Brevet FR2660066A1 — publié le 19910927

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Par la DE-A-24 29 884, il est connu un appareil de mesure de longueur comportant un chariot déplaçable verticalement, disposé sur un support, dont les déplacement de réglages sont mesurés par un système de mesure électronique, envoyant des impulsions, le palpage du point de mesure sur la pièce s'effectuant grâce à un palpeur électronique disposé sur le chariot. Une logique à base électronique, placée en aval du système de mesure électronique, présente deux programmes de base qui sont interrogés au choix par pression d'une touche, l'un des programmes comptant chaque impulsion de mesure tandis que l'autre ne fait que compter toutes les deux impulsions de mesure Avec cet appareil de mesure de longueur, il est entre autres possible de mesurer le centre d'un alésage grâce à deux points de mesure Ceci s'effectue en divisant par deux la valeur de corde déterminée par les deux points de mesure Une logique est intégrée à cet effet à l'appareil de mesure de longueur, qui ne compte que toutes les deux impulsions dans la position de contact correspondante On obtient de ce fait que seule la demi-valeur de corde soit mesurée par un compteur régressif, lors de la mesure d'une corde. Un dispositif de mesure, qui est prévu en particulier pour la mesure de diamètre intérieur d'alésages ou analogue, et qui présent à cet effet un mandrin de mesure qui plonge dans l'alésage à mesurer, est connu par le DE-35 33 239 Al Dans ce dispositif de mesure connu, le mandrin de mesure est divisé symétriquement dans la direction de l'axe longitudinal. Toutes les parties du mandrin de mesure sont réglables en direction radiale et au moins une partie du mandrin de mesure porte un élément de mesure sur sa surface de mesure L'élément de mesure y comporte de préférence des jauges extensométriques, disposé sur un ressort de flexion tendue d'un côté, qui est sollicité à son extrémité libre par un palpeur Le dispositif de mesure peut être fixé sur un support pendulaire Un tel dispositif de mesure présente par suite de sa structure une plage de mesure qui est relativement limitée ou bien il faut beaucoup de temps pour mesurer des alésages différents, dont le diamètre est situé dans une large plage de mesure, afin d'adapter le dispositif de mesure aux différents diamètres d'alésage. Par le DE-PS 24 58 083, on connaît un mandrin pour mesurer le diamètre intérieur d'alésages ou analogues Ce dispositif de mesure fonctionne selon un principe semblable au dernier dispositif de mesure mentionné, décrit dans la DE 35 33 239, de sorte qu'il présente des caractéristiques semblables à celui-ci. L'invention a pour but de créer un dispositif de mesure du type indiqué au début, à l'aide duquel il soit possible de mesurer, dans un intervalle de temps relativement court, le diamètre intérieur d'alésages avec une précision de mesure élevée, une haute résolution et une précision de rêpêtitivité élevée. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que l'élément de guidage est disposé dans un carter du dispositif de mesure, l'élément de guidage et le chariot étant réalisés avec une tige de mesure et une tête de lecture et la tête de lecture étant reliée à un dispositif d'exploitation électronique, le carter est réalisé avec un organe de fixation, en vue de la rotation du dispositif de mesure autour d'un axe de rotation à peu près perpendiculaire à l'élément de guidage et un dispositif de centrage est prévu dans le carter, en vue de positionner le chariot dans la position initiale alignée axialement avec l'axe de rotation Grâce à la réalisation du carter du dispositif de mesure avec l'organe de fixation, il est possible de disposer le dispositif de mesure non seulement dans un support prévu spécialement à cet effet, mais il est avantageusement également possible de fixer le dispositif de mesure en cas de besoin dans une machine d'usinage A l'aide du dispositif de centrage prévu pour le dispositif de mesure, il est possible de munir à volonté, simplement et rapidement, le dispositif de mesure d'un mandrin de mesure quelconque, sans perturber la précision de mesure du dispositif de mesure, suite aux différents mandrins de mesure, parce qu'a l'aide du dispositif de centrage il est possible de régler le mandrin de mesure à la position initiale, de façon exactement alignée par rapport l'axe de rotation, fixée par l'organe de fixation La mesure du diamètre intérieur d'un alésage s'effectue de façon que le mandrin de mesure soit plongé dans l'alésage à mesurer, en s'y trouvant en un emplacement quelconque A la suite de cela, le chariot est déplacé linéairement le long de l'élément de guidage allonge, jusqu'à ce que le mandrin de mesure appuie en un point de l'alésage Ce point est détecté à l'aide du mandrin et introduit dans le dispositif électronique d'exploitation Ensuite, le chariot se déplace le long de l'élément de guidage, dans le sens opposé, jusqu'à ce que le mandrin de mesure s'appuie de nouveau contre l'alésage Ce point de contact est également introduit dans le dispositif électronique d'exploitation Grâce aux deux points déterminés de cette manière, on mesure une corde de l'alésage Le dispositif électronique d'exploitation détermine à partir de cette corde la médiatrice de la corde et le centre de l'alésage, situé sur la médiatrice de la corde Une rotation d'au moins à peu près 90 du dispositif de mesure, c'est-à-dire dans le sens de la médiatrice de corde mentionnée permet d'effectuer une mesure exacte du diamètre de l'alésage, respectivement une comparaison avec la valeur calculée Même lorsque la rotation du dispositif de mesure n'est pas de 90 , la mesure effectuée après rotation permet une grande précision, parce que l'écart donné par le cosinus de l'angle de déviation est d'une faible valeur qui est quasiment négligeable pour un petit angle. Le mandrin de mesure utilisé pour le dispositif de mesure selon l'invention est de préférence un palpeur à contact, connu en soi, qui est relié au dispositif d'exploitation électronique De tels palpeurs sont connus comme on l'a dit de sorte que leur description détaillée est superflue. Pour pouvoir prendre en compte au plan de la technologie de mesure du dispositif de mesure l'exigence d'un niveau élevé de la précision de mesure élevée, de la résolution de mesure et de la précision de répétitivité, il est avantageux que le chariot soit mobile linéairement le long de l'élément de guidage allonge, au moyen de dispositifs de guidage autonettoyants et sollicités par un ressort Une telle réalisation du dispositif de mesure permet à tout moment d'obtenir dans des conditions ambiantes quasiment quelconques une excellente qualité de précision de mesure, de résolution et de précision de répétitivité Ceci est par exemple d'une très grande importance si un dispositif de mesure de ce type est intégré par exemple dans une chaîne de fabrication, dans laquelle on produit des carrosseries au analogues. Afin de toujours assurer la constance de la force de mesure avec laquelle le mandrin de mesure vient en appui sur l'alésage à mesurer, il s'est révélé approprié que le dispositif d'entraînement de chariot présente une bande d'entraînement sur laquelle est fixé le chariot, la bande d'entraînement passant sur deux galets de renvoi, prévus aux deux sections d'extrémitê, éloignées l'une de l'autre, de l'élément de guidage, et l'un des galets de renvoi étant relié à un moteur d'entraînement Concernant ce moteur d'entraînement, il s'agit de préférence d'un moteur à courant continu. Grâce à la réalisation du dispositif d'entraînement de chariot avec une bande d'entraînement et des galets de renvoi, autours desquels passe la bande d'entraînement, on obtient entre les galets de renvoi et la bande d'entraînement, et ainsi entre le chariot fixé sur la bande d'entraînement et le moteur d'entraînement, pour le déplacement linéaire du chariot le long de l'élément de guidage allongé, un comportement en friction et ainsi une force de mesure constante et répétitive, à l'aide de laquelle le mandrin de mesure vient en appui sur l'alésage à mesurer A cet effet, il est particulièrement utile si au moins l'un des galets de renvoi est pourvu d'un dispositif tendeur, pour tendre la bande d'entraînement Suite à l'obtention d'une tension définie de la bande d'entraînement, on obtient en effet de façon connue en soi un comportement en friction défini précisément, entre la bande d'entraînement et les galets de renvoi et par conséquent une force de mesure constante. Simultanément, grâce à une réalisation de ce type du dispositif d'entraînement de chariot, le risque d'un endommagement du mandrin de mesure dans le cas d'une collision avec une pièce présentant un alésage à mesurer est élimine, de sorte qu'une fonction de protection est assurée de façon simple. Un élément d'enveloppe flexible est chaque fois prévu entre chacune des deux sections d'extrémités de l'élêment de guidage allongé et le chariot, pour la protection de l'élément de guidage A l'aide des deux éléments d'enveloppe flexibles, pour lesquels il peut par exemple s'agir de soufflets, l'élément de guidage allongé, le chariot mobile le long de l'élément de guidage et les dispositifs de guidage, à l'aide desquels le chariot est mobile linéairement le long de l'élément de guidage allonge, sont protégés de la poussière, l'humidité, etc, de sorte que même dans des conditions ambiantes relativement dures, on peut effectuer des mesures précises du diamètre intérieur d'alésages prévus dans une pièce Les éléments d'enveloppe flexibles protégeant l'élément de guidage allongé sont même protégés par le carter du dispositif de mesure contre les effets extérieurs, c'est-à-dire contre les endommagements Le carter du dispositif de mesure est réalisé avec une fente longitudinale parallèle à l'élément de guidage allongé et au travers de laquelle passe le mandrin de mesure fixé sur le chariot. Le dispositif de centrage du dispositif de mesure selon l'invention, qui est prévu pour assurer le positionnement du chariot dans la position initiale alignée avec l'axe de rotation, présente avantageusement un moto-réducteur et un élément de centrage, et un organe de centrage coopérant avec l'élément de centrage étant prévu sur le chariot. Concernant l'élément de centrage du dispositif de centrage, il s'agit par exemple d'un élément sphérique qui vient en contact dans la position initiale centrée du chariot dans une cuvette sphérique formant l'organe de centrage Au lieu d'une cuvette sphérique, l'organe de centrage peut par exemple être réalisée sous forme d'évidement en V, prévu dans le chariot. On obtient un dispositif de mesure de réalisation simple et simple à manipuler, si une source d'énergie est prévue dans le carter, pour l'alimentation électrique du moteur d'entralnement du moto-réducteur et du dispositif d'exploitation électronique On obtient de ce fait avantageusement un dispositif de mesure autonome, c'est-à-dire un dispositif de mesure sans conducteurs perturbateurs. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention du dispositif de mesure selon l'invention, représenté schématiquement sur le dessin, dans lequel: La figure 1 est une représentation en coupe du dispositif de mesure, le long d'un premier plan de coupe, la figure 2 est une représentation en coupe du dispositif de mesure le long d'un plan de coupe perpendiculaire au plan du dessin de la figure 1, et la figure 3 est une représentation en coupe du dispositif de mesure, le long d'un troisième plan de coupe, perpendiculaire aux plans de dessins des figures 1 et 2. La figure 1 représente une coupe du dispositif de mesure 10, qui présente, dans un carter 12, un élément de guidage allongé 14 dont un distingue la forme parallélêpipédique sur cette figure L'élément de guidage allongé 14 présente une surface extérieure 16 et un canal longitudinal central 18 Le canal longitudinal central 18 s'étend dans l'élément de guidage 14 Un chariot 20 est guidé mobile et sans jeu sur l'élément de guidage allongé 14, à l'aide de dispositifs de guidage 22 On voit sur la figure 1 que deux dispositifs de guidage 22, soll icités par un ressort et autonettoyants, sont prévus sur deux sections de coin diamétralement opposées de l'élément de guidage allongé 14 Un mandrin de mesure 14 est relié au chariot 20 et est disposé de façon amovible sur le chariot 20 En ce qui concerne le mandrin de mesure, il s'agit d'un palpeur 3 contact, connu en soi, qui présente des éléments de raccordement 26 Le mandrin de mesure 24, ou le palpeur à contact, est relié de façon électriquement conductrice, grâce à ses éléments de raccordement 26, à un dispositif d'exploitation électronique 28, qui est relié à l'intérieur du carter 12 En outre, une source de tension, respectivement d'énergie 30, est disposée à l'intérieur du carter 12 du dispositif de mesure 10, cette source pouvant être par exemple une batterie, reliée de façon électriquement conductrice au dispositif électronique d'exploitation 28. L'élément de guidage allongé 14 présente une barre de mesure 32 et le chariot 14 présente une tête de lecture 34, cette dernière étant prévue au voisinage de la barre de mesure 32 Un système de mesure de ce type, qui présente une barre de mesure 32 et une tête de lecture 34 associée, est décrite par exemple dans le prospectus de la société Mauser-Werke Oberndorf Gmb H "Koordinaten-Messzentren" 4 86, page 9, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'y entrer dans le détail La tête de lecture 34 est reliée de façon électriquement conductrice au dispositif électronique d'exploitation 28, par l'intermédiaire d'une ligne de liaison 36. Partant du carter 12 du dispositif de mesure , du côté opposé au mandrin de mesure 24, part un organe de fixation 38, qui est dessiné seulement partiellement sur la figure 1 L'organe de fixation 38 présente une section de fixation conique 40, à l'aide de laquelle le dispositif de mesure 10 est susceptible d'être fixé dans un support de mesure spécial ou respectivement également dans un appareil opératoire servant en particulier à ce but Grâce à l'organe de fixation 38 est fixé un axe de rotation 42, autour duquel le dispositif de mesure 10 peut tourner d'au moins à peu près de 90 degrés pour effectuer une mesure de diamètre Evidemment, il est également possible de faire tourner le dispositif de mesure 10 en cas de besoin d'un angle quelconque différent Une mesure précise de diamètre à l'aide du mandrin de mesure 24 n'a cependant de sens que s'il est possible de pouvoir placer le mandrin de mesure 24 en une position initiale, dans laquelle il est aligné précisément par rapport à l'axe de rotation déterminé par l'organe de fixation 38 A cet effet, le dispositif de mesure 10 est pourvu d'un dispositif de centrage 44 qui est prévu dans le carter 12 du dispositif de mesure Le dispositif de centrage est décrit de façon plus détaillée en liaison avec la figure 2. La figure 2 montre le dispositif de mesure 10 avec l'élément de guidage allongé 14 disposé dans le carter 12 et le chariot 20 qui est mobile de façon linéaire et sans jeu le long de l'élément de guidage 14 A cet effet, le chariot 20 est pourvu de dispositif de guidages 20 L'élément de guidage allongé 14 est fixé aux consoles de fixation 50 et 52 à l'aide de ses deux sections d'extrémité 46 et 48 opposées l'une de l'autre Un deuxième galet de renvoi 58 est monté tournant sur la section d'extrémité 46 de l'élément de guidage allongé 14, respectivement sur la console de fixation 50 On voit sur la figure 3 qu'une bande d'entraînement 60 reliée au chariot 20 est passée autour des galets de renvoi 56 et 58 L'élément de guidage allongé 14 est réalisé avec le canal longitudinal central 18, pour qu'un brin 62 de la bande d'entraînement 30 passe dans le canal longitudinal 18. Sur la figure 2 on a désigné par les numéros de référence 44 le dispositif de centrage à l'aide duquel le chariot 20, respectivement le mandrin de mesure 24 sont réglés dans la position initiale, alignée de façon précise par rapport à l'axe de rotation 42 Le dispositif de centrage 44 présente un moto-réducteur 64, qui est disposé dans le carter 12 du dispositif de mesure 10 Le moto-réducteur 64 peut être un moteur à courant continu, comme pour le moteur d'entraînement 54 Le dispositif de centrage 44 présent un élément de centrage 66 qui peut être sphérique, comme on le voit sur la figure 2 Le chariot 20 est pourvu d'un organe de centrage 68 qui coopère avec l'élément de centrage 66, qui est par exemple réalisé sous forme d'une cuvette sphérique ou d'un évidement en forme de V. Pour protéger l'élément de guidage allongé 14, respectivement les dispositifs de guidage 22 du chariot , des éléments d'enveloppe flexibles 70, réalisés par exemple sous forme de soufflets, sont prévus entre le chariot 20 et les sections d'extrémité 46 et 48 de l'élément de guidage allongé 14 ou des consoles de fixation 50 et 52 maintenant l'élément de guidage 14. Les éléments d'enveloppe 70 et les consoles de fixation et 52 sont également visibles clairement sur la figure 3 On voit en outre nettement sur la figure 3 la forme de section transversale du carter 12 du dispositif de mesure 10 et un dispositif tendeur 72 à l'aide duquel on tend la bande d'entraînement 60, pour constituer, entre le galet de renvoi 56, prévu pour transmettre le couple de rotation à l'aide du moteur d'entraînement 54, et la bande d'entraînement 60 des conditions de frottement définies avec précision, grâce auxquelles la force de mesure du mandrin de mesure est fixée. il REVENDICATIONS 1 Dispositif de mesure, en particulier pour la mesure du diamètre intérieur d'alésages ou analogues, avec un mandrin de mesure ( 24) qui plonge dans l'alésage à mesurer et part d'un chariot ( 20), déplaçable, linéairement et sans jeu, 3 l'aide d'un dispositif d'entraînement de chariot, entre une position initiale et une position de mesure, le long d'un élément de guidage allongé ( 14), caractérisé en ce que l'élément de guidage ( 14) est disposé dans un carter ( 12) du dispositif de mesure ( 10), l'élément de guidage ( 14) et le chariot ( 20) étant réalisés avec une tige de mesure ( 32) et une tête de lecture ( 34) et la tête de lecture ( 34) étant reliée 3 un dispositif d'exploitation électronique ( 28), le carter ( 12) est réalisé avec un organe de fixation ( 38), en vue de la rotation du dispositif de mesure ( 10) autour d'un axe de rotation ( 42) 3 peu près perpendiculaire 3 l'élément de guidage ( 14) et un dispositif de centrage ( 44) est prévu dans le carter ( 12), en vue de positionner le chariot ( 20) dans la position initiale alignée axialement avec l'axe de rotation ( 42). 2 Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin de mesure ( 24) est un palpeur à contact, connu en soi, relié au dispositif d'exploitation électronique ( 28). 3 Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot ( 20) est mobile linéairement le long de l'élément de guidage allongé ( 14), au moyen de dispositifs de guidage ( 22) autonettoyants et sollicités par un ressort. 4 Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement de chariot est une bande d'entraînement ( 60) sur laquelle est fixé le chariot ( 20), la bande d'entraînement ( 60) passant sur deux galets de renvoi ( 56,58), prévus aux deux sections d'extrémité ( 46,48), éloignées l'une de l'autre, de l'élément de guidage ( 14), et l'un des galets de renvoi ( 56) étant relié à un moteur d'entraînement ( 54). Dispositif de mesure selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins l'un des galets de renvoi ( 56,58) est pourvu d'un dispositif tendeur ( 72), pour tendre la bande d'entraînement ( 60). 6 Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément d'enveloppe flexible ( 70) est chaque fois prévu entre chacune des deux sections d'extrémités ( 46,48) de l'élément de guidage allongé ( 14) et le chariot ( 20), pour la protection de l'élément de guidage ( 14). 7 Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de centrage ( 44) présente un moto-réducteur ( 64) et un élément de centrage ( 66), et un organe de centrage ( 68) coopérant avec l'élément de centrage ( 66) étant prévu sur le chariot ( 20). 8 Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une source d'énergie ( 30) est prévue dans le carter ( 12), pour l'alimentation électrique du moteur d'entraînement ( 54) du motoréducteur ( 64) et du dispositif d'exploitation électronique ( 28).