La présente invention a pour objet une sonde pour appareils de mesure. Plus particulièrement, l'invention concerne une sonde permettant de déterminer à quel point de l'espace s'établit le contact entre un palpeur et un objet. Une telle sonde peut être supportée sur un coulisseau pour mesurer dans un châssis de mesure rectangulaire.
La sonde selon l'invention comprend une partie fixe, une partie mobile comportant un palpeur, des moyens pour placer la partie mobile en position de repos, des moyens de rappel pour solliciter la partie mobile vers sa position de repos, la partie mobile étant déplaçable de sa position de repos à l'encontre de l'action des moyens de rappel sous l'effet d'une force exercée sur le palpeur et étant capable de retourner à cette position de repos lorsque la force cesse de s'exercer.
Elle est caractérisée par au moins trois paires de contacts électriques disposés dans un plan commun, les contacts de chaque paire étant disposés respectivement l'un sur l'organe fixe, l'autre sur la partie mobile, des moyens de guidage distincts de ces contacts pour empêcher le mouvement de la partie mobile de rester parallèle audit plan, et un circuit électrique relié aux contacts de manière à changer d'état lorsque le contact électrique entre les contacts de l'une quelconque des paires se trouve rompu.
Différentes formes de réalisation de la sonde selon l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel:
la fig. I est une vue en coupe longitudinale d'une sonde,
la fig. 2 est une vue suivant la direction II-II de la fig. 1,
la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1,
la fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de la sonde,
la fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation.
En se référant maintenant aux fig. 1, 2 et 3, on voit une sonde 1 comprenant un palpeur 3 se terminant par une boule 14 et qui présente une première partie circulaire 30 qui engage trois contacts électriques 31, 32, 33 disposés dans le boîtier 2. Le boîtier comporte une première partie 34 et une seconde partie 35 isolée électriquement de la première par une membrane diélectrique 36 en forme de chapeau. Les deux parties du boîtier sont reliées ensemble par plusieurs boulons 37, chacun de ces boulons étant isolé de la seconde partie du boîtier par un isolant 38.
Un ressort à boudin 5 appuie légèrement le palpeur 3 dans sa position de repos contre les trois contacts électriques 31, 32, 33.
Une extrémité du ressort 5 est située dans un creux de la seconde partie du boîtier, tandis que l'autre extrémité engage une broche 40 ménagée sur une seconde partie circulaire 41 du palpeur, coaxiale à ce dernier. La position de repos du palpeur est, d'autre part, définie par la seconde partie circulaire 41 amenée en contact avec deux billes 43, 44 disposées radialement et une troisième bille 45 actionnée par ressort, et par une goupille de verrouillage 46 qui engage un alésage 47 dans la première partie circulaire 30. Un jeu 42 est prévu entre l'alésage 47 et la goupille de verrouillage qui limite la déviation angulaire du palpeur autour de son axe 49.
Les deux billes 43 et 44 sont fixées en position au moyen d'une colle de résine époxy introduite dans chacun des alésages radiaux 50, 51, et la troisième bille 45 est actionnée par un ressort à boudin 52 maintenu dans l'alésage radial 53 par un bouchon fileté 54. La bille 45 peut être empêchée de sortir de l'alésage par l'extrémité intérieure de celui-ci en matant ladite extrémité avant l'assemblage de l'ensemble.
Les trois contacts électriques 31, 32, 33 utilisés dans cette forme de réalisation comprennent trois billes disposées angulairement suivant des angles sensiblement égaux et fixées dans une rainure annulaire 55 ménagée dans le boîtier 2 et isolées de celle-ci au moyen d'une colle de résine époxy.
En fonctionnement, le contact du palpeur avec l'objet provoque la déviation de celui-ci et son déplacement par rapport au boîtier, ce qui cause la rupture du contact entre le palpeur et au moins un des contacts électriques 31, 32, 33 qui sont, dans la position de repos du palpeur, en engagement avec les plots de contact correspondants 56, 57, 58 du palpeur.
La rupture d'un des contacts est détectée par un circuit électrique série.
Dans cette forme de réalisation, le circuit passe par la bille 31 au plot de contact 56, qui est isolé du palpeur, le long d'un fil 59 fixé au palpeur à la seconde bille 32, le long d'un fil (non représenté) disposé dans la rainure annulaire 55 du boîtier, à la troisième bille 33, et sort vers un départ 60 par le plot de contact 58, le palpeur 3, le ressort 5 et la première partie du boîtier 2. I1 est clair que la goupille de verrouillage 46 et le jeu 48 coopèrent pour maintenir la correspondance entre les contacts électriques et les plots de contact, tout en permettant une déviation limitée du palpeur par rapport à sa position de repos.
En se référant maintenant à la fig. 4, on voit une variante, semblable à la réalisation décrite ci-dessus, dans laquelle les première et seconde parties circulaires 30, 41 respectivement, ne forment qu'une seule pièce, et les trois billes 31, 32, 33 sont maintenues par la première partie 34 du boîtier.
Dans cette forme de réalisation, il est nécessaire d'isoler le troisième plot de contact 58 du palpeur. Cela peut être réalisé en fixant le plot de contact 58 avec de la colle de résine époxy, et de le connecter par un fil (non représenté) au ressort 5 qui est isolé du palpeur par une bague isolante 60. Cela évite l'établissement d'un court-circuit par les billes 43, 44, 45.
Dans la forme de réalisation représentée en fig. 5, la partie circulaire du palpeur présente une périphérie courbe 70 ajustée avec précision dans un alésage cylindrique 71 ménagé dans la première partie 34 du boîtier. Le palpeur peut ainsi dévier par rapport à sa position de repos et se déplacer dans l'alésage, étant ramené dans cette position de repos sous l'action du ressort 5.
Dans toutes les formes de réalisation décrites, il est souhaitable que les trois plots de contact du palpeur engageant avec les billes 31, 32, 33 soient meulés perpendiculairement à l'axe du palpeur. De cette manière, le léger mouvement angulaire du palpeur permis par l'ajustement de la goupille de verrouillage 46 dans l'alésage 47 ne change pas les positions relatives de la boule 14 et du boîtier.
On notera que l'usure des surfaces du palpeur ou des billes ne faussera pas le fonctionnement de la sonde. Cela est dû au fait que l'usure ne se manifeste que par un changement de la position du centre de la boule 14 par rapport à la sonde. Ce changement de position, pour autant qu'il soit constant pendant une opération de mesure, est automatiquement compensé lorsque le profil de l'objet mesuré est calculé à partir des points de sa surface, tels que déterminés au moyen du châssis de mesure de coordonnées.
Pendant la mesure d'un objet à l'aide d'une des formes de réalisation de la sonde ci-dessus décrites, une série de lectures sont effectuées à différentes positions de l'objet, de manière à produire des informations qui peuvent facilement constituer des données d'entrée d'un ordinateur programmé pour comparer l'objet mesuré avec un objet étalon. Les sondes selon l'invention peuvent ainsi être utilisées pour mesurer des objets tels que des tuyaux pour des turbines à gaz, des blocs cylindres de moteurs à combustion interne.
Les sondes ci-dessus décrites sont pourvues d'un détecteur comprenant un système à contacteurs électriques, mais il est clair que le système à contacts électriques peut être remplacé par des cellules de fluidique, ou d'autres contacteurs connus et que le détecteur peut comporter d'autres dispositifs que des contacteurs.
Dans une forme de réalisation, chaque détecteur peut comporter un système de projection optique pour amplifier la non-coïncidence de deux repères, celle-ci fournissant une indication du mouvement du palpeur.
On notera, de plus, que toutes les sondes peuvent être remplies d'huile électriquement isolante, pour éviter la formation d'étincelles aux contacts.