Appareil pour déterminer un écart de rectitude d'une ligne sur une surface
La présente invention a pour objet un appareil pour déterminer (c'est-à-dire pour mesurer ou indiquer) un écart de rectitude d'une ligne sur une surface, par exemple une surface cylindrique interne ou externe.
On connaît des appareils pour vérifier l'écart de rectitude d'une surface dans lesquels un palpeur est dÚplacÚ en travers de la surface pour effectuer un mouvement, gÚnÚralement dans une direction normale Ó la surface à vérifier, conformément à l'écart de rectitude de cette surface. Le mouvement du palpeur est déterminé par rapport à une ligne de repère parfaitement rectiligne. Dans le cas où la vérification est effectuée le long d'une surface cylindrique, la détermination résul- tante peut être représentative soit du fait que l'axe de la surface à vérifier n'est pas parfaitement rectiligne, soit de variations du diamètre de calle-ci, soit des deux.
Ainsi, à moins qu'il ne soit connu que l'une ou l'autre de ces formes d'écart est entièrement absente de la surface à vérifier, cette détermination résultante ne peut être interprétée immédiatement. En outre, il est diffi- cile de distinguer entre les deux formes de déviations, après une rotation de la surface de 1800 autour de son axe ou après un retournement de cette surface bout à bout, en partie parce qu'il est difficile d'assurer que la surface reprenne de façon répétée la même position sur son support. Dans le cas des appareils connus, des difficultés analogues se présentent lorsqu'il s'agit de vérifier le parallélisme de faces opposées planes d'une pièce de section carrée ou rectangulaire.
Il y a lieu de mentionner également que des dispositifs pour mesurer le diamètre d'une surface cylindrique en divers points de sa longueur sont également connus, mais de tels dispositifs ne donnent pas une détermination d'un écart de rectitude de l'axe de la pièce.
Un but de la présente invention est de fournir un appareil permettant de vérifier de manière concluante l'écart de rectitude le long d'une surface.
L'appareilfaisantl'objetde la présente invention comprend deux palpeurs destinés à effectuer un mouvement de translation le long de la surface à vérifier, portés par un chariot mobile le long d'une ligne de référence rectiligne, les palpeurs étant montés sur le chariot de manière à effectuer, au cours de sa translation, un mouvement dans une direction normale à la surface à vérifier afin d'actionner des organes détec- teurs répondant à ce mouvement des palpeurs par rapport à la ligne de référence.
Il est caractérisé en ce que les deux palpeurs sont agencés pour se déplacer en translation dans un plan commun le long de chemins constitués par l'intersection du plan commun avec la surface à vérifier, chacun de ces palpeurs exécutant son mouvement dans ledit plan commun en se rapprochant ou s'écartant de l'autre palpeur suivant le sens de l'écart de rectitude existant, et en ce qu'il comprend un instrument de lecture auquel le signal de sortie des organes détecteurs est transmis, cet instrument étant agencé pour fournir deux lectures représentant respectivement le mouvement des deux palpeurs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention :
La fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution, après retrait d'un carter, agencée pour vérifier une surface cylindrique externe.
La fig. 2 est une élévation correspondant à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale de cette fonte d'exécution, et
les fig. 4, 5 et 6 sont des vues correspondant respec tivement aux fig. 1 à 3, de cette forme d'exécution agencée pour vérifier une surface cylindrique interne.
L'appareil est décrit en premier lieu en référence à la vérification d'une surface cylindrique, mais n'est pas limité à ceci.
Cet appareil comprend un carter allonge A (fig. 3) supporté par un socle Ai et à 1'intérieur duquel est monté de façon fixe un arbre horizontal B s'étendant d'une extrémité à l'autre du carter. Cet arbre B est de section constante exactement circulaire, et a un axe absolument rectiligne fournissant une référence pour la mesure. Un chariot C peut être déplacé le long de cet arbre B soit à la main, soit par un entraînement à moteur non représenté.
Le chariot C chevauche la surface supérieure de l'arbre B sur une partie de la longueur de celui-ci et présente du côté inférieur deux paires longitudinalement espacées de sabots de portée Ca espacés angulairement, les sabots de chaque paire reposant sur l'arbre aux extrémités de rayons faisant des angles égaux avec la verticale sur les côtés opposés de celle-ci. Le chariot C est ainsi supporté en fait sur une portée en V s'étendant axialement ayant un plan bisecteur vertical qui constitue un plan de référence passant par l'axe de l'arbre B.
Au chariot C est fixé un bras C s'étendant vers de bas derrière l'arbre B, l'extré- mité inférieure de ce bras portant un coulisseau C maintenu en engagement avec un arbre auxiliaire BI horizontal, qui n'est pas nécessairement exactement rectiligne, monté dans le carter A au-dessous de l'arbre de référence B, son axe étant situé dans le plan bisecteur de la portée en V reposant sur l'arbre de référence.
Un organe DI disposé immédiatement au-dessous de l'arbre de référence est suspendu au chariot C au moyen de supports Da qui se trouvent approximativement dans des plans verticaux parallèles à l'arbre de référence et respectivement en avant et en, arrière de cet arbre, l'organe Dl formant partie d'un cadre D qui s'étend en avant à travers une fente A2 formée d'un bout à l'autre du carter A, et porte deux palpeurs E destinés à venir en engagement avec la. surface d'une pièce F à vérifier.
La pièce F est montée sur deux supports G réglables espacés horizontalement et montés de façon amovible devant le carter A de manière que l'axe de la surface cylindrique de la pièce F à vérifier soit horizontal et parallèle à l'arbre de référence B et au même niveau que ce dernier. Afin de permettre ce réglage de la position de la pièce de travail, chaque support G comprend une console Gl fixee au carter par une vis de fixation G2 et un bloc en V G3 sur chaque console.
La console G'est régDable en direction verticale par une vis de réglage G4 tandis que le bloc G3 est réglable en avant et en arrière en direction horizontale par rapport à la console, au moyen d'une vis de réglage G,,.
Pour la vérification d'une surface cylindrique externe, les deux palpeurs E sont respectivement vissés dans les extrémités inférieures des bras D3 d'un élément de cadre en U inversé formant une partie amo- vible du, cadre D en avant du carter A. La traverse D4 de cet élément de cadre s'étend au-dessus de la pièce F dans une direction transversale par rapport à la longueur de celle-ci et les deux palpeurs sont dirigés l'un vers l'autre.
L'agencement est tel que les deux palpeurs
E se trouvent alignés l'un avec l'autre sur la normale au plan de référence qui coupe l'axe de l'arbre de référence B, de sorte que lorsque le chariot C est déplacé le long de l'arbre de référence, les deux palpeurs se déplacent dans un plan horizontal, appelé ci-après plan de travail, qui est normal au plan de référence et coupe ce plan de référence suivant l'axe de l'arbre de référence. Ainsi, lorsque les supports G sont ajustés de manière que l'axe de la surface à vérifier de la pièce F se trouve également dans le plan de travail, la ligne contenant les deux palpeurs E constitue un diamètre de cette surface à vérifier.
Les bras dirigés vers le bas D de l'élément de cadre en U inversé portant les palpeurs E sont ajustés pour pouvoir coulisser le long de la traverse D4 afin que l'on puisse amener l'un ou l'autre des palpeurs en engagement avec la surface Ó vÚrifier, une vis D5 Útant disposÚe pour verrouiller chacun de ces bras dans la position de rÚglage choisie. Le réglage fin peut être effectué si on le désire en vissant l'un ou l'autre palpeur E plus ou moins dans le bras DS dans lequel il est monté, comme indiqué.
Grâce à la flexibilité des rapports D2, le cadre de support D des palpeurs est poussé soit vers l'avant soit vers l'arrière par rapport au chariot C de sorte que le palpeur choisi E est repoussé vers la surface à vérifier de la. pièce F pour rester en engagement avec celle-ci.
Ainsi en effectuant la commutation, les deux palpeurs E peuvent être amenés en engagement avec la surface à vérifier, sélectivement, respectivement en des points diamétralement opposés de cette surface à vérifier, et au cours de deux entraînements de trans-ladon successifs, les d'eux palpeurs peuvent être entraînés en translation le long de la surface à vérifier chacun à son tour, respectivement le long de deux chemins diamétralement opposés sur cile-ci. Pendant la translaon,lepalpeuractif E exécute un mouvement, dans le plan de travail, dans une direction normale à la direction de translation suivant le degré d'écart de la ligne droite de la surface à véri- fier.
Ces mouvements sont permis par la flexion dos supports De du cadre de support D des palpeurs.
Avec l'agencement décrit cidessuls, le mouvement du palpeur actif E par rapport au plan de rÚfÚrence est dÚ uniquement Ó l'Úcart de la ligne droite de la surface à vérifier de la pièce F, des erreurs possibles duesàl'écartdela.lignedroitedel'arbre de guidage supplémentaire BI étant réduites à un minimum grâce au fait que le plan de travail est normal au plan de référence, c'est-a-dire le planbisecteurdelaportée en V du chariot C sur l'arbre de référence B, et coupe ce plan de référence suivant l'axe absolument droit de l'arbre de référence.
Pour dÚceler le mouvement du palpeur actif E, le mouvement du cadre D de support de palpeur par rapport au chariot C est mesurÚ au moyen d'un dÚtecteur électromagnétique.
Ce détecteur est monté suivant la ligne contenant les palpeurs E et comprend un enroulement de stator H sur le bras de chariot C3 qui s'étend vers le bas derrière l'arbre de référence B, et une armature ? sur le côté arrière du cadre de support D des palpeurs. Le courant de sortie du détecteur H, HI est amené à un amplificateur (non reprÚsentÚ) et de lÓ Ó un instrument de mesure ou indicateur (non reprÚsentÚ), par exemple un enregistreur Úlectrique connu. On s'arrange de prÚfÚrence pour que pendant les deux translations successives les deux traces soient enregistrÚes en phase l'une au-dessus de 1'autre sur une mÛme bande. L'espacement entre les deux traces est arbitraire et peut Ûtre fixÚ Ó volontÚ en effectuant le rÚglage de 1'amplificateur.
Cependant, la variation de l'espacement entre les deux traces est une mesure vraie de la variation de diamètre de da surface à vérifier de la pièce de travail F, tandis que l'écart de la ligne droite de la ligne moyenne entre les deux traces est une indication précise de l'écart de la ligne droite de l'axe de la. surface à vérifier dans le plan dans lequel est effectuée la mesure.
Afin d'obtenir des rÚsultats exacts, il est important de supporter la surface Ó vÚrifier de fa¯on que son axe soit disposé exactement dans le plan de travail, dans la mesure où l'écart de la ligne droite de cet axe rend la chose possible. Ainsi, lors, de la mise en place, les supports G sont ajustés tour à tour (avec un palpeur E déplacé transversalement jusqu'à ce qu'il soit adjacent au support de travail G à régler) jusqu'à ce qu'on obtienne chaque fois une lecture optimum sur un instrument de mesure à lecture directe non représenté connu.
Une aide supplémentaire pour obtenir un montage correct peut être obtenue en prévoyant des moyens pour faire dévier les palpeurs actifs E en travers de la surface à vérifier dans une direction à angle droit de la direction de translation. A cet effet un coulisseau C4 sur l'arbre auxiliaire Bl est porté par une vis Có réglable pour se rapprocher ou s'écarter du guide supplémen- taire.
Lorsque cette vis C5 est réglée, le support de palpeurs D tourne d'un petit angle autour de l'arbre de référence B ce qui provoque un mouvement du palpeur actif E dans une direction générale verticale. le réglage des supports G de la pièce F est effectué de manière que pour au moins deux positions du palpeur E espa- cées le long du mouvement de translation de celui-ci, la même position de réglage de la vis de réglage C5 donne des mesures maximums sur l'instrument de mesure final.
Afin de permettre d'effectuer le changement de la direction dans laquelle le cadre de support D des palpeurs est repoussé pour s'adapter au palpeur actif, on peut utiliser commodément un mécanisme à ressort à genouillère.
Un ressort à lame J est connecté entre la base du cadre de support D des palpeurs et un petit bras pivotant Jt, pouvant être déplacée avant et en arrière sur une console J2 montée sur le bras de chariot C ? au-dessous du niveau de Marbre de référence, ce ressort Ó lame Útant mis sous tension pour prendre une position courbe, soit vers l'avant comme montrÚ en traits continus soit vers l'arrière comme montré en traits interrompus afin de déterminer deux positions actives du bras pivotant. Ce bras Jl peut être déplacé entre les positions actives avant et arrière au moyen d'une vis de réglage J3 agissant contre l'action d'un ressort de retenue J4.
L'élément de cadre en U inversé D3, D4, formant partie du cadre de support D des palpeurs est formé de façon à constituer une partie amovible de ce cadre afin de permettre qu'il soit remplacé par un autre élément de cadre portant des palpeurs agencés pour vérifier unesurfacecylindrique interne. L'appareil est reprÚsentÚ pourvu de cet ÚlÚment de cadre alternatif aux fig. 4, 5 et 6. Cet ÚlÚment de cadre est de forme rectangulaire allongée dans un pian horizontal, un bras
DO de deux longs bras DG et D7 étant amovible et destiné à s'étendre à travers l'intérieur de la pièce F à vÚrifier et parall¯lement Ó 1'axe de celle-ci.
Ce bras amovible D6, constituÚ par un tube lÚger, ports deux palpeurs E1 montÚs en alignement sur lui, ces palpeurs étant dirigés vers l'extérieur dans des sens opposés dans une direction horizontate transversale à la direction de translation. Comme précédemment, l'agence- ment est tel que pendant tout le mouvement de translation les deux palpeurs E1 restent dans un plan de travail normal au plan de rÚfÚrence et passent par 1'axe de l'arbre de référence B. La pièce F est de nouveau amenée en position, par le réglage des supports de travail G, de manière que l'axe de la surface à véri- fier se trouve également dans ce plan de travail.
Les extrémités du bras amovible DO sont fixées à des éléments d'extrémité D8 du cadre au moyens d'accouplements à fente et goupille, de sorte que le bras peut être déplacé en avant ou en arrière pour amener soit l'un des palpeurs El soit l'autre palpeur Et en enga gement avec la surface à vérifier, des vis de blocage D9 étant disposées à l'extrémité du cadre pour verrouiller le bras DO dans la position d'ajustement choisie.
A une extrémité du cadre (l'extrémité de gauche à la fig. 4) l'accouplement est également agencé pour former un montage pivotant de manière qu'au moyen d'une vis de réglage DIO à l'autre extrémité du cadre et avec laquelle le bras DO est maintenu en engagement au moyen d'un ressort de tension Dt1, on puisse effectuer un réglage fin de la position de l'un et l'autre palpeur Et.
L'arbre de référence parfaitement rectiligne décrit ci-dessus peut être remplacé par un arbre parfaitement circulaire mais non nécessairement parfaitement rectiligne, tournant de façon continue.
Dans ce cas la position moyenne de l'axe de cet arbre fournit une ligne de rÚfÚrence parfaitement rectiligne. D'autre part, il y a lieu de mentionner que si 1'arbre de guidage supplÚmentaire est constituÚ par un deuxième arbre parfaitement rectiligne il ne sera pas nécessaire que le plan de travail contenant les palpeurs passe par l'axe de l'arbre de référence. En outre. on comprendra que la ligne de référence parfaitement rectiligne nécessaire peut être réalisée autrement qu'au moyen d'un arbre de référence. Enfin, le mouvement de chaque palpeur peut être détecté par rapport au u cadre qui le supporte, et dans ce cas on peut utiliser deux détecteurs afin de permettre aux deux palpeurs d'être actifs au cours d'un seul entraînement de translation.
Dans le cas de l'agencement mentionné en dernier lieu, il n'est pas nécessaire que le cadre de support des palpeurs soit monté de manière flexible par rapport au chariot, de sorte que ce cadre peut être consi deré alternativement comme faisant partie du chariot.
Finalement, il est clair que l'agencement décrit ci-dessus, et plus particulièrement lorsqu'il est pourvu des acces soires pour la vérification d'une surface cylindrique extérieure, peut être utilisé aussi pour vérifier les faces opposées d'une plaque ou d'une barre, aussi bien pour mesurer l'écart de rectitude de ces faces le long de la plaque ou barre que pour mesurer le manque de paral lélisme de ces faces.