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Indicateur amplificateur de déplacement d'un organe mobile de machine, @
Pour lire les déplacements d'un'organe mobile de machine telle que maohine-outil par exemple, on utilise le plus souvent des réglettes graduées coopérant avec des index convenables.
De tels dispositifs ne permettent pas une précision poussée dans les travaux d'usinage exécutes par la machine et exigent de l'ouvrier des précautions spéciales et une attention soutenue du fait, d'une part, qu'il est /
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nécessaire de nettoyer souvent ces,réglettes qui se salissent rapidement et, d'autre part,que l'ouvrier doit s'approcher très près des réglettess'il veut faire une lecture assez précise du déplacement.
Pour augmenter la précision de la lecture, certains constructeurs de machines-outils ont proposé de reporter, par l'intermédiaire d'une transmission appropriée, le déplacement de l'organe mobile de la, machine sur un cadran circulaire que l'on observe non pas directement, mais au moyen d'un dispositif optique grossissant.
Cette solution quoique constituant un progrès sur les dispositifs habituels à réglettes graduées,ne résout cependant, pas le problème, car elle ne permet pas d'atteindre la très haute précision recherchée actuellement dans certains travaux d'usinage, précision qui est de l'ordre du centième de millimètre. En outre, ce dispositif a l'inconvénient d'introduire une source d'erreur supplé- mentaire due à la transmission entre le cadras circulaire et l'organe de la machine en déplacement.
D'autre part, elle exige de l'ouvrier un effort d'attention spéciel et la nécessité pour celui-ci de venir appliquer son oeil à l'oculaire du dispositif optique utilisé, ce qui conduit à certaines pertes de temps et quelquefois à des erreurs si l'opération de lecture est faite trop rapidement*
Le dispositif indicateur qui fait l'objet de l'invention permet de remédier à tous ces inconvé- nients et d'obtenir un appareil extrêmement précis et facile à utiliser.
Il permet de lire à distance et à tout instant,
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par rapport à une position de référence, le dépla- cement, à un centième de millimètre près, d'un organe mobile de machine tel que chariot, broohe, etc.. de machi- ne-outil (étant toutefois entendu que l'invention s'appli- que à d'autres types de machines).
Le dispositif en question a également l'avan- tage de pouvoir être remis à zéro, ce qui permet de fixer une nouvelle position de référence à tous les points de la course de l'organe,
Ce dispositif permet enfin de totaliser ou de soustraire les déplacements de l'organe mobile dans les deux sens de la,marche,
Selon une première caractéristique de l'inven- tion, l'indicateur de déplacement comporte un galet dont l'axe est solidaire de l'organe mobile de la machine, ledit galet étant susceptible de rouler sur un chemin de roulement fixe et un mouvement de rotation étant transmis à une série de roues indicatrices graduées soit directement, soit par l'intermédiaire d'organes de ' transmission, la première roue graduée indiquant le déplacement en l'unité la plus faible (par exemple 'en cen- tièmes de millimètre)
et la dernière en l'unité la plus forte (par exemple en centimètres).
Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les roues graduées sont éclairées et leurs gra- duations sont projetées sur un écran par un dispo- sitif optique grossissant.
Selon une troisième caractéristique de l'in- vention, un galet presseur monté sur l'organe mobile de la machine, en regard du galet de commande précité assure le contact convenable entre ce galet de commande et son./,-;
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chemin de roulement.
Selon une quatrième caractéristique de l'invention, un double chemin de roulement est prévu, le galet de commande précité coopérant, au choix de l'opéra- teur, 'avec l'un ou l'autre des chemins de roulement, (par exemple avec l'un de ces chemins pour le sens aller et avec l'autre pour le sens retour).
Selon une cinquième caractéristique de l'inven- tion, un dispositif de remise à zéro est prévu pour ramener, à tout moment voulu, par l'opérateur, l'ensemble des roues graduées 4 la position zéro.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention appraîtront au cours de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé sur lequel on a représenté, schématiquement et à titre d'exemple seulement, un mode de réalisation de la présente invention.
Sur ce dessin.,
La fig, 1 est une vue en élévation du dispositif de commande d'un indicateur de déplacement selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe de l'ensemble du dispositif, avec certaines parties en élévation latéra- le, ladite vue montrant le mécanisme de transmission du galet de commande aux différentes roues graduées.
La figure 3 est une vue en élévation de l'in- térieur d'une des roues graduées, cette vue montrant le dispositif de remise à, zéro et le dispositif optique de projection.
La figure 4 est une vue de détail en élévation et en bout, du dispositif de'remise à zéro de la roue graduée extrême.
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La figure 5-est une vue de face de l'écran de projection.
La figure 6 enfin est un schéma indicatif des eûtes des trous à aléser dans une pièce, schéma servant d'exemple pour montrer les facilités de travail qu'offre le-dispositif objet de l'invention.
Le dispositif indicateur qui fait l'objet de l'invention se compose essentiellement d'un chemin de roulement ,monté sur une partie fixe de la machine, d'un galet entraînant un certain nombre de roues ou tambours gradués, et enfin d'un dispositif optique projetant sur un écran les graduations éclairées des roues ou tambours gradués, ce dispositif, l'ensemble constitué par ce galet, ces roues graduées, ce dispositif optique et cet écran étant montés sur l'organe mobile dont on veut mesurer le déplacement.
Dans le mode de réalisation représenté, le chemin de roulement est oonstitué (voir fig. 1) par deux cordes à piano 1-1'parfaitement tendues parallèlement à la glissière sur laquelle se déplace l'organe mobile. Entre ces cordes tendues 1-1' peut se déplacer le galet de com- mande 2 dont le contact aveo l'une ou l'autre des cordes 1-leest assuré au moyen d'un galet presseur 3 ou 3'. Ce galet est monté à l'extrémité d'un levier 4 pivotent en 5 et normalement soumis à l'action d'un ressort 6 qui appuie le galet 3 ou 3' sur la oorde à piano oorrespondan- te 1 ou 1'. Un électro-aimant 7 ou 7', lorsqu'il est excité, permet d'écarter le galet presseur 3 ou 3' de sa corde 1 au 1'.
De cette façon, on a la possibilité, lorsqu'on le désire, de faire travailler le galet de com-
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mande 2 en coopération soit avec la corde 1, soit avec la corde 1' et par conséquent de faire tourner ce galet de commande dans un sens ou dans l'autre pour un même sens de déplacement de l'organe mobile.
En général, on utilisera une des cordes pour le déplacement dans un sens (sens aller) et l'autre pour le déplacement dans l'autre sens (sens retour); dans ce cas, le galet 2 tournara dans le même sens à. l'aller et au retour.
Comme on le voit sur le, fig. 2, dans l'exem- ple de réalisation représenté, le galet de commande 2 entraîne trois roues ou tambours gradués 8a, 8b et 8c. Le premier tambour est entraîné directement par le galet 2 ledit tambour étant calé sur l'axe de ce galet; le tambour 8a servira, par exemple, la lecture des déplacements par centième de millimètre.Les divisions de ce tambour iront de 1 à 100 et seront répétées à la. suite .les unes des autres un nombre de fois correspondant au rapport du nombre total des divisions et de 100, Si par exemple, pour fixer les idées, on prévoit deux mille divisions sur le tambour 8a les graduations de 1 à 100 seront répétées vingt fois.
Dans le cas où l'on adopterait ce chiffre de deux mille divisions, le gulet de commande 2 devrait avoir très exactement vingt millimètres de cir- conférence de façon que le déplacement d'une division du tambour 8a. représente un déplacement de 1/100è de mm.
Il est à remarquer que le tambour 8a des centièmes de millimètres étant solidaire du galet de commande sans aucun intermédiaire, on donne à l'appareil une garantie de précision qui n'existait pas dans les autres types d'appareils.
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Le second tambour 8b est entraîné également par le galet de commande 2. mais.cette fois par l'intermé- diaire d'un train d'engrenages démultiplicateurs oonsti- tué par les roues dentées 9, 10, 11 et 13. La dernière roue dentée 12 est montée folle sur son axe 13 et oomporte un dispositif d'embrayage 14 (par crabots par exemple) avec le tambour 8b calé sur l'axe 13. Ce second tambour ser- vira, par exemple à la lecture des déplacements par millimètre.
Les divisions de ce tambour iront de 1 à 10 et seront répétées le nombre de fois. voulu; par exemple dans le cas envisagé ci-dessus ou le développement air- conférentiel du galet de commande 2 a une longueur de 20 mm, et si le rapport de transmission des roues 9 à 12 est de 1/15, il faudra au total trois cents divisions sur le tambour 8b et les divisions 1 à 10 seront donc répétées trente fois;
Le troisième tambour 8c est entraîne de même par le galet de commande 2, mais ioi par l'intermédiaire du train d'engrenages 9-12 et d'un second train d'engre- nages démultiplicateur composé de roues dentées 15, 16, 17 et 18, un embrayage 19 étant également prévu entre la dernière roue dentée 18 (montée folle sur l'axe 20) et le tambour 8c.
Celui-ci servira , par-exemple, à la lecture des déplacements en cm. Si, par exemple le rapport de transmission entre les tambours 8b et 8c est de 1/18 et si, comme on l'a envisagé di-dessus, le développement du galet de commande 2 est de 20mm., le nombre total de divisions du tambour 8c sera de 540, ohacune de ces divisions représentant un déplacement d'un centimètre.
Un électro-aimant 21 permet de débrayer les roues 8b et 8c pour permettre la remise à zéro de l'appa-
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reil, laquelle s'effectue suivant le procédé qu'on décri- ra plus loin. L'armature de cet électro-aimant est solidai- re d'une tige coulissante 22, sur laquelle sont calées des butées 23 contre lesquelles sont poussées des fourchettes 24 par des manchons à ressort 25. Ces fourchettes permet- tent de faire coulisser les roues dentées 18 et 22 sur leurs axes respectifs, 20 et 13, et par conséquent d'em- brayer ou de débrayer les roues graduées 8c et 8b.
La tige 22 porte également une plaque ou une barre de contact 26 qui peut venir faire contact avec une plaque à bornes 27 lorsque 1'électro-aimant de débraya- ge 21 est excité.Cette plaque à borneset la barre ou plaque 26 permettent de réaliser le contact nécessaire pour fermer le circuit des électro-aimants de remise à zéro 28 et 29, lesquels fonctionnent comme il va être indiqué ci-dessous.
L'électro-aimant 28 commande la remise à zéro des roues graduées 8a et 8b par un mécanisme tel que celui qui est représenté sur la fig. 3. L'armature pivo- tante 30 de cet électro-aimant commande par une fourchette 31 un levier 33 susceptible de tourner autour d'un axe 33. Une des branches de ce levier porte un double cli- quet 34 soumis à l'action d'un ressort 35. Ce cliquet peut venir en prise avec une roue à. dents 36. Le nombre de dents de cette roue est égal au nombre de fois que les graduations sont répé@ées sur le tambour 8a ou 8b.
Par exemple, si l'on se place, pour le tambour 8a des centièmes de millimètre, dans l'hypothèse qui avait été envisagée ci-dessus où les graduations 1 à 100 somt répé- tées vingt foisla roue; 36 comportera vingt dents de
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façon que chaque fois qu'un cliquet 34 vient en prise avec cette roue, il la déplace jusqu'à ce que la pointe du cliquet soit venue au fond de l'entredents, ce qui a pour effet de ramener à zéro le tambour gradué correspondant.
Toutefois, comme cette mise en position ne serait pas suffisamment précise pour le tambour 8a ou 8b, un dispositif complémentaire composé d'un petit ooulis- seau 37 monté dans une glissière 38 et poussé par un bras 39 solidaire du levier 32 (cette poussée s'exerçant par l'intermédiaire d'un ressort 40 solidaire dudit bras) vient s'engager dans des orifices ou encoches 41 prévus sur le pourtour du tambour correspondant,
Pour le dernier tambour 8c, le problème est légèrement différent, car ce tambour ne possède qu'un seul zéro sur sa circonférence. On peut donc avoir à lui faire exécuter jusqu'à un demi-tour pour le remettre à zéro. Le dispositif précédent avec roue à dents 36 et oliquet 34 n'est donc pas applicable ici.
On utilise alors, pour effectuer cette remise à zéro, le dispositif suivant,.
Un petit barreau aimanté 42 (voir figures 2 et 4) est solidaire de l'axe 20 sur lequel est monté le tambour 8c. On orée alors dans la direotion où l'on veut obtenir l'arrêt un champ magnétique-de polarisation constante ; le barreau aimanté 42 ayant une polarité bien déterminée, il n'y aura qu'une position d'équilibre.
Le onamp magnétique considéré est orée par 1'électro- aimant 29 dont le circuit ne ferme, comme on l'a vu précédemment, lorsque l'électro-aiment 21 est excité.
On pourrait éventuellement lire les dépla- cements de l'organe mobile de la machine sur les tambours
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8a, 8b et 8c, connue on le fait pour un compteur. Mais on retomberait alors étant donné la finesse des gradua- tions, à peu près dans les inconvénients pratiques qui ont été signalés au début du présent mémoire à propos des dispositifs à tambour observés à l'oeil au moyen d'un système optique.
Pour éviter cela, on utilise le dispositif qui va. être décrit maintenant..
La surface latérale de chacun des tambours
8a, 8b, 8c est violemment éclairée en lumière diffuse (par une source lumineuse non représentée), de façon que cette surface renvoie des rayons lumineux dans toutes les directions. A cet effet , la surface latérale des tambours sera, de préférence choisie de telle façon qu'elle ne soit pas brillante. Sur le trajet d'une partie de ces rayons se trouve placé un objectif 43 à court foyer qui est placé devant le tambour à une distance suffisante pour obtenir un grossissement qui permette la lecture directe de l'image projetée sur un écran 44. L'objectif 43 est mon- té dans une monture susceptible d'être déplacée par exem- ple au moyen d'une vis sans fin (non représentée) pour permettre la mise au point exacte sur l'écran 44.
De préférence, l'éclairage est tangentiel de façon à, augmenter le relief des fines divisions du tambour.
L'écran 44 peut être par exemple en verre dépoli; il est commun aux projections des éléments de sur- face des trois tambours 8a, 8b, 8c, comme on le voit sur la. fig. 5. Il comporte une ligne de, référence 44 corres- pondant à la remise à zéro des trois tambours. De cette façon, la lecture pourra être faite à distance de la
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agon la plus commode et sans nécessiter une attention soutenue et un déplacement de l'ouvrier, retardant les manoeuvres qu'il doit effectuer. Dans l'exemple représen- té sur la fig. 5, la leoture sera 221 om, 4 mm. 52 centiè- mes de mm.
Si on le désire, l'éoran 44 peut être légè- rement courbe pour que la netteté soit parfaite sur toute sa surface. Mais généralement cette légère courbure n'est môme pas nécessaire, la profondeur de ohamp étant en général suffisante pour que la mise au point convienne pour tous les points du faible arc intéressé du tambour pour chaque projection.
On voit en outre, d'âpres ce qui précède, que la précision de l'appareil dépendra uniquement de la préoision d'usinage du gales 2 (qui peut être poussée), de la division du tambour 8a relatif aux centièmes de millimètre (laquelle peut être également poussée très. loin), de l'absence de jeu dans le fonctionnement de ce tambour (ce qui est facilement réalisable puisque ledit tambour est entraîné direotement par le galet de commande 2) et enfin de l'absence de tout glissement du galet 2 sur son chemin de roulement 1 ou 1'(ce qui se trouve réalisé-par l'action des galets presseurs 3 ou 3' et par le'choix éventuel des surfaces de contact).
Les jeux pouvant'exister dans la transmission du mouvement aux deux autres tambours 8b et 8c, bien qu'ils soient réduits au minimum par construction, ont évidemment moins d'importance,
Le dispositif indicateur qui a été décrit ci-dessus se prête aux utilisations les plus variées.
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C'est ainsi que l'organe mobile dont on mesure les dépla- cements peut comporter des taquets qui, à la fin de la course retour, peuvent déclencher alternativement les deux électro-aimants 7 mettant en jeu les galets presseurs et déclencher' en même ,temps les électro-aimants de dé- brayage 21 et de remise à zéro 28 et 29 des tambours gradués.
Tous ces électro-aimants peuvent être égale- ment commandés à. la main. Si on n'effectue pas de remise à zéro pendant toute la course aller et si on laisse le même galet presseur 3 ou 3' en action, les déplacements s'additionneront. Si, au contraire, on change, au cours d'une course dans le même sens, le galet presseur qui est mis en action, on fera tourner le galet de commande 2 en sens inverse, et les indications fournies se sous- trairont. Enfin, si pendant la course aller ou retour, on effectue une ou plusieurs remises à zéro de l'appareil indicateur, on aura des indications indépendantes ne s'additionnant plus, ni ne se soustrayant plus, la distance indiquée à chaque fois sera alors, dans ce cas, celle qui sépare deux positions successives (par exemple deux positions d'usinage s'il s'agit d'une machine-outil).
A titre simplement indicatif, pour bien montrer les facilités de travail que permet la présente invention, on va, indiquer ci-dess usun exemple d'utili- sation. On va supposer qu'on a. à aléser différents trous côtés A, B, 0, D, à, partir d'un axe de référence XX (voir page 6). La tête d'alésage étant dans le plan XX, l'indi- cateur est remis à zéro et le galet presseur approprié est mis en contact avec la corde à piano.
On déplace la
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tête d'alésage vers le haut jusqu'au moment où on lit sur l'indicateur la cote A ; pour obtenir la cote B, il suffit ensuite de déplacer la tête vers le bas, sans rien changer, des dispositions primitives de l'appareil, jusqu'au moment où on lit cette cote sur l'écran 44 ; ce travail étant fait, on remet à zéro l'appareil et on déplace la tête d'alésage vers le haut jusqu'au moment où la cote 0 apparaît sur l'écran. Pour le dernier déplacement, on remet, l'appareil à zéro et on change le galet de contact, car on doit mesurer la cote en descendant, au lieu de le faire en montant. A ce moment, en déplaçant la tête d'alésage vers le bas, on verra apparaître la cote D sur l'écran.
Bien entendu, le dispositif indicateur qui a été décrit ci-dessus et qui a été représenté sur le des- sin n'a été donné qu'à titre d'exemple seulement. Il pourrait recevoir diverses modifications dans ses détails de réalisation sans'que l'économie générale de l'invention s'en trouve pour cela altérée.
0'est ainsi, en particulier, que les chemins de roulement au lieu d'être constitués par des cordes tendues, pourraient être constitués par des règles rigides auxquelles, si on le désirait, on pourrait donner un léger jeu latéral (déterminant un déplacement de la règle paral- lèlement à elle-même) pour lui permettre de bien s'appli- quer contre le galet de commande 2 sous l'action du galet presseur 3 ou 3'. En outre, ces chemins de roulement, au lieu d'être rectilignes pourraient être circulaires ou d'une façon plus générale, curvilignes dans le cas où l'organe mobile aurait lui-même une trajectoire curviligne.
C'est ainsi également que le dispositif
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d'éclairage des tambours pourrait varier et qu'en particulier, si l'on pouvait disposer de l'emplacement nécessai- re, l'éclairage pourrait Être,strictement réfléchissant, la surface latérale du tambour portant les graduations devant alors être polie et brillante. Eventuellement même la projection pourrait se faire par transparence à travers la surface alors plus ou moins transparente du tambour, si on disposait d'une matière transparente convenant pour porter les graduations et être associée au tambour.
Bien entendu également, le nombre des roues ou tambours gradués utilisés pourraient être différent de celui qui a été indiqué à titre d'exemple. De même, le nombre des divisions de chaque tambour pourrait être autre que celui qu'on a pris ci-dessus comme exemple.
REVENDICATIONS 1.) Indicateur amplificateur de déplacement d'un organe mobile de machine caractérisé par le fait qu'il comporte un galet dont l'axe est solidaire de l'organe mobile de la machine, ledit galet étant susceptible de rouler sur un chemin de roulement fixe, et son mouvement de rotation étant transmis à une série de roues indicatrices graduées soit directement, soit par l'intermédiaire d'organes de transmission, le, première roue graduée indiquant le déplacement en l'unité la, plus faible (par exemple en centièmes de millimètres) et la dernière en l'unité la plus forte (par exemple en centimètres).
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.