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Dispositif pour déterminer les dimensions de pièces, en particulier cônes, pièces profilées, filets ou vis coniques, etc.
La présente invention se rapporte à des dispositifs pour déter- miner les dimensions de pièces, en particulier de cônes, pièces pro- filées, filets coniques, qui ne peuvent être mesurées directement par des instruments de mesure tels que micromètres, machines à mesu- rer, etc. dont les surfaces tâteuses sont parallèles entre elles, parce que les pièces à mesurer considérées n'ont pas de lignes déli- mitatrices parallèles, c'est-à-dire n'ont pas de plans tangents parallèles.
A cause de la nécessité de devoir cependant déterminer les dimensions de ces pièces, en particulier les diamètres de cônes, etc, par voie mécanique, perpendiculairement à leur axe, on' a déjà proposé des instruments de mesure dans lesquels le mesurage se fait entre des surfaces parallèles de mesurage, avec intercalation de rou- leaux cylindriques. Ces mesurages par de tels instruments sont. cepen- dant extrêmement incommodes et longs, parce que les rouleaux se pla- cent contre la pièce à mesurer, à différentes hauteurs, suivant la conicité du cône.
Il faut donc, pour la détermination de la dimension réelle de la pièce, transformer le diamètre des rouleaux suivant des fonctions angulaires trigonométriques, c'est-à-dire que les produits
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et quotients à déduire des fonctions angulaires à déterminer par la conicité du cône, et du diamètre des rouleaux doivent d'abord être calculés chaque fois, avant que l'on puisse savoir la dimension mesu- rée de l'objet. La détermination des dimensions de prismes obliques ou analogues est tout aussi incommode.
Le mesurage par ces instruments devient encore plus difficile pour des pièces d'inclinaison ou coni- cité variable, par exemple pour des calibres ou gabarits de projec- tiles (balles) parce qu'ici, par suite de l'inclinaison se modifiant constamment, on a des fonctions angulaires trigonométriques constam- ment variables pour les produits ou les quotients à calculer chaque fois dans le mesurage. Des données réellement admissibles sont donc ici encore beaucoup plus difficiles à obtenir que dans les mesurâmes de cônes. Il s'y ajoute qu'il est en outre nécessaire de déterminer au préalable l'inclinaison différente pour chacun des points d'appui différents des rouleaux.
On connaît aussi des instruments de mesure dans lesquels, au lieu des corps spnériques ou cylindriques de mesurage, on emploie des corps qui s'appuyent en se réglant automatiquement, oans les broches ou tiges tâteuses, et comportent une surface de mesurage plate, Ceci ne change cependant rien à la propriété défectueuse des instruments connus dans lesquels le mesurage s'opère par intercala- tion de sphères ou de cylindres, car dans ces instruments à corps de mesurage se réglant automatiquement et à surface plane de mesura- ge, car ici aussi, l'appui ne se fait pas à une hauteur indépendante de la coniaité de la pièce à mesurer, conicité qui par exemple dans les calibres de projectiles, et autres pièces analogues, varie cons- tamment.
D'autres instruments de mesure connus, à deux points de mesurage disposés sous ecartement réciproque, ne conviennent pas non plus pour le mesurage des pièces envisagées, car ils exigent égale- ment une conicité, une inclinaison constante de ces pièces.
Dans d'autres instruments de mesure, où le mesurage des pièces se fait sous intercalation de corps de mesurage en forme de couteau ou de pointe, l'usure des couteaux, bords ou pointes a un effet très pernicieux. Même pour de faibles pressions de mesurage, il se produit aux bords tranchants ou aux pointes des pressions spécifiques telle-
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ment élevées qu'après chaque mesurage, le bord tranchant de mesurage se trouve quelque peu rabattu, refoulé ou usé, de sorte que déjà le deuxième mesurage au même endroit ne concorde plus avec le premier.
Ce mode de mesurage est donc trop peu sur pour la détermination pré- cise des dimensions de pièces telles qu'envisagées.
Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, la détermination des di- mensions da pièces, en particulier de cônes et gabarits de projecti- les, offre des difficultés extraordinaires, lesquelles sont éliminées conformément à l'invention du fait que la mise automatique en place des corps de mesurage de préférence en forme de demi-sphères ou de demi-cylindres, se fait aux tangentes de la pièce servant d'axes.
De ce fait, le mesurage des pièces mentionnées et d'autres enco- re est notablement simplifié, il devient possible, pour des pièces profilées, de déterminer les dimensions de la pièce,, à tous endroits voulus, sans corps aigus de mesurage, et sans calcul, à une hauteur connue, indépendante de la conicité ou de l'inclinaison de la pièce.
De plus, suivant l'invention, les corps de mesurage sont reliée, à un support de broche tâteuse réglable en hauteur relativement à la pièce à mesurer, le réglage ou la position en hauteur de ce support étant lisible, dans le but de déterminer la hauteur de la dimension de la pièce placée entre les corps de mesurage, en particulier d'une dimension théorique. De tels mesurages ont une importance particuliè- re dans le travail de cônes, où il s'agit d'obtenir dans une pièce, seulement par un travail ultérieur des côtés frontaux, un diamètre imposé exactement déterminé, à une hauteur exactement déterminée.
Pour ces cas, l'emploi de ce dispositif de mesure offre l'avantage de pouvoir déterminer directement, la quantité de matière à enlever ultérieurement aux faces frontales du cône (aux bases). Il suffit à cet effet, de déduire de la hauteur à l'endroit où le diamètre impo- sé existe, la hauteur imposée, pour déterminer la quantité de matière à enlever aux faces frontales de la pièce pour obtenir la diamètre imposé à la hauteur imposée. De plus, une telle disposition de mesu- re permet de lire sans erreur le diamètre de la pièce à diverses hauteurs, en continu, par exemple dans les calibres pour projectiles, ou de les marquer.
L'invention se compose en outra d'un dispositif
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pour mesurer de la manière décrite ci-dessus, et dans lequel le sup- port des brochas tapeuses et la pièce peuvent se déplacer relative- ment l'un à l'autre dans le dispositif mesureur, on obtient ainsi que les broches tâteuses et la pièce s'appliquent automatiquement l'une contre l'autre sous pression constante de mesurais, et que le champ de mesurage peut être modifié très simplement, un endroit aoso- lument quelconque pouvant être choisi comme position nulle ou de de- partpour les mesuras, de sorte que les valeurs lues par après à d'au- tres points indiquent en même temps la différence entre deux mesura- ges.
D'autres buts réalisés par l'invention sont la creation de moyens pour donner aux corps de mesurage un soutien plus sûr et un appui sans jeu, tout en assurant cependant la mise en place dans le sens voulu, ae permettre la mise au zero de manière très simple, pour transmettra directement les différences par rapport à des dimensions "imposees ", de permettra une mise en diagramme des données de mesure etenfin de rendre le oispositif utilisable à la mesure de filets coniques égale- rne nt .
La description ci-dessous expose comment ces différents buts et d'autres encore, sont atteints par l'invention. Cette description se réfère au dessin annexe, dans lequel : fig.1 et :::; représentant l'application des corps de mesurage à un exemple simple, fig.3 es,t la représentation schématique d'un dispositif avec les corps de mesurage y combinés, fig.4 est la vue de face d'un instrument de mesure, debout, avec les corps de mesurage, fig.5 donne la vue latérale de l'instrument de la fig.4, fig.6 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne VI-VI, fig.4, du support de broches tâteuses et de ces broches, fig.7 donne la coupe à plus grande échelle suivant VII-VII fig.6, de certains détails,
fi.8 donne la coupe suivant VIII-VIII, fig.7, d'un détail de la disposition des corps de mesurage dans la tige .tâteuse, fig.9 est une représentation à plus grande échelle d'un détail de l'échelle mobile, suivant la ligne de coupa IX-IX de la fig.6,
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fig.10 représente un micromètre avec réalisation modifiée des corps de mesurage, fig.ll est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne XI-XI de la fig.10 et fig.12 donne un autre exemple d'emploi et de réalisation de l'invention.
Aux fig.l et 2, on reconnaît le type d'appui des corps de mesura- ge sur la pièce à mesurer. Deux corps Z et Z' demi-cylindriques de mesurage (fig.1), qui se joignent par leurs surfaces planes de mesu- rage F traversant leur axe M, sont introduits entre les surfaces de mesurage parallèles de deux broches tâteuses quelconques T et T' qui peuvent appartenir par exemple à une machine à mesurer, un micromè- tre, un pied à coulisse, etc.
Cette position est la position nulle (zéro),
Pour déterminer le diamètre D d'un cône K (fig.2) perpendiculai- rement à l'axe de ce cône au-dessus d'un supporta, le mesurage se fait entre les deux corps demi-cylindriques z et z' qui se posent, se mettent automatiquement en place, suivant la conicité, autour de leurs centres M, M' et dont les axes M-M' sont tangents à la pièce K, au niveau quelconque H déterminé par les pièces E-E'. La valeur obte- nue à partir de la position zéro représente la dimension de la pièce, en évitant des supports latéraux, cette valeur étant lue directement, sans calculs ni modifications.
A la fig.3, la pièce à mesurer est désignée par W et elle repose sur le support A. Z et Z' sont ici deux corps mesureurs demi-sphéri- ques, dont les centres M et M' s'appliquent contre la pièce W, et qui sont disposés dans les supports en forme d'auge de deux tâteurs oppo- sés T et T' de telle manière qu'ils puissent se mouvoir librement au- tour de leurs centres M et M'. Les tâteurs T et T' sont déplaçables longitudinalement et logés, réglables, dans des supports 15 et 15' d'un support 16 de tâteurs. Le tâteur T'est blocable dans toute po- sition voulue par une vis 17. Le tâteur T par contre est contraint, par l'action d'une force figurée ici par un ressort 18, à se rapprocher du tâteur T' dans le sens de la flèche 19. Le tâteur T coopère avec un calibre finement gradué 20.
Un stylet 20' marque en outre les dépla-
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cements du tâteur T par rapport à la pièce W.
Le porte-tâteurs 16 est déplaçable dans un guide 21, dans la di- rection 19, par rapport à la pièce W. En outre, ce porte-tâteurs 16 est réglable en hauteur, dans un guide 22, par rapport à la piece W .
Le réglage en hauteur du porte-tâteurs 16 et par suite la hauteur des centres M et M' par rapport au support A est lisible sur une échelle 23.
S'il s'agit par exemple de mesurer un diamètre D de la piece W a la nauteur H, on place d'abord la pièce W à toute hauteur quelconque entre les tâteurs T et T', puis on règle à l'échelle 23 la hauteur vou- lue entre la pièce W et l'instrument de mesure. Le ressort 18 agit alors pour amener le corps mesureur Z à s'appuyer sur la pièce W. En outre, le ressort 18 déplace le tâteur porte-tâteurs 16, avec le tâ- teur T', et le corps mesureur Z' dans le guide 21, de sorte que le corps mesureur Z' vient s'appliquer contre la pièce W. La distance à lire en 20 entre les surfaces planes des corps mesureurs Z-Z' donne directement le diamètre exact de la pièce W à la hauteur H.
Les fig.4 à 12 représentent la réalisation constructive de tels dispositifs de mesure ; dans ces figures, les mêmes signes de référen- ce désignent les mêmes pièces qu'aux fig.l à 3.
Suivant les fig.4 et 5, l'instrument de mesure se compose d'un plateau d'appui A et d'une colonne s y fixée, sur laquelle peut être déplacé vers le haut et vers le bas, grâce à un guide 22, le porte- tuteurs 16, le réglage en hauteur de ce porte-tâteurs étant effectué par un volant à main 25 et des pignons cônes et une tige 26. La lec- ture de la position se fait par un disque gradué, non représentée re- lié au volant 25. Le réglage en hauteur peut de plus être lu à l'é- cnelle 23 d'un instrument 27 de précision, qui coopère avec la butée 28 sous laquelle peuvent être placées les pièces E-E' (fig.2) pour la détermination exacte de la distance par rapport à la table-support A.
Le porte-tâteurs 16 est constitué comme coulisseau déplaable sur bil- les, afin d'assurer un déplacement aisé.
Dans le porte-tâteurs 16 sont disposés réglables les deux tâteurs T et T' (fig.6). Le réglage du tâteur T' s'effectue à l'aide d'une ti- ge 29 de mesure et de réglage, laquelle est logée rotative mais non déplaçabla axialement, dans un manchon 29' et qui coopère avec un @ @
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écrou 30 disposé dans le tâteur T'. La tige 29 porte à son extrémité externe une bague de réglage 31 à gorge et une bague 32 graduée. La bague graduée 32 est entraînée par la bague de réglage 31 par frotte- ment du à des ressorts 33 (fig.6 et 9). Dans le manchon 29' est en outre logé un levier de réglage 34 contraint, par un ressort et une genouillère, à prendre l'une ou l'autre position extrême.
Dans la bague graduée 32 est prévue une fente 34' qui coopère avec le levier 34 et qui se trouve précisément à l'endroit où cette bague indique le zéro. Si le levier 34 se trouve dans la position indiquée à la fig.9, la bague 32 sera entraînée par la rotation de la bague 31, grâce au frottement des ressorts 33. Si par contre le levier 34 est dans la po- sition figurée en pointillés, il est forcé, par la pression de ressort agissant sur son articulation, de s'engager dans la fente 34' de la bague 32. Dès que lors de l'entraînement par friction, la fente 34' se trouve en face du levier 34, celui-ci pénètre dans cette fente et bloque forcément la bague graduée 32 dans la position zéro. Le tâteur T2 porte une broche 35' qui pénètre dans une gorge 36 du porte-tâteurs 16 et sert à empêcher une rotation du tâteur T'.
La broche 35' entraî- ne avec elle, lors du déplacement longitudinal du tâteur T', une tiga 37 guidée dans la gorge 36 du porte-tâteurs. A cette tige 37 est fixé, réglable par une vis 38, un organe 39 qui porte le trait nul (zéro)- permettant de lire les millimètres ou les demi-millimètres du dépla- cement du tâteur T' sur une échelle. Quand la broche 29 tourne, le tâteur T' se déplace dans le manchon 29', sans tourner. Le manchon 29' peut être bloqué dans le porte-tâteurs 16 par une fente et une vis de serrage. Ce dispositif sert au réglage en gros et à la varia- tion du champ de mesurage.
Du côté opposé, un manchon 29" est maintenu de manière analogue par vis et fente dans le porte-tâteurs 16. Dans ce manchon, l'instru- ment 20 de mesure précise est fixé ; il comporte un levier tâteur 41 sollicité par ressort et déplaçable sur le tâteur T guidé sur billes dans le manchon 29". La tâteur T porte à son extrémité antérieure, tout comme le tâteur T', une tige 35 pénétrant dans la gorge 36 du porte-tâteurs 16 pour empêcher la rotation du tâteur T. Les tâteurs T et T' portent à leurs extrémités antérieures les corps mesureurs 2; et Z'. suivant les fig. 7 et 8, ceux-ci sont en forme de demi-cylindres
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et sont rotatifs autour de l'axe M dans les auges ou gorges L.
Des plaques guides 42 sont prévues latéralement au tâteur T, qui assurent le corps mesureur Z contre tout déplacement latéral. Dans ces plaques- guides 42 sont formées des rainures 43 annulaires dont l'axe coïncide avec l'axe @ du corps mesureur Z. A une distance quelque peu plus pe- tite de l'axe M, la corps mesureur Z comporte un forage 44 pratiqué sur une tres petite longueur aux deux côtés, Dans ce trou 44 est pla- cée une broche 45 qui s'étend jusqu'aux rainures annulaires 43 et est guidée dans celles-ci. Comme la distance entre le forage 44 et l'axe M est quelque peu plus petite que le rayon de la gorge annulai- re 43, la. broche 45 est quelque peu courbée élastiquement en dehors de l'axe M et presse ainsi le corps mesureur Z dans la cuvette L du tâteur T.
Aux fig. 10 et 11 est représentée la réalisation constructive des corps mesureurs pour un micromètre, Ici, la pièce a mesurer W est une tige filetée conique, dont la dimension des flancs doit être determinée par la méthode connue au fil de fer. Le micrometre compor- te le support A pour la pièce W, pour régler la hauteur H. Les corps mesureurs Z et Z' se composent dans cet exemple de plateaux oscillant autour de leurs axes, ainsi que le montre en détail la fig.11, dans laquelle on voit que le corps mesureur Z est supporte dans deux pattes 50-50'.
Ces pattes 50-50' sont portées par la tige filetée mobile 51 du micromètre, pour maintenir les fils métalliques mesureurs, ceux-ci sont, conformément à l'invention, enfoncés dans une masse plastique, par exemple vaseline, suif, etc . Cette fixation a une grande impor- tance en particulier pour le mesurage de vis coniques. La fig.12 re- presente enfin un corps mesureur destiné au mesurage de corps conca- ves. Ici, le corps mesureur Z a una surface de mesurage bombée. Ce corps Z, rotatif autour de son axe M, est ici également tel que son axe M est tangent à la piece à mesurer W.
Il va de soi que certaines modifications peuvent être apportées à l'instrument, en ce qui concerne sa construction, sans pour cela sor- tir du champ de l'invention. Ainsi, au lieu du porte-tâteurs 16 depla- able, on pourrait rendre déplaçable le support de la pièce à mesurer; de mêcne, le réglage en hauteur pourrait être transmis aussi bien à ce support qu'au porte-tâteurs.