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"Instruments de mesure ou indicateurs"
La présente invention est relative à des instruments, dans lesquels le résultat de mesure est indiqué par le chan- gement de place d'un ou de plusieurs points de mesure:Dans les instruments de ce genre connus jusqu'à ce jour, l'ac- tion de mesurer ce changement de place s'effectuait toujours dans la direction de mouvement des organes indicateurs, par exemple d'un pointeur. De ce fait, la précision de mesure était évidemment limitée si l'on ne faisait usage de poin teurs (par exemple de pointeurs lumineux) d'une longueur extra- ordinairement grande, ce qui n'était possible que dans des cas déterminas.
La présente invention a pour objet d'agrandir.au-delà de l'échelle que l'on atteint à ce jour, la précision dans le mesurage du changement de place du ou des points de mesure, @
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et cela par des moyens simples et occupant peu d'espace.
Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait que l'organe de l'instrument de mesure ou indicateur, qui effectue le mouvement de résultat, est accouplé à un ou plusieurs bords ou lignes disposés transversalement ou à peu près transversalement à sa direction de mouvement, et que ces bords ou lignes, soit leur image ou leurs images, sont amenés en intersection avec des bords ou lignes (ou leurs images) qui forment un angle de moins de 45 avec les bords ou lignes cités en premier lieu et que l'on mesure la grandeur du déplacement du ou des points d'intersection qui se produit lors d'un déplacement de l'organe précité* D'autant plus petit que sera 1 Sangle entre les bords ou l'agrandissement de lignes, d'autant plus fort est/l'écartement de l'organe qui exécute le mouvement du résultat.
On peut ainsi permettre facilement une variation dans la translation, du fait que les bords ou lignes, formant un angle, sont disposés pour pouvoir êtrevariés volontairement dans leur inclinais on..
Une disposition favorable et avantageuse se produit dans les instruments qui fonctionnent au moyen d'un indice- teur lumineux. D-ans ce cas, à l'aide d'un ou de plusieurs faisceaux de lumière dirigés, l'image ou les images des bords ou lignes, qui sont dirigés transversalement ou à peu près transversalement à la direction de mouvement de l'or- gane qui exécute le mouvement de résultat, sont amenées en intersection en un endroit convenable avec les bords ou lignes formant l'angle donné (ou avec leurs images) et le déplacement du ou des points d'intersection est mesuré.
Dans certaines circonstances peuvent également être avantageux des bords ou lignes ayant des inclinaisons dit- férentes (par exemple suivant une ligne brisée ou courbe) en combinaison avec des bords ou lignes qui présentent une graduation de mesure variable en concordance,
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Lors de très faibles différences d'inclinaison entre les borde ou lignes formant angle, la lecture précise du point d'intersection de ceux-ci est relativement difficile;
dans ce cas et suivant un autre objet de ltinvention, on peut réaliser un doublage de la différence d'inclinaison, par le ,fait que, par utilisation demiroirs appropria ou similaires, on superpose à l'image du bord transversal ou ligne, qui est accouplé avec l'organe exécutant le mouvement de résul- tat, .une deuxième image de ce bord ou ligne mobile, cependant en direction opposée, et qu'on observe le point d'inter- section de ces deux filtres, point qui, par suite du mou- vement opposé de ces filtres, est empêché d'effectuer un mouvement en direction de l'organe qui exécute le mouvement de résultat, mais qui exécute, pour cette raison, un dépla- cement transversal à cette direction (comme le point d'in- tersection avec une droite transversale).
Une superposition de plusieurs bords ou lignes (ou de leurs images)est également un moyen très avantageux pour effectuer plusieurs mesurages simultanés sur des objets (particulièrement aussi pour des vérifications à la chaîne), étant donné que de cette façon la lecture se trouve fortement simplifiée; en outre, on peut exécuter,par l'emploi de bords ou.lignes courbés suivant des courbes logarithmiques, des multiplications ou des divisions de mouvements de résultat séparés, d'une manière très simple.
Avec des bords ou lignes formés en courbes logarithmiques, il peut également se présenter le cas qu'une étendue des bords ou lignes est utilisée pour accomplir un mesurage, dans la- quelle l'angle énoncé est plus grand que 45 . Ceci est alors dans avantageux quand/cette étendue il y a moins d'importance à une précision de lecture plus grande qu'à la plus grande étendue de mesure possible .
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Il convient encore de mentionner que les instruments, selon l'invention, peuvent servir en dehors des buts de me- sure et d'indication pour le contrôle de fonctions de mou- vement et de travail.
Dans les dessins, on a illustré des exemples de réa- lisation et d'explication de l'invention d'une manière sché- matique ;
La fig.l est une représentation de l'opération d'in- dication ou de lecture pour l'objet de l'invention;
La fig.2 est un exemple de réalisation d'un instrunent de mesure ou indicateur,selon la présente invention, vuen élévation et partiellement en coupe;
La fig.3 est une élévation partielle d'un autre exemple de réalisation de pareil instrument;
Les figs.4 et 5 montrent des possibilités de réalisation différentes des bords ou lignes indicateurs,montrées à échelle agrandie;
Les figs.6 et 7 montrent d'autres exemples de réalisa- tion des instruments de mesure ou indicateurs, selon l'inven- tion;
La fig.8 montre un exemple de réalisation servant à accomplir simultanément les mesurages en des endroits de mesure différents ;
La fig. 9 montre la reproduction particulière de l'organe indicateur dans l'objet de l'invention pour effectuer des divisions de valeurs indiquées séparées.
Selon la fig.l, un bord 1, qui est accouplé à un organe de l'instrument de mesure ou indicateur, non illustré, et qui exécute le mouvement de résultat, coupe une ligne fixe 3 rapportée,par exemple,sur une surface transparente et qui comporte une graduation d'échelle appropriée 5; le, bord mobile 1 forme en outre avec la ligne 3, un angle # de moins de 45 .
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Si, maintenant, l'organe exécutant le mouvement de résultat se déplace d'une distance correspondant par exemple au diamètre de l'objet à mesurer, le bord 1, qui 'est accouplé,, se déplace simultanément dans la position l' et exécute alors un mouvement,qui est désigné dans la fig.l par le caractère "s". Comme résultat de mesure, on ne lit pas maintenant la distance "s" mais bien, conformément à l'invention, l'étendue "a", que le point d'intersection des deux droites 1 et 3 a parcourue par rapport à l'échelle 5. Comme cette étendue est considérablement plus grande par rapport au parcours "s", il en résulte l'avantage d'une précision, de lecture réellement plus grande.
Le parcours "a" et, par suite, la précision de lecture possible, sont d'autant plus grands que l'angle # est plus petit, soit l'angle formé par les deux bords ou lignes 1 et 3. Il est évident qu'il est également possible,sans plus, d'accoupler la ligne 3 avec l'organe exécutant le mouvement de résultat et de disposer le bord 1 de manière stationnaire.
L'opération de mesure décrite ci-devant se trouve, d'unemanière fondamentale, dans tous les autres exemples de réalisation.
Dans l'exemple d'un instrument de mesure ou indicateur, illustré dans la fig.2, se trouve disposé dans l'enveloppe 7 un tâteur 9, capable de coulisser axialement. Ce tâteur porte à son extrémité supérieure un élément transversal 11, auquel se trouve articulé en 13 un organe basculant 15. Cet organe présente un bord 7 qui coupe un deuxième bord 21 stationnaire et pourvu d'une graduation d'échelle 19, tout en formant avec ce. bord,, un angle (moindre que 45 ). Le bord 21 est constitué par le côté limite d'une fenêtre 23 découpée dans l'enveloppe 7.
Quand on effectue un mesurage, le tâteur 9 exécute, par rapport à sa position zéro, un mouvement de levée qui correspond par exemple à la hauteur"h" d'un organe 25 à
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mesurer. Il en résulte que le point d'intersection 27 des bords se déplace d'une quantité déterminée vers la gauche ; ce déplacement horizontal peut être lu à l'échelle .-La comme résultat de mesure.
Gomme déjà mentionné en association avec la fig.l, la diminution de l'angle formé par les bords 17 et 21 a pour résultat un agrandissement du trajet de parcoure du point d'intersection et, par conséquent, un agrandis- sement de la précision que l'on peut atteindre. Pour pou- voir varier cet angle, conformément à chaque cas de be- soin, il est prévu dans l'élément transversal 11 une vis de réglage 29 sur l'extrémité de laquelle prend appui l'organe 15 assisté par la puissance d'un ressort 31.
L'an- gle voulu entre les bords 17 et 31 est maintenant réglé par rotation de la vis 29 dans l'un ou l'autre sens (ce qui peut s'effectuer de l'extérieur par l'orifice 33 prévu dans l'enveloppe 7); pour pouvoir lire alors chaque fois le grandeur d'angle avec précision, il est prévu à l'organe 15 un pointeur 35 replié perpendiculairement au plan in- dicateur et qui se déplace devant une échelle 37 graduée avantageusement en degrés d'angle; la lecture de cette échelle s'effectue par la fenêtre 39.
Dans la fig.3, on a montré un exemple de réalisation de l'objet de l'invention et qui sert à mesurer des rota- tions d'angle et, ici, on utilise notamment un faisceau de lumière servant à rendre visible, en un endroit déter- miné, l'image d'un bord qui est accouplée à un organe exé- cutant un mouvaient de résultat rotatif et d'un deuxième bord fixe, soit du point d'intersection de ces deux bords, La construction du dispositif est la suivanteen dé- tail ;
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A une pièce montée de façon rotative, qu'il convient de mesurer, montage qui n'est pas illustré davantage, soit par exemple une cheville 41, se trouve reporte un organe qui comporte une découpure 45.
Cette découpure est limitée d'un côté par un bord 47 dirige obliquement par rapport à la direction de rotation de la cheville 41, soit de l'organe 43. Lors de la rotation de la pièce à mesurer, ce bord se déplace devant le bord stationnaire 49, avec lequel il vient en intersection au point 51 dans la position illustrée.
Pour réaliser une plus grande clarté, le bord 49 est con- stitué par un côté limité d'une fente 53, qui est pratiquée dans une plaque 55 montée de façon stationnaire.
A titre de distinction avec l'exemple suivant la fig., il est maintenant prévu dans le cas présent une source de lumière 57, à l'aide de laquelle une image d'ombre des deux bords 47 et 49, soit de leur point d'intersection, est re- produite sur une surface qui n'a pas été représentée ef- fectivement. Lors de la rotation des organes 41, 43, l'image du point d'intersection 51 se déplace sur la surface susdite (laquée- est équipée par exemple d'une échelle à graduations' d'angle), de la même façon qu'il a été expliqué à l'appui de la fig.l, de sorte qu'à la base du parcours accompli, on peut lire chaque fois la grandeur de la rotation sans autre intermédiaire.
Une variation de l'angle, qui est formé par les deux bords venant à intersection, peut ici également être réalisée par la disposition appropriée d'un des bords, de façon à pouvoir tourner ou osciller. Il est évidemment encore possible dans un dispositif pour mesurer des mesures de longueur, tel qu'il a été décrit par exemple à J'appui de la fig.2, de travailler avec les images produites par des rayons lumineux des bords entrant en considération.
Dans des cas déterminés, il est avantageux d'utiliser des 'borde ou lignes indicateurs à inclinaison variable.
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Ainsi, selon la fig.4, il'est accouplé à l'organe exécutant le mouvement de résultat,une ligne brisée;59,qui se trouve en liaison fonctionnelle avec une ligne stationnaire 61. La ligne 61 présente ici différentes graduations de mesure 63a, b, c, correspondant aux inclinaisons de la ligne 59.
Pour le mode de fonctionnement de l'instrument de mesure, il est également ici sans importance lequel des deux borde 59, 61 est accouplé avec l'organe qui exécute le mouvement de résul- tat.
Dans la fig. 5, on a représenté une autre possibilité de réalisation des bords ou lignes. Le bord 65 possède ici la forme d'une courbe logarithmique, cependant que la ligne 67 présente une graduation d'échelle 69 logarithmique. En même temps, il est prévu ici une deuxième ligne 71 portant également une gradiation logarithmique, de sorte que, tel qu'il résulte clairement de la fig. 5, il est possible de lire une grandeur de mesure S avec une précision de gran- deur différente (e1 ou e2) suivant que l'on utilise le point d'intersection du bord 65 avec la ligne 67 ou avec la ligne 71. Il pourrait ainsi être rapporté encore de la même façon d'autres lignes à graduation logarithmique, ou bien une ligne de ce genre pourrait être disposée de manière réglable en hauteur.
Conformément à un autre objet de l'invention, la lecture de la position du point d'intersection des bords ou lignes formant angle, peut être considérablement facilitée quand on introduit un doublage de la différence d'inclinaison des bords ou des lignes. Un exemple de réalisation de ce genre se trouve illustré dans la fig.6. Ici se trouve monté, à côté d'une source de lumière 75, un tâteur 77 monté en 79 de manière mobile axialement. Ce tâteur, qui prend appui sur la pièce d'ouvrage 81 à vérifier, comporte un évidement à deux bords 83 et 85 dirigé parallèlement.
A une distance con- venable du tâteur se trouvent disposés trois miroirs 87, 89 et
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91, dont le premier 87 rejette l'image du bord supérieur 83 directement sur une surface d'image 93 et dont le deuxième 89 projette l'image du bord inférieur 85, à l'in- tervention du troisième miroir 91 sur la même surface d'i- mage.
Par cette disposition, on réalise que sur la surface 93, les images des deux bords se coupent en un point 95 et qu'elles se déplacent en sens opposés quand le tâteur 77 accomplit un mouvement coulissant; de cette façon, ce point d'intersection se déplace (par suite du doublage de l'in- clinaison énoncée provoqué par les miroirs) d'une façon certaine et vérifiable à précision (par exemple lors d'un mouvement aseentionnel du tâteur 77 en une direction hori- zontale par rapport à une échelle 97 prévue sur la surface 93. A cette échelle, on peut lire le résultat de mesure ou bien constater le recouvrement dù point d'intersection avec une marque de valeur étalon.
Un dispositif semblable se trouve illustré dans la fig. 7. Ici, cependant, il n'est prévu dans le tâteur 99 qu'un seul bord actif 101, dont l'image est projeté sur une surface 109 par trois miroirs 103, 105 et 107. De cette façon, on réalise que par la dispositiohdes trois miroirs, deux images verticales du bord 101 sont superposées d'autre façon sur la surface 109, notamment de manière que les par- ties claires et complètement obscures, qui sont produites, ne sont pas en angle obtur comme dans la fig.6, mais à angle aigu, de sorte que le point d'intersection lll des deux images de bord,qui se déplacent de nouveau le long d'une échelle 113, lors d'un mouvement axial du tâteur 99, peut. être lu plus facilement, soit avec plus de précision.
Aussi bien dans les deux exemples décrits en dernier lieu que dans toutes les autres réalisations travaillant avec un indicateur lumineux, il est possible de réaliser une influence supplémentaire sur les rayons de lumière par
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intercalage de systèmes de lentilles.
L'objetde 1'invention est également approprié,de façon particulière, pour accomplir plusieurs mesurages simultanés (par exemple des vérifications de mesure à la chaine). Dans l'exemple de réalisation montré dans la fig.8, on constate- ra le rapport exact des deux diamètres différents d'une cheville 115. A cet effet, ces deux diamètres sont tâtés à l'aide de coulisses 117 et 119, qui sont accouplées d'une manière non illustrée en détail, tout comme dans la fig. 2, avec deux bords ou lignes 121 et 123 formant un angle en- tr'eux. Ces lignes se coupent pour un rapport déterminé des diamètres de la pièze d'ouvrage, conformément à la position des tâteurs, par exemple au point 125.
Si ce point d'in- tersection, tel qu'illustré dans la fig.8, Coïncide avec une marque étalon, par exemple le trait d'échelle 127, il en résulte d'une manière simple qu'il y a exactitude dans le rapport du diamètre*
Si l'on accouple avec les tâteurs qui exécutent le mouvement de résultat, des bords ou des lignes qui sont courbés suivant des courbes logarithmiques, on peut,par exemple,avec une disposition suivant la fig.9, effectuer, de manière simple, des divisions de valeursde mesure in- dividuelles de la manière suivante:
Dans la/position zéro des tâteurs non illustrés, les deux borde de courbe logarithmique 130 et 132 ou leurs images se superposent et se terminent au point 1 d'une graduation d'échelle 134, divisée par exemple en centimètres et qui est rapportée sur une surfaee transparente 135.
Sur cette surface, il est prévu en outre une ligne ho- rizontale 136 à la hauteur du point 1. Le long de cette ligne, on peut faire mouvoir une coulisse 138 en direction des flèches et qui porte une graduation logarithmique140.
Quand .maintenant, les tâteurs sont mis en place en deux endroits différents d'une pièce à mesurer, les courbes
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se déplacent par rapport à le surface 135 et s'ajustent sur les valeurs centimétriques de l'échelle 154 correspondant à la nouvelle position des tâteurs. Ces valeurs sont par exemple pour la courbe 132 l'indice "six" et pour la courbe 130 l'indice "trois". Pour la division de ces deux gran- deurs, la coulisse 138 est maintenant ajustée avec sa gra- duation correspondant au chiffre 1 au point d'intersection de la courbe 130 donnant la moindre mesure de valeur avec l'horizontale 136, après quoi le quotient "deux" peut être lu à l'aide de la courbe 132 sur la coulisse 138 de la ma- nière visible dans la fig.9.
Il convient encore de mentionner qu'à l'aide des bords ou lignes de formation logarithmique et de la coulisse 138, il est également possible d'effectuer des multiplications d'une manière très simple. A cet effet, l'une des courbes (par exemple 130) est disposée de manière reflétée à miroir par rapport à l'autre courbe, -de façon que la graduation d'échelle 134 constitue la ligne médiane entre les deux courbes (la droite 136 est en outre prolongée dans l'éten- due de la deuxième courbe). A l'analyse ou tâtage d'un organe à mesurer,les deux courbes se placent de nouveau sur les valeurs centimétriques correspondant-aux dimensions sur l'échelle 134.
Par ajustage subséquent de la coulisse 138, on 'obtient maintenant, à l'aide de la division lo- garithmique de celle-ci, la somme des valeurs logarithmiques déterminées par les courbes et, de cette façon, on peut lire immédiatement à la graduation 140 le produit des va- leurs de mesure effectives.
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