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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: THE SIGMA, INSTRUMENT COMPANY LIMITED
Perfectionnements aux appareils calibreurs et indicateurs.
-------- Demande de brevet anglais du 21 décembre 1945 en faveur de Messieurs
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E. CASTLETON, J.LOXHAM;, F. H. E(JOSEY et C.J.HART
Cette invention se rapporte aux appareils calibreurs et indicateurs et elle concerne un appareil qui peut être employé séparément ou dans une machine pour calibrer et vérifier des éléments ou pièces dont les dimensions offrent de l'importance.
On sait que dans la fabrication de certains éléments, ceux-ci peuvent présenter une ou plusieurs dimensions qui doivent être nominalement exactes entre certaines limites de tolérance d'erreur. Lorsque les éléments sont produits par les procédés de fabrication en série, il devient nécessaire de les soumettre à une vérification pour s'assurer que la ou les dimensions considé- rées sont exactes dans les limites de la "tolérance". L'un des buts de l'invention est de satisfaire à cette condition par la construction d'un appareil qui permet une vérification automatique des éléments et l'indication des résultats de la vérification.
Suivant l'invention, l'appareil à vérifier les dimen- sions des pièces ou éléments, comporte un tasseau, ou autre surface de calibrage, établi de manière à venir en contact avec la pièce et calibrer une de ses dimensions en se déplacant, les déplacements de calibrage du tasseau étant transmis à un levier articulé qui commande un bras mobile entre une paire de contacts électriques combinés avec un jeu de signaux lumineux, la dispo- sition étant telle que quand le tasseau calibre une dimension nominalement exacte, le bras ne coopère avec aucun des contacts électriques et un signal lumineux indique que la dimension est nominalement exacte, tandis qua quand le tasseau calibre une di- mension qui dépasse la limite supérieure de la-tolérance d'erreur,
ce bras'attaque l'un des contacts électriques et allume ainsi un autre signal lumineux correspondant à cette situation, et quand la dimension est inférieure à la limite inférieure de-la tolérance, le bras attaque l'autre contact et provoque l'allumage d'encore un autre signal lumineux pour indiquer cette situation.
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Pour mieux faire comprendre la nature de l'invention, on en décrira ci-après une forme d'exécution en se référant aux dessins annexés; dans lesquels :
Figure 1 est une vue en élévation de côté d'un appa- reil ou dispositif de mesurage complet pour usage à volonté,
Figure 2 est une vue en perspective des pièces déta- chées du mécanisme de support de l'appareil,
Figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III repré- sentant seulement les détails du mécanisme de support de l'appareil)
Figure 4 est une coupe longitudinale à travers l'ap- pareil ou dispositif de mesurage proprement dit, le mécanisme de support étant enlevé et les dispositifs indicateurs électri- ques appartenant à l'appareil étant représentés schématiquement.
Sur la Figure 1, l'appareil de mesurage est représenté comme comportant un corps 1 supporté par une plaque portante 2 et pourvu d'un tasseau de mesurage 3 coopérant avec un second tasseau de mesurage 4. Une fiche 5 s'adapte sur le dessus du corps 1, et sert à établir une connexion électrique avec un câble 6 relié à un tableau 7. Ce dernier porte des signaux lumineux derrière des fenêtres 8, 9 et 10, les fenêtres étant colorées et portant certains signes comme c'est indiqué sur le dessin. La fenêtre qui porte le signe "plus" peut être colorée en jaune tandis que celle qui porte les lettres "O.K." peut être verte, et la troisième qui porte le signe "moins" peut être rouge.
Pour se servir de l'appareil, on fixe le tasseau 4 dans une position convenablement réglée et on introduit une pièce à calibrer entre le tasseau 4 et le tasseau mobile 3. Ce dernier est mis en place de la manière exposée ci-après, de telle sorte que si la pièce est "nominalement" exacte le déplacement du tasseau 3 produit par l'introduction de la pièce, provoque l'éclairage de la fenêtre 9 signalant ainsi que la pièce est "O.K." c'est-à-dire correcte.
Si la pièce présente des dimensions plus grandes que l'exactitude nominale (c'est-à-dire, si elle dépasse la limite supérieure de la tolérance admise pour la pièce en cours de calibrage) le déplacement correspondant du tasseau 3 provoque alors l'éclai- rage de la fenêtre 8. Ceci signifie que la pièce est "plus" c'est-à-dire qu'elle a de l'excédent ou de la surépaisseur. Si la dimension de la pièce n'atteint pas la limite inférieure de la tolérance le déplacement du tasseau 3 provoque alors l'éclairage de la fenêtre 10 ce qui signifie "moins" c'est-à-dire du manquant ou une sous-épaisseur.
L'appareil entier avec son mécanisme de support est susceptible d'être porté par ou sur la machine, et d'en consti- tuer un élément. La plaque portante 2 présente à cet effet une console 11 venue d'une pièce avec elle (voir aussi la Fig.2) et pourvue d'une rainure 12 en forme de V. La console 11 est destinée à s'attacher par sa face supérieure à une pièce fixe 13 de la machine pour porter l'appareil. Un bloc coulissant ou tiroir 14 est monté sur une face de la plaque 2 qui présente une rainure 15 en V dans laquelle s'adapte une nervure corres- pondante en V 16 ménagée sur le tiroir 14. Un bloc coulissant ou tiroir 17, monté sur le tiroir 16, est également pourvu d'une nervure en V 18 coïncidant avec une rainure en V 19 mé- nagée dans la face coopérante du tiroir 14.
Le tiroir 17 est pourvu de broches 20 qui y sont fixées et passent dans des bou- tonnières 21 pratiquées dans le tiroir 16. Lorsque les tiroirs
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14 et 17 sont assemblés, les broches 20 traversent les bouton- nières 21 et pénètrent dans une rainure longitudinale 22 ménagée dans la plaque d'assise 2. La largeur de la rainure 22 est plus grande que le diamètre externe des broches 20 et des écrous annulaires 23 vissés aux extrémités des broches, s'engagent dans la rainure 22. De cette manière les tiroirs 14 et 17 peuvent être réglés en étroit contact.
Au sommet et à la base du tiroir 17 sont fixées des paires de ressorts à lame 24 dont les extrémités libres sont assujetties à un troisième bloc coulissant ou tiroir 25. Ce dernier est pourvu d'un manchon 26 qui y est fixé rigidement et passe à travers une boutonnière 27 ménagée dans le tiroir 17 et une ouverture similaire 28 ménagée dans le tiroir 14. Lorsque les trois tiroirs sont montés sur la plaque 2, le manchon 26 s'en- gage dans la rainure 22 de la plaque 2, et, comme le montrent les Figures 1 et 2, une tige filetée 29 pourvue d'une tête de réglage moletée 30, pénètre dans le manchon 26. Comme le montre le mieux la Figure 3, le tiroir 25 possède deux joues 31 et 32 qui reçoivent entre elles une barre 33.
Deux bords de la barre 33 sont chanfrei- nées et la joue 32 est établie sous la forme représentée en 34 (Fig. 3) pour coopérer avec l'un des bords chanfreinés. L'autre bord chanfreiné se trouve en prise avec une barrette 35 pourvue dune encoche 36 susceptible de suster sur une courte plaque 37 fixée au tiroir 25 et portant le manchon 26. La face coulissante 38 du tiroir 25 reçoit un autre tiroir 39 auquel le corps 1 de l'appa- reil de mesurage est fixé.
Lorsque le mécanisme de support du corps 1 est assemblé, le tiroir coulissqnt 14 est maintenu dans la position où il a été ajusté sur la plaque d'assise 2 au moyen de vis 41 (voir Fig. 1) qui passent dans l'ouverture 22 de la plaque 2 et se vissent dans des ouvertures convenablement taraudées 42 du tiroir 14. Lorsque les vis 41 sont desserrées, on peut ajuster le tiroir 14 par rap- port à la plaque 2, et par conséquent on peut ainsi régler la posi- tion du corps supporté 1 de l'appareil de mesurage par rapport à la plaque 2. Le tiroir 17 est maintenu sur le tiroir 14 au moyen des broches 20 et des écrous d'arrêt 23.
Lorsque les écrous 23 sont desserrés on peut ajuster le tiroir 17 par rapport au tiroir 14, et dans ce but le tiroir 14 est pourvu d'une plaque 43 qui y est fixée et est pourvue d'une ouverture 44 à travers laquelle passe la tige filetée 45 d'une vis de réglage pourvue d'une tête moletée 46. La tige 45 se visse dans un trou taraudé 47 ménagé dans le tiroir 17. Lorsque les tiroirs 17 et 14 se trouvent dans la position voulue djustement relatif où. on peut les amener en actionnant la tête de réglage 46, on peut bloquer les tiroirs en place au moyen des écrous annulaires 23. Le tiroir 25 est sup- porté par le tiroir 17 au moyen de la paire de ressorts à lame 24.
Le support offert par les ressorts à lame est tel que le tiroir peut en tout temps se déplacer par rapport aux autres tiroirs et aussi par rapport à la plaque 2 elle-même. Par suite le tiroir 25 est flottant. La barre 33 est coulissable à l'intérieur du ti- roir 25, mais peut être maintenue dans toute position désirée où elle a été ajustée par rapport au tiroir 25, par le serrage du bouton de réglage 30. Le serrage de ce bouton repousse la tige filetée 29 sur la barrette de guidage 35 et immobilise aissi la barre 33 dans toute position désirée.
L'extrémité inférieure de la barre 33 est pourvue du tasseau portant la face de tasseau 4 qui y est assujettie. On comprendra ainsi que le mécanisme de support décrit ci-dessus permet au corps 1 de l'appareil de mesurage ainsi qu'à la barre 33 portant le tasseau inférieur, d'être ajusté d'une pièce par
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rapport à la plaque d'appui 2 et d'être bloqué dans la position ajustée, en restant toutefois flottant dans ce sens que les ressorts à lame 24 tendent à maintenir le tiroir 25 et tout l'équipage qui y est monté, dans la position désirée où ils ont été ajustés, mais permettent les déplacements "flottants" dans la mesure admise par la résistance élastique des lames à ressort.
La vis 41 permet de faire un ajustement rudimentaire, tandis que la tête 46 permet de faire un ajustement précis.
On se référera maintenant à la Figure 4 des dessins, qui montre la construction -du - corps 1 et indique aussi les circuits électriques qui y sont connexés. Il comporte essentiel- lement une plaque 50 pourvue de cavités 51 et de rainures 52 permettant aux vis 53 de passer à travers la plaque 50 et d'y fixer une pièce de base 54. Les têtes des vis 53 sont noyées dans la plaque 50 de telle sorte que celle-ci présente une sur- face ininterrompue pour assurer la fixation dans le tiroir 39 (voir Fig. 1). Des ressorts à lame 55 sont fixés rigidement à la pièce de base 54 et sont ancrées d'une manière similaire à une pièce flottante 56. Des joues 57 formées sur la base 54 ou portées par celle-ci, sont pourvues de roulements à billes indi- quées en 58, qui portent un arbre transversal s'étendant entre les joues et supportant un levier coudé.
L'un des bras du levier cou- dé est représenté en 59 et l'autre bras, qui est extrêmement court se présente sous forme d'une petite botte 60, supportée extérieu- rement par les roulements à billes 58. L'axe de pivotement de la botte 60 se trouve sur un saphir 61 qui y est serti et qui repose sur un couteau 62 formé sur une pièce 63 fixée à l'organe flottant 56. Sur la Figure 4, on voit clairement la surface du saphir 61 en contact avec le couteau 62 et le point réel par où passe l'axe de pivotement est indiqué par l'intersection d'une ligne en traits de chaînette avec cette surface du saphir 61. On comprendra dès lors que le second bras du levier coudé est effectivement aussi long que la distance entre le point de contact du couteau sur le saphir et l'axe de pivotement du support offert par le saphir.
En vue de maintenir le couteau 62 en con- tact avec le saphir 61, on se sert d'un ressort en fil 64 dont une extrémité est serrée dans une console 65 fixée à la pièce de base 54, tandis que l'autre extrémité est fixée à la boite 60. Le ressort 64 tend toujours à faire tourner le levier coudé dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre comme c'est indiqué par la flèche sur la Figure 4.
Les joues 57 servent d'ancrage à l'une des extrémités d'un ressort de traction 66 dont l'autre extrémité est accrochée à un bras 67 fixé à l'organe flottant 56. Le ressort 66 tend à maintenir ce dernier dans sa position inférieure. L'extrémité inférieure de l'organe flottant 56 est pourvue d'un bloc 68 qui y est fixé et auquel peut être assemblée d'une manière amovible une tête de tasseau 69 portant la face de contact 3 du tasseau.
On comprendra que lorsque la face de contact 3 du tasseau est soulevée de la position qu'elle occupe sur la Figure 4, l'organe flottant 56 s'élève en surmontant l'action du ressort de trac- tion 66 et fait monter le couteau 62. Le ressort 64 entraîne le levier coudé dans le movement de l'organe flottant 56 du fait que le saphir 61 est maintenu en contact avec le couteau 62 et bascule ainsi autour de Son axe de pivotement pour amener le bras 59 à l'extrémité de sa course indiquée sur le dessin.
L'extrémité libre du bras 59 porte un ressort à lame 70 dans lequel est montée une bille de contact électrique 71. Lorsque le bras 59 occupe la position représentée, la bille 71 est maintenue sur le contact 72.
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Si la face de contact du tasseau 3 s'écarte de la position représentée en se déplaçant de haut en bas, l'organe 56 descend également sous l'action du ressort de traction 66 et fait ainsi effectivement osciller le levier coudé, avec son bras 59, dans le sens contraire du mouvement des aiguilles d'une montre, autour de son axe de pivotement. L'extrémité libre du levier 59 oscille jusqu'à ce que la bille de contact 71 rencontre le contact 73. Bien que le déplacement du levier coudé soit dès lors positivement commandé par le déplacement de l'organe flottant 56, le ressort à lame 70 après rencontre de la bille 71 avec le contact 73, cède néanmoins lorsqu'il y a déplacement excessif du levier coudé.
La rencontre des contacts 71 et 73 est ainsi amor- tie par le ressort 70 de la même manière que la rencontre des contacts 71 et 72 est amortie par le ressort 64.
Le corps 1 de l'appareil décrit ci-dessus sert d'en- veloppe ou de boite au mécanisme et il est rigidement fixé à la pièce de base 54 et porte les contacts 72 et 73. Chacun de ceux- ci est disposé de manière à pouvoir être ajusté, et dans chaque cas, la disposition est identique. Il suffit par conséquent de décrire la disposition de l'un d'eux. Le contact 73 est porté par une tige 74 filetée extérieurement sur la majeure partie de sa longueur et fixée dans un bouton de commande isolé 75. Le bouton de commande 75 peut coulisser dans un manchon isolé 76.
Une douille 77 est vissée à demeure dans le corps 1 et sert à serrer le manchon 76 en place. La douille 77 est taraudée pour recevoir la tige filetée 74. Un écrou 78 se déplace sur la tige 74 et est pourvu d'un ressort 79 intercalé entre la douille 77 et l'écrou. L'action de ce dernier et du ressort 78 a pour effet de compenser un jeu éventuel entre les filets de la tige 74 et le taraudage de la douille 74. On comprendra maintenant qu'en faisant tourner le bouton de commande 75, on peut rapprocher ou écarter le contact 73 du contact 72 par un mouvement rectiligne. On peut également régler la position de ce dernier contact en actionnant son propre bouton de commande 75.
Pour montrer l'étendue du réglage des contacts 72 et 73 on a représenté le contact à l'ex- trémité ou approximativement à l'extrémité de sa course d'ajus- tement vers l'intérieur tandis que le contact 73 est représenté à l'extrémité ou à peu près à l'extrémité de sa course d ajustement vers l'extérieur.
La pièce de base 54 conjointement avec le corps ou la boite 1 et l'organe flottant 56, sont ajustables d'une pièce dans la direction du déplacement de la pièce flottante 56 par rapport à la plaque de support 50. On effectue cet ajustement au moyen d'une tige creuse 80 dont une extrémité porte un bouton de com- mande 81. La tige 80 s'adapte de façon à pouvoir tourner dans la pièce de base 54 et est pourvue d'une partie excentrique 82 qui s'adapte de façon à pouvoir tourner dans la plaque de support 50. Un arbre 83 passe à travers l'alésage de la tige 80 et est pourvu à l'une de ses extrémités d'un bouton de manoeuvre 84 qui s'adapte à l'intérieur du bouton de manoeuvre 81 de la tige. A l'autre extrémité, l'arbre est pourvu d'une partie filetée 85 qui reçoit un écrou 86.
On comprendra maintenant que quand on fait tourner le bouton de manoeuvre 84 pour desserrer l'écrou 86, on peut alors aussi faire tourner le bouton de manoeuvre 81 pour faire glisser la pièce de base 54 et les organes con- nexes en vue d'en régler la position relative par rapport à sa plaque de support 50. Le degré d'ajustement qui peut être assuré de cette manière est limité par le degré d'excentricité de la partie 82 par rapport à la tige 80. Un jeu convenable est laissé entre la pièce flottante 56 et la tige 80 pour permettre à la pièce flottante de se déplacer sans heurter la tige.
Lorsqu'on
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a fait .tourner le bouton 81 pour atteindre une position (injuste- ment désirée, on peut serrer le bouton de manoeuvre 84 de manière que l'arbre 83 soit calé sur la plaque de support 50 par 1-linter- médiaire de l'écrou 86 et immobilise la plaque de base 54 par rapport à la plaque de support 50.
L'extrémité supérieure du corps ou de la boite 1, est fermée par une plaque isolante 87 à travers laquelle passent trois broches de contact 88,89 et 90 d'une prise de courant.
Le contact 88 est raccordé électriquement au contact 72 et le contact 90 au contact 73. Le contact 89 de la prise de courant est effectivement raccordé électriquement au bras 59, et par con- séquent à la bille de contact 71 du levier coudé. Ainsi qu'il a été décrit précédemment, une fiche de contact vient s'emboîter sur les trois broches de contact 88,89 et 90. Sur la Figure 4, les dispositifs électriques ne sont représentés que schématique- ment et les conducteurs 91, 92 et 93 y sont indiqués comme rac- cordés respectivement aux contacts 88,89 et 90. Il est fait usage de trois lampes 94,95 et 96, le conducteur 91 étant rac- cordé à l'une des bornes de la lampe 94 tandis que le conducteur 93 est relié à l'une des bornes de la lampe 96.
Les bornes d'ame- née du courant électrique sont indiquées en 97 et le conducteur 92 est représenté comme raccordé à l'une d'elles. L'autre borne d'amenée du courant est raccordée à une résistance (ou une impé- dance) 98 d'où un conducteur 99 rejoint l'une des bornes de la lampe 94. Une seconde résistance (ou impédance) 100 est raccordée à la première résistance et est reliée au moyen d'un conducteur 101 à la lampe 95. Un conducteur 102 sert à relier entre elles les deux lampes 94 et 96 et unconducteur 103 relie l'une des bornes de la lampe 95 à l'une des bornes d'amenée 97. La lampe 94 est combinée avec la fenêtre portant le signe "plus", la lampe 95 avec celleles lettres "O.K." et la lampe 96 à celle qui porte le signe "moins".
Pour la bonne compréhension des dispositifs électriques on supposera d'abord que le bras 59 du levier coudé occupe une position où il est dégagé des deux contacts 78 et 73. Dans cette position de fonctionnement le courant électrique est envoyé par les bornes 97 aux deux c8tés de la lampe 95 à travers les deux résistances (ou impédances) 98 et 100). Dans ces conditions, la lampe 95 s'allume et les deux lampes 94 et 96 restent éteintes.
Si le bras 59 est alors amené dans la position représentée sur la Figure 4, où il coopère avec le contact 72, l'une des bornes d'arrivée de courant sera raccordée à la lampe 94 par le conduc- teur 92, le contact 89, le contact 71, le contact 72 et le con- ducteur 93. L'autre borne de la lampe 94 est déjà raccordée à l'autre borne d'arrivée de courant par le conducteur 99 et la résistance 98. Le courant est ainsi envoyé dans la lampe 94 et comme le courant tend aussi à arriver par cette même résistance dans la lampe 95, la chute de tension dans la résistance 98 augmente. La lampe 95 doit en outre recevoir son courant par la résistance 100.
Si par conséquent la lampe 95 doit fonctionner sous la même tension que la lampe 94, elle ne restera pas allumée davantage, le courent qui la traverse étant insuffisant, tandis que la lampe 94 s'allume alors. La lampe 96 reste évidemment inactive.
Si le levier coudé oscille pour prendre la position où le bras 59 ferme les contacts 71 et 73, l'une des bornes d'arrivée de courant est alors raccordée a la lampe 96 par le conducteur 92, le contact 89, le contact 71, le contact 73 et le conducteur 91. L'autre borne de la lampe 96 est reliée par le
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conducteur 102 et le conducteur 99, à travers la résistance 98 à l'autre borne d'arrivée de courant 97. Pour les raisons indi- quées au sujet de la lampe 94, la lampe 96 s'allume et le courant passant par la lampe 95 est inssufisant pour allumer celle-ci.
On comprendra donc que quand le contact 71 est dégagé des deux contacts 72 et 73, la lampe 95 s'allume. Si le contact 71 coopère avec le contact 72, alors la lampe 94 s'allume. Si le contact 71 coopère avec le contact 73 alors la lampe 96 s'allume. La coopération des contacts 71 et 72 se fait lorsque la pièce flottante 56 est élevée, tandis que la coopération des contacts 71 et 73 a lieu quand la pièce flottante descend, et entre ces deux positions le contact 71 est libre. Pour utiliser l'appareil décrit, on amène le tasseau 4 dans la position convenable en opé- rant les ajustements indiqués, et on ajuste également en place le tasseau mobile 3 suivant l'indication qu'on désire obtenir de l'appareil.
Une pièce finie présentant une dimension nominalement exacte, ou un calibre correspondant à la dimension exacte peuvent être introduits entre les tasseaux 3 et 4, l'ajustement étant alors effectué de manière que le contact 71 soit dégagé des deux con- tacts 72 et 73. On peut effectuer cet ajustement en utilisant le bouton de commande 81 et on opère l'ajustement final au moyen du bouton de commande 75 correspondant aux contacts 72 et 73. On place le contact 72 dans la position voulue pour que quand la distance entre les tasseaux 3 et 4 correspond à la limite supérieure de la tolérance, par rapport à la dimension nominalement exacte, les contacts 71 et 72 soient fermés.
On place également le contact 73 dans la position voulue pour que quand les tasseaux sont écartés l'un de l'autre d'une distance egale à la limite inférieure de la tolérance, les contacts 71 et 73 soient fermés. De cette façon, lorsque les pièces à véri- fier sont ensuite placées entre les tasseaux pour être examinées de la manière ci-dessus indiquée en ce qui concerne la dimension considérée, l'une ou l'autre des trois lampes 94,95 eu 96 s'al- lume alors suivant que les pièces sont nominalement exactes, qua- les dépassent la limite supérieure de la tolérance ou qu'elles n'atteignent pas la limite inférieure de la tolérance.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Appareil pour vérifier les dimensions de pièces ou éléments, caractérisé en ce qu'il comporte un tasseau ou autre face de calibrage analogue susceptible de venir en contact avec l'élément ou la pièce et d'en calibrer une dimension en se déplaçant, et en ce que les déplacements du calibrage du tasseau sont transmis à un levier articulé qui commande un bras mobile entre une paire de contacts êlectriques combinés avec un jeu de signaux lumineux, la disposition étant telle que quand le tasseau calibre une dimension qui est nominalement exacte le bras ne ferme aucun des contacts électriques et un signal lumi- neux indique que la dimension est nominalement exacte, tandis que quand le tasseau calibre une dimension qui dépasse la limite su- périeure de la tolérance d'erreur,
ce bras ferme l'un des con- tacts électriques et allume ainsi un autre signal lumineux cor- respondant à cette situation, tandis que quand cette dimension n'atteint pas la limite inférieure de la tolérance d'erreur, le bras ferme l'autre contact et provoque l'allumage d'encore une autre lampe de signalisation pour indiquer cette situation.