Procédé de mesure et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'objet de la présente invention est un procédé de mesure, plus particulièrement applicable à des mesures de haute précision.
L 'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé selon la présente invention consiste à utiliser nn étalon de mesure présentant sur au moins une section longitudinale un profil en dents de loup, et à déplaeer ledit étalon en direction longitudinale, d'une quantité fonction de la valeur à mesurer, sa position étant ensuite repérée au moyen d'un palpeur que l'on introduit entre les dents, perpendiculairement au sens de déplacement de l'étalon, et dont on mesure la profondeur exacte d'introduction autorisée par la position de la dent rencontrée.
L'appareil permettant de mettre le procédé ci-dessus en oeuvre comporte un étalon en forme de tige eoulissante, le long d'au moins l'une des génératrices de laquelle son profil est en dents de loup, un palpeur étant disposé dans son voisinage, susceptible de s'introduire entre les dents perpendiculairement à l'axe de la tige, ce palpeur étant à son tour relié à des instruments mesurant la quantité dont il est suscepflble de pénétrer entre les dents de loup.
Le dessin annexé illustre un exemple de réalisation du procédé objet de l'invention et représciff e an surplus, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil de mesure suivant l'invention,
La fig. 1 illustre sehématiquement le prin. cipe de fonctionnement d'un appareil de mesure.
La fig. 2 est une coupe longitudinale d'un élément de mesure se composant de l'étalon et du palpeur.
La fig. 3 montre un micromètre pour mesures d'extérieur, utilisant l'élément de la fig. 2.
A la fig. 1, on voit un profil en dents de loup 1, appartenant à un étalon 2, mobile on direction des flèches 3, c'est-à-dire de son axe 4, cet étalon étant cylindrique, c'est-à-dire en forme de tige, de barre ou encore de tube.
Les dents 1 peuvent être taillées dans un plat de la tige, qui se présenterait alors comme une crémaillère, mais pourraient aussi constituer le profil d'un filetage ou encore d'une suite ininterrompue de gorges circulaires identiques et équidistantes.
Perpendiculairement à l'axe de déplacement 4 peut se mouvoir un palpeur 5, guidé sans jeu dans un bloe fixe et rigide 6.
Ce palpeur peut se mouvoir entre une position reculée extrême correspondant à ce qui est représenté en 5' en traits mixtes, et la position avancée 5, dans laquelle son extrémité libre entre en contact avec une dent.
I1 est clair que l'amplitude du mouvement d'avancement possible du palpeur 5 dépend de la position de l'étalon 2 et qu'en consé yuence, si l'on connaît l'inclinaison des dents de loup et leur pas, il est possible de déterminer avec précision la position de ce dernier en fonction du rang de la dent que le palpeur rencontre et de la profondeur à laquelle il est possible de l'y introduire jusqu'au contact.
Pour effectuer une mesure de position de l'étalon, on commencera donc par retirer le palpeur à la position extrême 5', pnis on amè- nera l'étalon à telle position que l'on voudra, déterminée, par exemple, par sa rencontre avec un objet à mesurer, puis on fera avancer le palpeur de la quantité autorisée par sa rencontre avec ledit étalon, dont la position pourra être exactement repérée en fonction du pas des dents, du rang de la dent rencontrée, de l'inclinaison de cette dernière et de la position atteinte par le palpeur.
Il est donc nécessaire de pouvoir retirer le palpeur chaque fois qu'on déplace l'étalon, ce que réalise automatiquement le ressort 7.
Le palpeur est en d'autres termes normalement retiré, et l'application contre le plan incliné de la dent se fait à la main par l'in termédiaire du levier 8 et du bouton 9, attaché audit levier par l'intermédiaire d'un ressort 10.
En pressant sur le bouton, on tend le ressort et, avec une pression pratiquement constante, on provoque ainsi l'avancement et la mise en contact du palpeur avec l'étalon.
Le levier 8 oscille autour du point 11, très voisin de l'extrémité du palpeur qu'il rencontre, ce qui permet de l'utiliser comme mé- canisme multiplicateur destiné à actionner à son tour le palpeur 12 d'nn comparateur 13 par exemple. Ainsi donc, et toutes questions d'échelle et de rapport entre les éléments dessinés mises de côté, on voit qu'il est possible de déterminer la position exacte de l'étalon 2 en effectuant une lecture directe sur le com paradeur 13.
Il est évident que l'on pourrait utiliser tout autre moyen de mesure de la position du palpeur 5 qu'un levier et im comparateur, la condition à remplir étant simplement de pou wroir multiplier l'amplitude du déplacement du palpeur d'une quantité suffisante à permettre une bonne lecture des valeurs mesurées.
Les faces dorsales des dents de loup seront de préférence inçlinées à 45 , et le pas des dents sera de préférence d'un millimètre ou d'une fraction de millimètre offrant des facilités de lecture nomme, par exemple, le demimillimètre.
On se rend facilement compte que la disposition adoptée présente un sérieux avantage par rapport à nne mesure directe effectuée par l'intermédiaire d'un palpeur de comparateur.
L'amplitude des déplacements d'un palpeur de comparateur étant limitée, les mesures possibles le seraient de façon correspondante.
On verra, par contre, en décrivant le nouveau micromètre de la fig. 3, que la tige étalon 2 peut être de longueur pratiquement illimitée et autoriser tous les déplacements utiles à effectuer n'importe quelle mesure.
L'extrémité formant le doigt de contact du palpeur 5 est constituée de manière à ne rencontrer la face inclinée des dents de loup qu'en un point.
C'est pour cette raison que la partie correspondante du palpeur est plus inclinée que les dents du côté venant se placer en regard du plan incliné de ces dernières et que, de l'autre côté, un dégagement 14 s'oppose à toute rencontre avec la dent suivante, les dents elles-mêmes étant également dégagées, comme on le voit en : 15.
Avec l'inclinaison des faces dorsales des dents mentionnées plus haut, de 450, l'amplitude du déplacement du palpeur correspond exactement à l'amplitude du déplacement de l'étalon entre deux dents.
Il est évident qu'en constituant des dents par des filets ou des gorges circulaires, leur taille précise ne présente plus aucune diffi culté particulière, la rectification d'un filet ou d'une gorge étant une opération facile.
Le principe de mesure étant ainsi exposé, voici comment il est possible de constituer lm élément de mesure type, susceptible d'être utilisé dans de multiples appareils de mesure de haute précision.
La fig. 2 montre cet élément effectuant une mesure.
L'organe 16 est une barre filetée avec des dents de loup répondant aux conditions qui ont été énoncées pour l'étalon 2 de la fig. 1.
Cette barre peut se mouvoir axialement dans une douille 17, dans laquelle elle est guidée avec précision par les bagues 18 et 19.
Le tron centrai de la bague 19 est longi- tudinalement rainuré et coopère sans jeu avec des rainures longitudinales 20 correspondantes d'une tige terminale gnidant la barre 16 dans son coulissement axial. Ladite barre peut ainsi coulisser, mais non tourner autour de son axe.
A l'extrémité opposée, elle est guidée par une tige terminale 21, formant le doigt palpeur de l'étalon 16.
La douille 17 comporte une crémaillère 22 et peut, à son tour, se déplacer axialement sous l'influence d'une rone dentée 23 mue à la main, mais non tourner autour de son axe.
Perpendieulairement à l'axe de déplacement commun à l'étalon 16 et à la douille 17 se meut le palpeur 5, guidé dans une partie fixe 6 d'un bâti quelconque non représenté auquel appartient également la butée 24.
On voit bien qu'en plaçant un objet quelconque 25 à mesurer entre la butée 24 et l'extrémité 21 de l'étalon 16, il sera possible, en amenant l'extrémité dudit étalon en contact avec ledit objet, lui-même appliqué contre la butée fixe 24, de mesurer la distance que cet objet occupe entre ces deux pièces. La mesure est rendue possible en premier lieu par la détermination du rang du filet que le palpeur 5 rencontrera, et en second lieu par la profondeur à laquelle ledit palpeur pourra pénétrer entre les dents constituées par les filets.
La première de ces quantités fournira, par exemple, l'éloignement en millimètres de la butée 24 et la seconde les fractions de millimètre à y ajouter pour obtenir une mesure de haute précision.
Le déplacement de la douille 17 se fera
par l'intermédiaire de la roue dentée 23, celui
du palpeur comme indiqué précédemment.
Mais, comme la pression exercée par la
tige 21 sur l'objet 25 pourrait varier avec l opérateur, il faut éliminer cette source d'erreur, ce qui est réalisé par la disposition entre l'étalon 16 et la douille 17 de l'un ou l'autre des deux ressorts 26 et 27 et la présence de deux repères 28, dont l'un sur l'étalon, l'autre sur la douille.
Ces repères étant légèrement décalés, l'un par rapport à l'autre, comme représenté au dessin, on les amènera en regard l'un de l'autre à chaque mesure, ce qui oblige l'étalon 16 reculer dans la douille 17, contre l'action dn ressort 26, d'une quantité assurant une pression uniforme de ce dernier. La précision de mesure sera ainsi assurée par une pression tonjours égale de l'étalon contre l'objet à mesurer.
Si l'étalon, au lieu d'effectuer des mesures extérieures, devait effectuer des mesures intérienres, étant pour cela dép]acé en sens inverse de ce que l'on vient de dire, on prévoirait des repères décalés inversement de ce qui a été dessiné, et c'est le ressort 27 qui entrerait alors en jeu, étant entendu qu'un même appareil ne comportera jamais les deux ressorts à la fois.
La partie cannelée 20 a pour but de permettre, en démontant l'élément représenté, de le remonter après avoir fait effectuer une rotation à l'étalon autour de son ase. Cela permet, lorsque après de nombreuses mesures le palpeur 5 a usé l'étalon le long d'une génératrice, de travailler le long d'une autre géné ratrice sur des surfaces de contact encore intaetes.
Le palpeur 5 est, bien entendu, destiné ici anssi à transmettre ses mouvements à un sys tème indicateur en multipliant les amplitudes.
Au lieu, par ailleurs, de déterminer le rang du filet yni est en contact avec le palpeur, il est évidemment plus simple de munir la douille 17, par exemple, d'une échelle ou de repères qui, avec un repère, respeetivement nne échelle du bâti supportant le palpeur et la butée fixe 24, indique les déplacements de la douille 17 par rapport à un point de départ correspondant à l'application du doigt 21 contre ladite butée 24.
Chaque mesure se résume alors à la lecture de ce déplacement et à la lecture simultanée du déplacement du palpeur 5 amené en contact avee l'étalon 16. On utilisera, par exemple, une échelle en millimètres, en coopération avec un filet d'im millimètre de pas, disposée de façon à lire directement les millimètres sur l'échelle et les fractions sur le mé- canisme actionné par le palpeur 5.
La butée 24 devra être de position réglable, pour ramener l'ensemble au zéro chaque fois. que l'on tourne l'étalon 16 dans la douille 17.
Le micromètre de haute précision représenté à la fig. 3 utilise l'élément que l'on vient de décrire.
Dans im bâti 28, présentant une mâchoire 29, coulisse un élément 30, semblable à celai de la fig. 2, avec une crémaillère 31 permettant de le déplacer au moyen du volant 32.
La tige de mesure 33 de l'étalon de cet élément coopérant avec la butée fixe, de préfé rence réglable, située en 34, émerge du bati, d'où elle apparaît plus ou moins, selon la position de l'élément 30.
Cette position peut être lue en millimètres sur l'échelle 35, tandis que les fractions se lisent sur l'échelle micrométrique 36, par le procédé que l'on vient de décrire.
Le bouton 37, correspondant au bouton 9 de la fig. 1, sert à enfoneer le palpeur dans les filets de l'étalon à chaque mesure, tandis que l'on aperçoit en 38 les deux repères (28 de la fig. 2) qu'il faut amener en coïncidence à chaque mesure.
Il est possible de baser sur le principe décrit des appareils de mesure de toutes dimen sions, pour tous usages, pour mesures extérieures ou intérieures, de conicité, etc.
REVENDICATIONS:
I. Procédé de mesure, caractérisé par le fait qne l'on utilise un étalon de mesure présentant sur an moins iine section longitudi nale un profil en dents de loup, et que l'on déplace ledit étalon en direction longitudinale, d'une quantité fonction de la valeur à mesurer, sa position étant ensuite repérée au moyen d'un palpeur que l'on introduit entre les dents, perpendiculairement au sens de déplacement de l'étalon, et dont on mesure la profondeur exacte d'introduction autorisée par la position de la dent rencontrée.