionner, dit ci-après "la pièce", est situé dans un endroit distant ou inaccessible. De tels micromètres à moteur sont aussi bien connus du technicien (voir, par exemple, brevets US 2 854 755, 2 995 738 et 3 289 310). En fait, on connaît des micromètres à moteur propres à assurer non seulement le posi- tionnement d'une pièce ou d'une platine non seulement trans- versalement, mais aussi angulairement (voir, par exemple, bre- vet US 3 270 423). Bien que généralement satisfaisants pour le but pré- vu, les micromètres mus par moteur laissent quelque peu à dé- sirer. Dans les micromètres mds par moteur connus, le mo- teur ou autre moyen d'entraînement est maintenu en position fixe le long de la vis ou de l'arbre moteur et c'est la rota- tion de l'arbre moteur ou d'un moyen du type vis annexé qui assure le positionnement désiré. Il en est ainsi que le posi- tionnement soit assuré soit par appui de la tranche/1 arbre micrométrique contre une pièce ou platine sollicitée par res- sort, soit par interaction entre la vis ou analogue (fixée sur l'arbre de moteur) et un écrou qui se déplace suivant 1'- axe de la vis en réponse à la rotation de l'arbre. Par exemple, bien que le brevet US 3 270 423 précité décrive des micromè- tres portés sur un organe rotatif, la position de chaque mo- teur de micromètre suivant l'axe de l'arbre de moteur associé est fixe. Dans un micromètre mû par moteur classique, l'arbre 24788$4 2. de moteur n'est pas directement accouplé à la vis ou analo- gue, mais relié à cette vis par un accouplement flexible qui permet à l'ensemble de s'adapter sans coincement à des dé- fauts de centrage des paliers ou autres. Plus particulière- ment, le raccordement entre l'arbre de moteur et la vis com- porte typiquement, entre la vis et l'accouplement flexible, une liaison par cannelure qui permet le déplacement longitu- dinal de la vis par rapport à l'accouplement flexible et à l'arbre de moteur. Attendu que le moteur, l'arbre de moteur, l'accouplement flexible, la cannelure et la vis sont tous disposés le long de l'axe de l'arbre de moteur, on conçoit immédiatement que le très grand nombre de pièces limite le degré possible de miniaturisation du micromètre. En outre, ce grand nombre de pièces rend plus difficiles et onéreux tant la fabrication que l'entretien. En conséquence, la présente invention a pour buts de proposer un micromètre mu par moteur - dont le moteur et la vis soient fixés l'un à 1'- autre pour se mouvoir d'un seul tenant suivant l'axe de l'ar- bre de moteur, sans interposition d'un accouplement flexible ou d'une liaison par cannelure entre l'arbre moteur et la vis; - que l'on puisse fortement miniaturiser grâce à un accouplement arbre de moteur-vis perfectionné et que l'on puisse fabriquer et entretenir facilement et à bon compte grâce à une réduction du nombre de pièces constitutives Selon l'invention, on atteint les buts précités de l'invention et d'autres connexes en reliant le moteur et la vis l'un à l'autre pour qu'ils se déplacent longitudinalement d'un seul tenant. Plus particulièrement, selon la présente invention, un micromètre mû par moteur destiné à agir sur une surface d'une pièce comprend un support et un écrou ou analo- gue fixé au support. Une vis rotative ou analogue est vissée dans l'écrou et supportée par lui et un moyen est accouplé à la vis pour l'entraîner en rotation, le moyen entraîneur et la vis étant en outre réunis pour se déplacer longitudinale- ment d'un seul tenant. Un moyen d'appui est fixé à l'ensemble moyen entraîneur -vis pour se déplacer longitudinalement a- vec lui et entrer en contact actif avec la pièce à déplacer. Un moyen de clavetage est prévu pour immobiliser en rotation 3. le moyen entraîneur sur le support tout en lui permettant de se déplacer en translation sur ce dernier, de façon que la rotation de la vis par rapport à l'écrou provoque un déplace- ment longitudinal de l'ensemble vis-moyen entraîneur par rap- port au support. Dans une réalisation préférée, le support constitue un boîtier et le moyen entralneur est disposé dans ce boî- tier. L'écrou supporte de préférence la vis et le moyen en- traineur, ce dernier étant espacé du boXtier vers l'intéri- eur. Typiquement, le boXtier présente une fente longitudinale et le moyen de clavetage comporte une première partie fixée au moyen entraîneur et une seconde partie apte à se déplacer longitudinalement dans la fente et visible de l'extérieur du boîtier, de façon à indiquer la position relative prise par le moyen entraîneur dans le boîtier. D'une manière générale, le moyen de clavetage com- prend une fente longitudinale ménagée dans le support et une clavette, la clavette présentant une première partie fixée au moyen entraîneur et une seconde partie disposée dans la fente pour interdire la rotation du moyen entraîneur. Le moyen d'- appui peut être constitué soit par une partie du moyen de clavetage apte à agir sur la surface de-la pièce (typiquement partie du moyen de clavetage qui traverse et dépasse la fen- te), soit par une partie de la vis conçue pour appuyer contre la surface de la pièce. On va maintenant décrire à titre d'exemple une réa- lisation préférée de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue latérale en élévation d'un micromètre mû par moteur selon la présente invention; la figure 2 est une vue de dessus avec coupe par- tielle suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en bout en élévation avec coupe suivant la ligne.3-3 de la figure 2; et la figure 4 est une vue de détail isométrique écla- tée, à plus grande échelle, des composants du micromètre. En considérant les dessins et notamment les figures 1 et 2, on voit en 10 un micromètre à moteur selon la présen- te invention. Ce micromètre comprend un support tel que boî- 4. tier cylindrique creux 12 s'étendant longitudinalement. Dans l'extrémité avant du bottier 12 est fixé, par emmanchement à force ou autrement, un écrou 14 à section en T. Le boîtier 12 est muni à son extrémité arrière d'un chapeau 16 qui lui est fixé par des goupilles 18, et qui comporte, saillant sur sa face avant, deux contacts électriques 20, 22 reliés de maniè- re classique à une prise ou connecteur femelle 24 accessible à partir de l'arrière du chapeau 16 et apte à recevoir un connecteur mâle (non représenté) qui assure à volonté la con- nexion desdits contacts 20, 22 à une source d'alimentation, pour mettre le micromètre 10 sous tension. Près de son extrémité avant, le boîtier 12 présente dans sa surface extérieure une fente longitudinale 26, le long de laquelle s'échelonne une série 28 de repères, à une fin qu'on exposera plus loin. En considérant maintenant en particulier les figu- res 2 à 4, on voit, disposé dans le boitier 12 entre le cha- peau d'extrémité 16 et l'écrou 14, un moteur ou autre mécanis- me entraîneur 30 d'un type couramment utilisé dans les micro- mètres à moteur. D'une manière générale, un moteur à courant continu basse tension, facile à entraîner à des vitesses di- verses, est préférable, certaines applications particulières rendant souhaitable l'utilisation d'un moteur à boîte d'en- grenages intégrée ou d'un moteur pas-à-pas. Une clavette 32 est fixée sur l'avant du moteur 30 par deux vis 34 (ou par d'autres moyens de fixation classiques) et présente une o- reille 36 qui pénètre dans la fente longitudinale 26 du bot- tier 12 et est visible de l'extérieur du boîtier. On conçoit que la position prise par l'oreille 36 par rapport à la série de repères 28 portés sur la surface extérieure du bottier 12 reflète la position longitudinale atteinte par le moteur 30 dans le boîtier 12 par rapport à ce dernier. Comme représenté, la clavette 32 est simplement un élément plat rigide de con- figuration simple, percé de trous propres à recevoir les vis 34 et à laisser passer l'arbre de moteur 40. Pour éviter la pénétration de poussières dans le boîtier 12 on peut recou- vrir la fente 26 d'une pièce de matière plastique transparen- te. A l'endroit o il ressort de la clavette 32, l'arbre 247884fi 5. du moteur 30 s'engage dans une vis rigide 42 qui présente un filetage à pas fin propre à coopérer avec le taraudage de l'écrou 14 traversé par la vis. Il va sans dire que la vis 42 et l'arbre moteur 40 sont fixés l'un i l'autre, pour se déplacer d'un seul tenant tant en rotation qu'en translation, par les moyens classiques bien connus du technicien en fixa- tion On conçoit que l'écrou 14 étant vissé sur la vis 42 et la supportant, supporte aussi l'arbre 40 et donc le mo- teur 30. Les diamètres du moteur 30 et du bottier 12 sont choisis tels que la face extérieure du moteur 30 soit appré- ciablement espacée, radialement vers l'intérieur, de la face intérieure du boîtier 12. Ainsi, l'écrou 14 supporte en fait le moteur 30 à l'intérieur du boîtier 12, mais à distance de celui-ci. L'interstice entre le moteur 30 et le boltier 12 est choisi de façon à permettre sans coincement les déplace- ments latéraux du moteur 30 dus à des défauts de centrage des paliers et autres. En considérant en particulier la figure 2, on voit que des bornes 60, 62 prévues à l'arrière du moteur sont re- liées aux bornes 20, 22 du chapeau 16 par des fils 64. La longueur de chacun de ces fils 64 est choisie telle que le moteur 30 puisse se déplacer dans tout l'intervalle longitu- dinal défini dans le boîtier 12 entre l'écrou 14 et le cha- -ci peau 16 sans forcer sur les fils 64 ceux/étant de préférence enroulés en hélice. Quand le micromètre électrique 10 est en service, un connecteur mâle non représenté est branché dans le connec- teur femelle 24 du chapeau 16. Lors du branchement du connec- teur mâle, du courant passe des contacts 20,22 par les fils 64, aux bornes 60, 62 du moteur respectivement. Ainsi alimen- té, le moteur 30 fait tourner l'arbre moteur 40 et la vis 42, le moteur 30 lui-même étant immobilisé en rotation par enga- gement de l'oreille de clavette 36 dans la fente longitudina- le 26 du boîtier. En tournant par rapport à l'écrou 14, la vis 42 fait décrire au moteur 30, dans le boîtier 12, une course longitudinale égale à celle décrite par sa propre tranche a- vant. Etant donné que la vis 42 est rigidement reliée au 6. moteur 30 par l'intermédiaire de l'arbre moteur 40, la posi- tion de sa tranche avant est directement liée à celle de 1'- extrémité avant du moteur 30 et l'on peut donc, avec un éta- lonnage simple, l'afficher directement et aisément au moyen de l'oreille de clavette 36 qui constitue un indicateur de position coopérant avec les repères 28. La tranche avant de la vis 42 peut servir d'arbre de micromètre, cette face ayant la configuration et les di- mensions voulues pour s'appliquer et appuyer contre une pièce (telle que platine de microscope) pressée vers elle par res- sort. En variante, le tronçon avant de la vis 42 peut être accouplé par filets à un engrenage ou pignon, la rotation de la vis 42 provoquant celle de l'engrenage ou pignon, elle- même utilisée pour ajuster, par l'intermédiaire de tringle- ries classiques, la position de la pièce. Si, pour quelque raison, l'extrémité avant du micromètre est inaccessible ou qu'on ne dispose pas d'assez de place pour disposer la pièce dans l'axe de l'ensemble visarbre moteur, on peut adopter un mode de réalisation de l'invention légèrement différent selon lequel l'oreille de clavette 36 est oblongue de façon à non seulement pénétrer dans la fente longitudinale 26, mais à la traverser et à se prolonger assez loin, vers l'extérieur de cette fente, pour porter directement contre la pièce elle-mê- me. En résumé, la présente invention propose un nouveau micromètre mû par moteur à nombre de piècesinférieur à celui d'un micromètre automatique et donc moins onéreux à fabriquer et à assembler, plus facile à entretenir et susceptible de miniaturisation plus accusée. En outre, ce nouveau micromètre comporte un indicateur de position simplifié et de lecture facile. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre 7 24788'44 REVENDICATIONS 1. Micromètre mû par moteur (10) destiné à agir sur une surface d'une pièce à positionner, caractérisé par: (A) un support (12); (B) un écrou (14) fixé audit support (12); (C) une vis rotative (42) vissée dans ledit écrou (14) et supportée par lui; (D) un moyen (30) accouplé à ladite vis (42) pour l'entraîner en rotation, ledit moyen entraîneur (30) et ladite vis (42) étant fixés l'un à l'autre pour se déplacer longitudinalement d'un seul tenant; (E) un moyen d'appui accouplé audit ensem- ble moyen entraîneur-vis pour se déplacer longitudinalement avec lui et pour entrer en contact actif avec une pièce; et (F) un moyen de clavetage (32) pour inter- dire la rotation dudit moyen entraîneur (30) par rapport au- dit support (12) en permettant un déplacement longitudinal du- dit moyen entraîneur (30)par rapport audit support (12); de sorte que la rotation de ladite vis (42) par rapport audit écrou (14) provoque un déplacement longitu- dinal dudit ensemble vis-moyen entraîneur par rapport audit support (12). 2. Micromètre selon la revendication 1, caractéri- se en ce que ledit support (12) est constitué par un bottier (12) et en ce que ledit moyen entraîneur (30) est disposé dans ledit boîtier (12). 3. Micromètre selon la revendication 2, caractéri- se en ce que ledit écrou (14) supporte ladite vis (42) et ledit moyen entraIneur (30), ledit moyen entraîneur (30) é- tant espacé dudit boîtier (12) vers l'intérieur. 4.Micromètre selon l'une quelconque des revendica- tions 2 ou 3,caractérisé en ce que ledit boîtier (12)définit une fente longitudinale (26) et en ce que ledit moyen de cla- vetage (32)présente une première partie fixée audit moyen entraîneur (30) et une seconde partie (36) conçue pour se dé- placer longitudinalement dans ladite fente (26) et être visi- ble de l'extérieur dudit boîtier (12),afin d'indiquer la po- sition relative prise par ledit moyen entraîneur (30) dans ledit boîtier (12). 8. 5. Micromètre selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisé en ce que ledit moyen de clavetage (32) comprend une fente longitudinale (26) ménagée dans ledit support (12) et une clavette (36), ladite clavette (36) com- portant une première partie fixée audit moyen entraîneur et une seconde partie (36) disposée dans ladite fente (26), afin d'interdire la-rotation dudit moyen entraXneur (30). 6. Micromètre selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen d'appui est constitué par une partie dudit moyen de clavetage (32) qui traverse ladite fente (26) et dépasse au-delà de-celle-ci pour-appuyer sur Ta suface de la pièce. 7. Micromètre selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que ledit moyen d'appui est constitué par une partiede ladite vis (42) conçue pour ap- puyer contre la surface de la pièce. 8. Micromètre selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5p caractérisé en ce que ledit moyen d'appui est constitué par une partie dudit moyen de clavetage (32) conçue pour appuyer contre la surface de la pièce. 9. Micromètre selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que ledit moyen entraIneur (30) est constitué par un moteur.