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"Dispositif pour le contrôle du profil longi- tudinal des canaux de faible diamètre".-
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La présente Invention se rapporte aux dispositifs pour le contrôle du profil longitudinal des canaux de faible diamètre (cylindriques, coniques et courbes) et plus par- ticulièrement aux dispositifs pour le contrôle du profil longitudinal des canaux dont les parois sont bombées vers l'intérieur, surtout des canaux des filières utilisée en tréfilerie.
On connaît déjà. les appareils à palpeur de contact se déplaçant à l'intérieur du canal à contrôler pour traoer le prof il longitudinal cherché.
Les appareils en question ont un champ d'emploi limité et ne peuvent être utilisés pour le contrôle des canaux de faible diamètre intérieur.
Des dispositifs ont été proposés, oonstitués par une adaptation lumineuse servant à émettre un faisceau lumi- neux passant par le oanal à contrôler et par le système optique d'un microscope adapté pour l'observation des sec-, tions transversales du canal à contrôler.
Le microscope permet d'examiner le canal à contrôler sous des angles différents par rapport à son axe central et de tracer la génératrice du canal d'âpres les résultats des observations.
L'utilisation de tels dispositifs demande un temps considérable, ce qui ne permet pas leur emploi pour le contrôle industriel du profil longitudinal des canaux des filières, injecteurs, etc.
Conformément à ce qui a été dit, le but de la présente invention est de créer un dispositif qui permettrait de
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contrôler industriellement, rapidement et avec précision, les canaux de diamètres suffisaient faibles.
Un autre objet de l'invention est de créer un dispo- sitif qui permettait de contrôler le profil longitudinal des canaux cylindriques, coniques et courbes, de préférence à parois bombées à l'intérieur.
Le but de l'invention est encore de.créer un dispositif permettant d'observer directement ou bien d'enregistrer le prof il longitudinal du canal à contrôler.
La présente invention repose sur le problème à résoudre . suivant : créer un dispositif propre à déterminer automa- . tiquement.et consécutivement les différentes sections inclinées du canal à contrôler et à trouver le profil longitudinal 'du canal d'après les sections en question.
Pour résoudre le problème posé,il a été prévu dans le dispositif pour le contrôle du profil longitudinal des canaux de faible diamètre, selon la présente invention, un mécanisme. d'entraînement ,adapté pour assurer des déplacements angu- laires réciproques répétés de l'élément de. sortie du système optique avec un dispositif de réception etde l'objet percé du ,canal à contrôler, avec un dispositif lumineux et un élément . d'entrée du système optique;celui-ci est muni d'un dispositif pour étaler les images des sections du canal obtenues par l'élé- ment d'entrée au cours des déplacements mentionnés.
Ces images
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qui sont 'approx1mvtivCl:ent des ellipses, sont tranetorm6oe en bandes lumineuses dont la largeur est proportionnelle aux petits axes des ellipses et sont projetées par l'inter- médiaire de l'élément de sortie sur le dispositif de réception.
Le mécanisme d'entraînement peut être accouplé à un système optique qui se présente sous la forme d'un ensemble
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équilibré adapté pour tourner autour d'un axe passant de préférence par le milieu du oanal à contrôler, perpendiculai- rement à son axe central, et ayant deux éléments réfléchissants, montés en des points diamétralement opposés par rapport au oanal à contrôler, pour transmettre à travers le canal le faisceau lumineux dirigé, ainsi qu'un dispositif pour étaler les imagea des sections du canal, se présentant sous l'aspect d'une lentille cylindrique tournant avec l'ensemble mentionné par rapport au dispositif de réception,
Dans une des versions d'exécution du dispositif,
au mécanisme d'entraînement est accouplé un polyèdre creux rota- tif à faces extérieures réfléchissantes adaptées pour transmettre le faisceau lumineux issu du dispositif lumineux, à travers le oanal à contrôler, vers l'élément d'entrée du système optique, sous différents angles par rapport à l'axe central du canal, l'élément d'entrée du système optique étant un prisme de renvoi calé à l'intérieur du polyèdre cité de manière à tourner avec lui par rapport au dispositif de réoeption fixe, et le dispositif pour étaler l'image des sac- tions du oanal étant une lentille cylindrique.
Le mécanisme d'entraînement peut être accouplé à l'objet percé du canal à contrôler et à l'élément de sortie réfléchissant du système optique pour leurs déplcments angu- laires répétés communs par rapport au même axe passant par le
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milieu du canal à contr8lergperpendieulaïrement à son axe central, les autres éléments du système optique et le dispositif de réoeption étant fixes.
Dans une autre version d'exécution du système, le dispositif pour l'étalement des images des sections du oanal à contrôler, ainsi que les éléments d'entrée et de
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sortie, sont exécutas sous l'aspect d'un élément rotatif possédant pour le moins une portion cylindrique réfléchissante adaptée pour l'étalement et la transmission des images des sections du oanal vers le dispositif de réception fixe et accouplée au mécanisme d'entraînement pour les déplacements angulaires répétés par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe central du canal à contrôler et à la génératrioe de la portion cylindrique.
Afin d'améliorer la qualité des images, on peut in- teroaler entre l'élément de sortie du système optique et le dispositif de réoeption, un convertisseur électronique optique à forte post-luminescence.
L'invention est expliquée ci-après par la description et les dessins suivants joints au présent mémoire.On y voit ,en :
Figure 1, un schéma de principe du dispositif de contrôle du profil longitudinal des filières.
Figure 2,a, b, c, d, e, différentes positions consé- cutives réciproques du canal à contrôler et du dispositif de réception dans le dispositif de la figure 1.
Figure 3, une version d'exécution du dispositif aveo système optique tournant par rapport au canal à contrîler.
Figure 4, une version d'exécution du dispositif avec rotation de la filière percée d'un canal à contrôler en mtme temps que l'élément de sortie réfléchissant du système optique.
Figure 5, une version d'exécution du dispositif avoo polyèdre rotatif réfléchissant et filière immobile.
Figure 6, une partie du dispositif de la figure 5 (vue latérale).
Figure 7, une version d'exécution du dispositif avec
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élément cylindrique réfléchissant oscillant par rapport à la filière.
Un faisceau de rayons lumineux parallèles 3 est envoyé à travers le canal à contrôler I(figure 1) de la filière 2.
Ce faisceau en sortant du canal 1 est réfléchi par le miroir 4 sur l'écran de réception 5.
A l'aide du dispositif d'entraînement gênerai sont réalisées les oscillations angulaires synohrones interliées de la filière 2 par rapport à l'axe 7 ot de l'écran 5 par rap- port à l'axe 8. Le miroir 4 est également animé d'un mouvement oscillatoire angulaire.
Sur les figures 2 a, b, c, d, e, sont représentées les phases successives de fonctionnement du dispositifde la figure 1. Lorsque la filière 2 pivote d'un angle 0 autour de l'axe 7, l'écran de réception pivote du même angle 0 autour de l'axe 8, Au cours de cette rotation, le faisceau lumineux 3, dont la direction ne change pas, prend à sa sortie du canal I des sections transversales S variées dont la forme est approximativement celle d'ellipses à paramètres variables,
Les ellipses en question, qui correspondent aux sec- tions inclinées du canal I ,sont étalées par le miroir oscillant dans la direction des grands axes des ellipses, jusqu'à ob- tension de bandes lumineuses dont la largeur est égale aux petits axes des ellipses et sont projetées sur l'écran 5.
Par suite des oscillations angulaires mentionnées de l'éoran 5, les bandes lumineuses qui viennent s'y projeter se superposent dans des positions angulaires réciproques correspondantes pour former une image résultante dont la par- tie centrale correspond au profil longitudinal du canal à contrôler I. Les canaux contrôlés par le dispositif considéré -6-
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doivent posséder des parois bombées à l'intérieur afin que toutes les portions du profil du canal aient des points de contact avec le faisoeau lumineux dirigé passant par le canal.
Compte tenu de l'impératif indiqué, les canaux de configurations variées à parois tant oourbes que brisées, avan- cées à l'intérieur, peuvent être contrôlée.
Une des versions d'exécution du dispositif pour le contrôle du profil longitudinal des canaux prévoit le montage fixe de la filière 2( figure 3) sur le support 9. Le système optique du dispositif est conçu sous l'aspect de l'ensemble équilibré 10 que le dispositif d'entraînement 6 fait tourner dans les roulements 11, 12 par rapport à l'axe passant par la portion médiane du canal I, perepnd@culairment à son axo central.
L'ensemble 10 du système optique comprend deux éléments réfléchissants inclinés 13, 14 diamétralement opposés par rapport au canal 1 et adapt:'s pour transmettre le flux lumi- neux qui, étant issu de la source 15, pause à travers le condenseur 16 et le canal à contrôler 1.
Apres avoir été renvoyé par la face réfléchi sante, le flux lumineux se réfléchit consécutivement sur les faces internes des prismes 17, 18, passe par l'objectif 19 et la lentille cy- lindrique 20 pour arriver au dispositif de réception 21*
La lentille cylindrique 20 étale l'image dos différentes sections du canal I obtenues lors de la rotation de l'ensemble 10 par rapport à la filière 2, en bandes lumineuses projetées en des positions angulaires réciproques sur le dicpositif de réception 21.
Le contre-poids 22 cet prévu pour équilibrer l'ensemble rotatif 10.
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Pour la mise au point de l'image des sections du canal I, l'objectif 19 peut être déplacé le long de l'axe op- tique.
Selon une autre version d'exécution du dispositif, la filière 2, placée dans la monture 23 (figure 4), et le miroir 24 du système optique sont accouplée au dispositif d'entraînement 6.
Des oscillations angulaires communes sont communiquées à la filière 2 et au miroir 24.
Le faisceau lumineux de la source 15 passe par le con- denseur 16, se réfléchit sur le mi:oir incliné 25 et passe par le canal à contrôler I.
Une fois issu du canal I, le faisceau passe par l'objectif 19 puis par le diaphragme 26, les prismes 27, 28, les lentilles divergente et convergente 29, 30,arrive au miroir cylindrique 20 qui étale l'image de la section du canal 1 jusqu'à formation de bandes lumineuses projetées par le miroir pivotant 24 sur le dispositif de réception 21.
Les oscillations de la filière 2 pouvant provoquer la vibration du dispositif, ce qui nuirait à la précision du contrôle du profil du canal, il est parfois rationnel de faire tourner uniformément la filière 2 et le miroir 24.
Dans le dispositif pour le contrôle du profil longi- tudinal de la filière illustré aux figures 5, 6, on a accouplé o.u dispositif d'entraînement 6 le polyèdre rotatif 31 à faces extérieures réfléchissantes.
La filière 2 @st placée sur le support 9. Le faisceau lumineux issu de la source 15 passe par le condenseur 16, ce réfléchit sur le miroir 32 et vient frapper la surfaoe réfléchissante du polyèdre 31. Lorsque le polyèdre 31 tou@me,
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le faisceau lumineux dévie, passe par la lentille 33 et pénè- tre dans le canal à contrôler I sous des angles différents, toujours égaux au double de l'angle (2 0) de rotation du polyèdre 31.
A la sortie du oanal à contrôler I, le faisceau lumineux passe par l'objectif 19, le diaphragme à fente 34, se réfléchit sur le miroir 35, est étalé par la lentille cylindrique 36 puis envoyé par les miroirs 37, 38 dans le prisme de renvoi 39, solidaire du polyèdre rotatif 31.
Lorsque le polyèdre 31 et le prisme 39 pivotent, les images des sections du canal 'étalées en bandes lumineuses sont consécutivement projetées sur le dispositif de récep- tion 21 en leurs positions angulairec réciproques qui correspondent exactement à chaque instant à l'angle (0) de rotation du polyèdre 31 et donc à l'angle (2 0) d'entrée du faisceau lumineux dans le canal I.
La lentille cylindrique 36 doit avoir la plus grande distance focale possible et être placée le plus loin possible du prisme 39, sur l'axe optique, afin d'exclure les aberrations indésirables.
Lorsque le nombre de faces réfléchissantes du polyèdre 31 est suffisamment élevé, sa vitesse de rotation peut être très faible et les éléments du système optique du dispositif ne subiront pas d'actions mécaniques étrangères.
La version d'exécution constructive la plus simple du dispositif, selon la présente invention, prévoit la mise en place d'un miroir cylindrique mobile 40 (figure 7) là où le faisceau lumineux dirigé sort du canal à contrôler 1 de la filière 2 montée fixe.
Le dispositif d'entraînement 6 communique au miroir 40
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des oscillations angulaires par rapport à l'axe 41 qui, lui, est perpendiculaire à l'axe oentral du canal à contrôler et à la génératrice du miroir cylindrique 40.
Le miroir oylindrique 40 en oscillant étale les images des sections du canal 1 en bandes lumineuses il est adapté pour la transmission de ces bandes dans leur position angulaire réciproque par rapport au dispositif de réception 21;
Une telle construction est destinée essentiellement au contrôle des canaux coniques.
Dans toutes les versions d'exécution du dispositif considérées, le dispositif de réception 21 peut être soit une chambre photographique chargée de plaques sensibles sur lesquelles est fixée l'image caractérisant le profil longi- tudinal du canal, soit un écran muni d'éléments de lecture (réticule grandué, curseurs) et adapté pour l'observation directe de l'image résultante caractérisant le profil longitudinal du canal.
Le dispositif d'entraînement peut être tout moteur et vibrateur appropriés.
Il est possible de placer à la sortie du système opti- que du dispositif des convertisseurs électroniques optiques, de préférence à forte post-luminescence, ce qui permet d'obte- nir des images de haute qualité et de diminuer la vitesse des déplacements angulaires de l'élément mobile du dispositif.
Il va de soi qu'outre les versiona considérées dans la description, il est possible d'avoir d'autres versions d'exé- cution du dispositif sans s'écarter de l'idée essentielle de la présente invention fixée dans les revendications.