CA1067691A - Tete micrometrique pour instrument de mesure d'interieurs - Google Patents
Tete micrometrique pour instrument de mesure d'interieursInfo
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- CA1067691A CA1067691A CA281,371A CA281371A CA1067691A CA 1067691 A CA1067691 A CA 1067691A CA 281371 A CA281371 A CA 281371A CA 1067691 A CA1067691 A CA 1067691A
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Abstract
Une tête micrométrique pour instrument de mesure comportant, guidée dans une coulisse radiale de son boîtier, au moins une touche de mesure à base inclinée présentant au moins une zone de contact maintenue appuyée par un organe de rappel sur une rampe spiralée conique d'un cône de mesure, et dans laquelle ledit cône de mesure, dont la base est guidée dans un logement cylindrique axial du boîtier, est lié au moins angulairement à un tourillon d'entraînement à vis micrométrique de mesure en prise dans un élément fileté solidaire du boîtier.
Description
~06769~
La présente invention a pour objet une tête micrométri-que pour instrument de mesure d'intérieurs tels que les alésages, trous borgnes et filetages intérieurs de pièces mécaniques de haute précision, etc.
On connaît de telles tetcs, et cn particulier la tete micrométrique équipant l'instrument de mesure dit micromètre d'intérieurs, dans le boîtier de laquelle au moins une touche de mesure ~ base inclinée est montée radialement dans une coulisse et est mue par le déplacement axial d'un cône de mesure sur la surface latérale inclinée duquel ladite touche est retenue en - contact par un organe de rappel et dans laquelle le déplacement axial du cône de mesure, dont la base est guidée dans un logement cylindrique axial du boitier, est obtenu par la poussée d'un tourillon à vis micrométrique d'entraînement axial et de mesure en prise dans un élément fileté solidaire du boîtier, ledit cône et ledit tourillon étant coaxiaux et ledit tourillon étant destiné à être relié à l'organe d'affichage de l'instrument de mesure.
Cette tête de mesure présente l'avantage d'empêcher le basculement de la touche de mesure qui peut se produire, à
: cause du jeu fonctionnel du montage de cette touche dans sa coulisse, lorsque la zone de contact de la touche avec la paroi intérieure de la pièce à mesurer n'est pas centrée dans la cou-lisse, et en particulier lorsque cette touche comporte une tête de palpage déportée pour la mesure des trous borgnes.
Cet avantage est inhérant à l'emploi d'un cône sur la surface latérale inclinée duquel la touche de mesure peut prendre appui par contact intime de sa base inclinée suivant une ligne de contact formant un angle rentrant avec la tangente au cercle défini par la trajectoire circulaire de basculement d'au moins un point de ladite base inclinée.: Cette ligne de contact, matéria-lisée par la génératrice de contact du cone de mesure, forme - 1 - . ~
106769~
alors une butée empêchant le basculement de la touche, butée dont l'efficacité est d'autant plus assurée que l'angle au sommet du cône est grand.
Cet avantage est précieux car il contribue pour une large part à la qualité des mesures effectu~es.
Cepandant, l'emploi d'un cône de mesure pour écarter la touche par glissement sur sa base inclinée, à la manière d'un coin, présente l'inconvénient de nécessiter l'application d'une poussée importante pour mouvoir la touche et de provoquer ainsi l'usure rapide de ces deux organes en contact, la course du déplacement relatif de la touche sur le cône étant nécessaire-ment très courte, et cette poussée ainsi que l'usure qu'elle provoque sont d'autant plus importants que l'angle au sommet du cône est grand, cet inconvénient pouvant aller jusqu'à empêcher le déplacement radial de la touche.
; D'autre part on ne peut augmenter cet angle au sommet ~- du cône sans affectuer la sensibilité de mesure de l'instrument, le rapport entre le déplacement axial du cône provoqué par l'avance de la vis micrométrique de mesure et le déplacement radial de la touche devenant alors défavorable.
Pour éviter dans une certaine mesure ces inconvénient9, les cônes de mesure utilisés ont un angle au sommet relativement petit ne permettant qu'un faible déplacement de la touche, limitant de ce fait la capacité de mesure de l'instrument. En outre, comme il n'est pas possible d'allonger exagérément le cône, surtout si l'instrumént est utilisé pour mesurer des trous borgnes, la capacité reste forcément très limitées. On ne peut donc à la fois augmenter l'angle au sommet du cône de mesure pour empêcher le basculement de la touche et augmenter la capacité
de mesure de l'instrument, et diminuer ledit angle pour éviter l'usure prématurée de la touche et du cône et préserver la sensi-bilité de l'instrument, ces deux solutions étant incompatibles.
La présente invention a pour objet une tête micrométri-que pour instrument de mesure d'intérieurs tels que les alésages, trous borgnes et filetages intérieurs de pièces mécaniques de haute précision, etc.
On connaît de telles tetcs, et cn particulier la tete micrométrique équipant l'instrument de mesure dit micromètre d'intérieurs, dans le boîtier de laquelle au moins une touche de mesure ~ base inclinée est montée radialement dans une coulisse et est mue par le déplacement axial d'un cône de mesure sur la surface latérale inclinée duquel ladite touche est retenue en - contact par un organe de rappel et dans laquelle le déplacement axial du cône de mesure, dont la base est guidée dans un logement cylindrique axial du boitier, est obtenu par la poussée d'un tourillon à vis micrométrique d'entraînement axial et de mesure en prise dans un élément fileté solidaire du boîtier, ledit cône et ledit tourillon étant coaxiaux et ledit tourillon étant destiné à être relié à l'organe d'affichage de l'instrument de mesure.
Cette tête de mesure présente l'avantage d'empêcher le basculement de la touche de mesure qui peut se produire, à
: cause du jeu fonctionnel du montage de cette touche dans sa coulisse, lorsque la zone de contact de la touche avec la paroi intérieure de la pièce à mesurer n'est pas centrée dans la cou-lisse, et en particulier lorsque cette touche comporte une tête de palpage déportée pour la mesure des trous borgnes.
Cet avantage est inhérant à l'emploi d'un cône sur la surface latérale inclinée duquel la touche de mesure peut prendre appui par contact intime de sa base inclinée suivant une ligne de contact formant un angle rentrant avec la tangente au cercle défini par la trajectoire circulaire de basculement d'au moins un point de ladite base inclinée.: Cette ligne de contact, matéria-lisée par la génératrice de contact du cone de mesure, forme - 1 - . ~
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alors une butée empêchant le basculement de la touche, butée dont l'efficacité est d'autant plus assurée que l'angle au sommet du cône est grand.
Cet avantage est précieux car il contribue pour une large part à la qualité des mesures effectu~es.
Cepandant, l'emploi d'un cône de mesure pour écarter la touche par glissement sur sa base inclinée, à la manière d'un coin, présente l'inconvénient de nécessiter l'application d'une poussée importante pour mouvoir la touche et de provoquer ainsi l'usure rapide de ces deux organes en contact, la course du déplacement relatif de la touche sur le cône étant nécessaire-ment très courte, et cette poussée ainsi que l'usure qu'elle provoque sont d'autant plus importants que l'angle au sommet du cône est grand, cet inconvénient pouvant aller jusqu'à empêcher le déplacement radial de la touche.
; D'autre part on ne peut augmenter cet angle au sommet ~- du cône sans affectuer la sensibilité de mesure de l'instrument, le rapport entre le déplacement axial du cône provoqué par l'avance de la vis micrométrique de mesure et le déplacement radial de la touche devenant alors défavorable.
Pour éviter dans une certaine mesure ces inconvénient9, les cônes de mesure utilisés ont un angle au sommet relativement petit ne permettant qu'un faible déplacement de la touche, limitant de ce fait la capacité de mesure de l'instrument. En outre, comme il n'est pas possible d'allonger exagérément le cône, surtout si l'instrumént est utilisé pour mesurer des trous borgnes, la capacité reste forcément très limitées. On ne peut donc à la fois augmenter l'angle au sommet du cône de mesure pour empêcher le basculement de la touche et augmenter la capacité
de mesure de l'instrument, et diminuer ledit angle pour éviter l'usure prématurée de la touche et du cône et préserver la sensi-bilité de l'instrument, ces deux solutions étant incompatibles.
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Dans le but de resoudre ces problemes, l'invention revendiquee ici vise une tête micrometrique pour instrument de mesure d'intérieurs, dans le boltier de laquelle au moins une touche de mesure à base inclinée est montee radialement dans une coulisse et est mue par le deplacement axial d'un cône de mesure - sur la surface laterale inclinee duquel la touche est retenue en contact par un organe de rappel. Ce cône de mesure est lié
au moins angulairement ~a un tourillon a vis micrometrique de mesure coaxiale en prise dans un element filete solidaire du boîtier et ledit tourillon est destiné a être relié à l'organe d'affichage de l'instrument de mesure. Selon l'invention, la - base inclinée de la touche de mesure comporte au moins une zone de contact inclinée selon une pente inférieure à celle des génératrices du cône de mesure par rapport à l'axe de rotation de celui-ci et la course de contact de ladite zone sur le cône de mesure, en forme de rampe spiralée conique à croissance constante, est matérialisée par le fond d'un sillon dont la section forme un triangle aigu et sur lequel fond s'appuie ladite zone de contact de la touche.
Le dessin annexé illustre l'état de la technique ainsi que des formes d'exécution de l'objet de l'invention, données en exemple.
Les figures 1 et 2 de ce dessin sont respectivement une vue longitudinale et une vue de face partielle et schématique d'un détail illustrant l'état de la technique.
Les figures 3 et 4 sont respectivement une vue longi-tudinale et une vue de face partielle et schématique de ce même detail illustrant la technique selon l'invention.
La figure 5 est un complément des figures 3 et 4.
La figure 6 est une vue longituainale partielle et schématique d'un autre détail illustrant l'état de la technique.
La figure 7 est une vue en perspective en quart de ~ 3 ~
- 1067~
coupe longitudinale d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
: La figure 8 est une vue longitudinale partielle et schématique d'un detail d'une variante de l'objet de l'invention.
Les figures 9 et 10 sont des coupes longitudinales partielles de deux autres variantes de details.
Les figures 11, 12 et 13 sont des schémasillustrant . les principes de base de l'invention.
. La figure 14 est une vue en coupe axiale d'une autre , ' .
r :
.
';
-` 1067691 ' forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La figure 15 est une coupe axiale partielle d'une variante d'un détail de la figure 14.
Sur les figures 1 et 2 sont représentés le cône de mosurc 1, la touche de mesure 2 à base inc]in~c et lc tourillon 4 à vis micrométrique 5 à la tête d'un micromètre d'intérieurs - connu. Le boîtier de cette tête n'a pas été représenté pour la clarté de l'exposé; ce boîtier comporte une coulisse radiale dans laquelle se meut la touche de mesure 2, un élément de guidage axial du cône de mesure 1 et du tourillon 4 ainsi qu'un élément fileté dans lequel est en prise la vis micrométrique 5.
Pour simplifier le dessin ainsi que ceux qui suivent jusqu'à la figure 7, une seule touche de mesure a été représentée, - comme sur certains instruments de ce type à deux points de contact diométralement opposés. Mais tout ce qui va être dit est également applicable pour un nombre de touches supérieur, par exemple 3.
:; Sur ces figures 1 et 2, la touche de mesure 2 est représentée en contact avec la paroi intérieure 3 d'un alésage dont le diamètre correspond à la capacité maximale de mesure de l'instrument, La position des éléments cités correspondant à
la capacité minimale est représentée en traits pointillés.
Le visage de la vis micrométrique 5 dans l'~lément fileté du boitier de la tête micrométrique a pour effet de déplacer axialement le cône de mesure 1, sous la poussée du tourillon 4, et ce déplacement axial du cône de mesure a pour effet de déplacer radialement la touche de mesure 2 par effet de coin, le cône glissant axialement sous la touche.
Pour un angle au sommet A choisi du cône de mesure 1, la course radiale e de la touche de mesure est obtenue pour un déplacement axial L du tourillon à vis micrométrique, ces~trois valeurs étant directement liées, ainsi que la course C de ~067691 glissement de chacun des points de contact de la touche de mesure 2 avec le cône de mesure 1 représenté par le segment MM'.
Il est clair que pour un même déplacement axial L du cône de mesure 1, la course radiale e de la touche de mesure 2 sera d'autant plus grande que l'angle A sera grand, et inversé-mènt. On ne peut cependant pas jouer à volonté sur ces valeurs car un trop grand angle A du cône de mesure choisi pour augmenter la capacité de mesure de l'instrument provoquera une usure préma-turée des surfaces en contact due à une trop forte pression de contact entre touche et cône, car ce grand angle nécessitera l'ap-plication d'une poussée importante du cône pour mouvoir la touche, et ceci d'autant plus que la course de glissement C de ces surfaces en contact de la touche et du cône diminue en fonction de l'augmentation dudit angle A du cône.
On notera ainsi, en s'aidant du schéma de la figure 11 et de la formule :
P = F tga + ~F cos~ + ~P
que par exemple pour une force d'appui F = 1,8 kg de la touche 2 sur la pièce à mesurer 3 et un coefficient de frottement ,u = 0,19 entre la touche et le cône 1, la force nécessaire P pour pousser le cône afin de mouvoir la touche varie de :
P = 1,650 kg. pour un angle ~ = 30 à P = 4,100 kg. ~our un angle a = 60 en passant par P = 2,200 kg. pour un angle a = 40 La pression de contact PC de la touche sur le cône, déterminée pour ces deux dernières valeurs de P donn~es en exemple passe de :
PC = 23 kg/mm pour un angle a = 40 à PC = 100 kg/mm2 pour un angle ~ = 60 ces valeurs étant obtenues au moyen de la formule :
Pc \ 0,175 lr dans laquelle 106769~
E (module d'élasticité) = 21.100 kg/mm2 r = 1,5 mm. (rayon du cône) 1 = 1 mm~ (longueur de la surface de contact) Ceci fait ressortir que si la pression de contact de 23 kg/mm2 déterminee pour un angle ~ = 40C est encore admissible, celle de 100 kg/mm2 correspondant à un angle ~ = 60C est nette-- ment supérieure à la charge unitaire maximale admissible pour les -~ métaux usuels constituant le cône et la touche, et ne peut de ce fait être appliquée sans entraîner rapidement la détérioration ` 10 des surfaces de contact de la touche et du cone. On notera - également que pour un grand angle A = 2~ du cône, le rapport entre le déplacement L de la vis micrométrique 5 et la course e ~; de la touche devient défavorable pour la sensibilité de mesure - de l'instrument.
Comme déjà signalé précédemment, il n'apparaît donc pas possible, avec un instrument de mesure de ce type d'obtenir à la fois une excellente sensibilité et une capacité de mesure importante, faute de ne pouvoir à la fois diminuer et augmenter l'angle au sommet A du cône de mesure.
La technique selon l'invention, qui permet cependant de résoudre ce probleme, est illustrée par les figures 3 et 4 représentant un cône de mesure 6, une touche de mesure 2 et une vis micrométrique 8 de mêmes caractéristiques que les éléments semblables des figures 1 et 2 illustrant l'état de la technique qui vient d'être décrit, ce qui fait que pour un même déplacement axial L du cône de mesure 6, la touche de mesure 2 effectue une même course radiale e.
Cependant, le tourillon 7 fait ici corps avec le cône de mesure 6 et avec la vis micrométrique 8, ce qui a pour effet de lier le cône de mesure 6 non seulement au déplacement axial de la vis micrométrique 8 mais de le lier également à son déplace-ment angulaire R. Et ceci ait que la course de glissement C' ~', "~
(fig. 5) d'un point de la touche de mesure 2 sur le cône de - mesure 6 ne se présente plus sous la forme d'un segment linéaire tel que le segment MM' de la figure 1, mais sous la forme d'une spirale conique M" M"' (fig. 3 et 4) de croissance constante et de tr~s faible pente, comme mis à l'évidence fig. 5 où celle-ci est représentée développée, tout au moins incomplètement, la largeu3 du dessin ne permettant pas sa représentation complète.
Ces dessins des figures 1 à 5 étant exécutés à la même échelle, on voit nettement le gain important acquis sur la poussée nécessaire au déplacement de la touche~ celle-ci étant poussée sur une rampe de très grande longueur et de très faible pente, relativement à la course linéaire très courte C et de très forte pente des mêmes éléments de l'état connu de la technique repré-sentés figure 1 et 2.
Ce gain important présente l'avantage de pouvoir être mis à profit pour choisir un meilleur compromis dans le rapport de l'angle A du cône de mesure et de la course L de la vis micro-métrique afin d'obtenir à la fois une augmentation de la capacité
de mesure de l'instrument et une bonne sensibilité de mesure, en particulier par le choix d'un plus grand angle du cône pour un même déplacement axial de la vis micrométrique.
Comme déjà signalé précédemment, la possibilité d'aug-menter l'angle au sommet du cône procure l'avantage complémentaire et précieux d'empêcher encore davantage le basculement de la touche de mesure.
Cet effet est illustré par la figure 6, représentant d'une manière exagérée pour bien faire ressortir le phénomène, un cône de mesure 9 du type connu et une touche de mesure ~ tete de palpage déportée 10 logés dans un boitier 11 comportant une coulisse radiale 12 dans laquelle se déplace la touche de mesure, le cône de mesure 9 étant déplacé axialement par un tourillon 13 à vis micrométrique non représentée. La tête de palpage déportée 106~691 10 étant prévue pour la mesure intérieure des trous borgnes, sous l'effet de cette poussée du tourillon 13, le cône de mesureA9 : pousse la touche de mesure et celle-ci va s'appuyer sur la paroi du trou borgne par sa tête de palpage déportée 10 qui va subir une reaction Fl dont la ligne d'action sera décal~e par rapport à l'axe de la coulisse radia~e 12. Un jeu fonctionnel étant nécessairement prévu dans le montage de la touche dans sa coulisse, ~ cette rQaction Fl décentrée aura pour effet de tenter de faire basculer la touche, par exemple autour du point limite d'appui 0 du bord avant de la coulisse radiale 12.
Si l'angle d'inclinaison ~ de la base d'appui de la touche, correspondant au demi-angle au sommet du cône est suffi-samment grand, la trajectoire circulaire T de basculement d'au moins un point N de la base inclinée de.la touche avec le cône : sera rentrante dans celui-ci, ce qui est rendu évident par l'angle : rentrant D formé par la tangente t menée au point N du cercle défini par la trajectoire circulaire de basculement T ayant pour centre le point 0, et par la ligne de contact de la base inclinée de la touche avec le cône, La paroi du cône forme donc sur cette ligne de contact une. sorte de butée empêchant le basculement de la touche, et cette butée est d'autant plus efficace que l'angle au sommet du cône est grand et la résistance au glissement de la touche sur le cône, qui s'oppose également ~ son basculement, s'en trouve d'autant augmentée.
Ce dernier effet est illustré par le schéma de la figure : 12 sur lequel est représentée la touche 10 en bascule autour d'un pivot matérialisant le point de pivotement 0 (fig. 6) dans lequel pivot~ladite touche peut glisser verticalement lorsque sa base d'appui sur le cône glisse sur ce dernier.
30 On voit que sous l'effet de la force Fl déportée sur .~ la touche d~une valeur de départ a, la base d'appui de la touche a tendance à monter sur la paroi du cône en basculant autour du point 0, situé à une distance b de ladite paroi.
Pour que la touche ne bascule pas, il faut que soit ; satisfaite la relation d'équilibre :
F3 sin ~ =,u F4 + ~ F2 relation dans laquelle ~ = 90 - a F2= 2Fl F3 Fl b et 4 1 b De cette relation on tire pour valeur de u, coefficient de frottement :
b cos a ,u , b sin ~ + 2 Si l'on prend comme valeurs d'exemples proches de la réalité a = 1 mm. et b = 2 mm. on trouve comme valeurs respec-tives de u pour des angles ~ de 30, 40 et 60:
,u = 0,19 pour a = 30 ,u = 0,16 pour a = 40 - et ,u = 0,10 pour a = 60 Ce qui signifie que pour la touche ne bascule pas, le coefficient de frottement de la touche sur le cône a d'autant moins besoin d'être important que l'angle a dudit cône est grand.
Autrement dit, cela signifie bien que pour un coefficient de frottement u donné, ce qui est toujours le cas, la resistance au glissement de la touche sur le cône est d'autant plus grande que l'angle ~ est grand.
La tête micrométrique selon l'invention et représentée figure 7 bénéficie de tous les avantages signalés ci-avant.
Le boîtier 14 de cette tête micrométrique comporte trois coulisses radiales dont une seule repérée 15 est visible en coupe, ces trois coulisses étant disposées à 120 et délimitées en bout dudit boîtier par un couvercle 16 fixé par des vis non visibles vissées dans la paroi 17 dudit boitier, lesdites g _ . . ~
~1067691 coulisses étant délimitées vers l'intérieur par le fond 181 d'encoches pratiquées dans ladite paroi 17.
Dans ces coulisses, trois touches de mesure, dont deux repérées 18 et 19 sont visibles, coulissent radialement.
Faisant.suite ~ ces coulisses, le boîtier 14 comporte un logement ~ylindrique 20 dans lequel la base cylindrique 21 d'un cône de mesure 22 est guidée, et une partie filetée 23 dans laquelle est engagée la vi~ micrométrique d'entrainement et de mesure 24 d'un tourillon 25 faisant corps avec la base cylindrique - 10 21 du cône de mesure 22.
Les touches de mesure comportent chacune un logement cylindrique 26 dans l'extrémité réduite duquel une extrémité d'un ressort de rappel 27 est engagée, ledit ressort, en fll d'acier, étant engagé par son autre extrémité enroulée 28 dans un loge-ment approprié du boîtier 14.
Ce ressort 27 est destiné à maintenir chaque touche de mesure en contact avec le cône de mesure lorsque celui-ci est reculé axialement dans son boîtier, vers la droite sur le dessin.
:: 20 L'extrémité de la vis micrométrique d'entra;nement et de mesure comporte un trou borgne fileté à entrée conique 29 destin~e à recevoir l'extrémi*é filetée d'une tige de liaison reliant l'ensemble cône 22 - tourillon 25 - vis micrométrique de mesure 24 à l'organe d'affichage de l'instrument de mesure.
Les éléments : cône 22, tourillon 25 et vis micrométri-: que 24 sont coaxiaux et liés rigidement entre eux, de sorte que ` les touches de mesure sont poussées par le cône de mesure 22 sur une rampe spiralée conique telle que décrite précédemment et ~: illustrée par les figures 3, 4 et 5.
Sur cette figure 7 est également représentée en traits pointillés la position extrême de sortie de la touche de mesure 18, afin de faire ressortir la capacité de mesure de l'instrument 10676g.1 qui va du diamètre minimal repéré 30 au diamètre maximal 31, l'écart entre ces deux diamètres, pour donner un exemple, pouvant être de 10 mm, (entre 20 et 30 mm. de diamètre), ce qui est particulièrement avantageux Dans une variante du cône de mesure illustrée figure 8 et des~inee à conférer à un cône de mesure 32 de grand angle ~ les avantages de sensibilité et faible pression de contact du cône sur la touche d'un cône d'angle ~ plus faible, la base inclinée de la touche de mesure 33 comporte deux zones de contact .se faisant suite et inclinées chacune selon l'angle ~ inférieur du grand angle ~ dudit cône 32, mais au moins égale à l'angle d'un cône tel que celui de la figure 6, afin de conserver l'avan-tage déjà décrit de ce dernier d'empêcher le basculement de la touche. Dans ce cas, la course de contact desdites zones sur le cône de mesure est matérialisée par le fond 34 d'un sillon de section triangulaire (doublement hâchuré sur le dessin) taillé à pleine masse dans le cône de mesure, en forme de rampe spiralée conique telle que décrite précédemment. Dans une variante simplifiée non représentée mais suffisante, une seule zone incLinée à l'angle a inférieur à celui du cône est exécutée sur la base de la touche de mesure, cette zone unique pouvant être de dimensions réduites et placée en n'importe quel endroit de la base inclinée de la touche, mais préférablement en son centre pour des raisons d'équilibrage.
Cette variante a été créée spécialement pour porter au maximum la capacité de la tête micrométrique selon l'invention, en particulier pour les appareils con~us pour la mesure des trous borgnes, à partir du raisonnement suivant, illustré par la figure 13 , - Sur un cône de petit angle ~ remplissant les exigences du minimum de pression de contact entre la touche et le cône tout en assurant en même temps la touche contre le basculement, lO~t769,1 on décrit une spirale conique de pas Ps à laquelle on lie une surface de largeur égale à la surface de contact de la touche p plus petite que le pas P5 de la spirale.
Puis l'on découpe cette surface de largeur p et on la comprime afin de réduire le pas Ps de la spirale jusqu'à ce qu'il : devienne égal à p et l'on déforme cette surface de telle manière : que l'angle a d'inclinaison de cette surface par rapport à l'axe -- du cône reste le même.
On obtient ainsi une construction géométrique constituée d'une spirale conique de pas P à laquelle est rattachée une surface spirale conique de largeur p égale audit pas, ladite spirale -~ conique étant inscrite dans un cône d'angle ~ plus grand que l'angle ~ d'origine, comme déj~ décrit figure 8.
. Enfin l'on donne à cette construction géométrique un mouvement hélicoi'dal de pas égal au pas P de la spirale, ce qui a pour effet de faire avancer radialement la touche de la même manière que sur un cône de grand angle ~ assurant une grande capacité de mesure, avec en plus tous les avantages du minimum : de pression de contact et de transmission des forces d'un cône de petit angle ~.
. Cette confoxmation particulière en forme de sillon ,~
. triangulaire de la course de contact de la touche de mesure peut être avantageusement mise à profit, dans une variante repré-.
sentée figure 9, pour constituer dan9 sa section un angle rentrant Q par rapport à la normale de l'axe longitudinal du cône de . . mesure, destiné à la prise d'un organe de retenue de la touche, en remplacement du ressort de simple rappel 27 de la tête micro-métrique représentée figure 7.
Cet organe de retenue est ici un ergot 35 emmanché à
: 30 force dans un logement radial 36 de la touche de mesure qui est représentée en deux parties, une embase 37 et une tête de palpage 38 comportant un téton 39 lui-même emmanché également à force dans le logement 36.
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Cet ergot 35 peut être soit monté rigidement, comme représenté sur cette figure 9, soit d'une manière élastique, afin de permettre son dégagement automatique en cas de fausse manoeuvre, par exemple un recul trop rapide du cône de mesure.
Dans une variante du cône de mesure représentée figure 10, la base 40 de ce cône de mesure spécial 41 est en forme de zone sphérique dont la section circulaire 42 est tangente aux génératrices du logement cylindrique 43 du boîtier 44 de la tête micrométrique, cette conformation particulière augmentant la longévité de l'instrument par la diminution importante du frottement du cône dans son logement. Cette configuxation est naturellement aussi applicable à la variante selon figure 8.
Dans une autre forme d'exécution représentée figure 14 la tête micrométrique selon l'invention, pourvue du cône de mesure à rampe spiralée conique décrit précédemment et illustré par les figures 8 et 13, est montrée équipée d~un système de réglage destiné à faciliter in-situ le positionnement axial rigoureux de ladite rampe spiralée conique sous les zones d'appui inclinées de la touche de mesure.
La tête micrométrique représentée sur cette figure 14 comporte, disposées de manière comparable à celles déjà décrites, trois touches mobiles 48 engagées dans trois coulisses radiales 46 de son boitier 47. La base de la seule touche mobile 48 représentée comporte deux zones inclinées de contact appuyées par un ressort 49 sur deux spires cons~cutives d'une rampe spiralée conique 50 à pas constant inscrite dans la paroi d'un cône de mesure 51.
Ce cône de mesure 51:est guidé axialement par sa base cylindrique 52 dans un logement cylindrique axial 53 du boitier 47; ce cône de mesure se prolonge vers l'intérieur du boitier 47 par un tourillon d'entrainement 54 comportant une vis micrométri-que de mesure 55 de même pas que la rampe spiralée conique 50.
La vis micrométrique de mesure 55, ainsi liée axiale-ment et angulairement par construction au cone de mesure 51, est en prise dans une partie filetée 56 d'un manchon cylindrique 57 monté rotativement dans le logement cylindrique 53.
Ce manchon cylindrique 57 comporte un épaulement 58 engagé dans une rainure circulaire 59 creusée dans la paroi du boîtier, ladite rainure étant prolongée par une partie filetée coaxiale 60 dans laquelle est en prise une bague filetée de serrage 61 destinée au blocage de l'épaulement 58 du mouchon : 10 dans la rainure 59.
- Afin de permettre l'introduction du manchon 57 dans son logement cylindrique ~3, des cannelures sont pratiquées ici dans le filetage 60 et l'épaulement 58 mais cette appropriation n'est -~ pas utile lorsque l'épaisseur de la paroi du boîtier 47 est suffisante pour donner audit filetage 60 un diamètre plus grand que le fond de la rainure 59.
La partie filetée 56 du manchon cylindrique 57 dans laquelle est en prise la vis micrométrique de mesure 55 comporte un système de rattrapage de jeu constitué par une bague de serrage conique 62 d'une zone de ladite partie filetée comportant des fentes radiales 63.
;Enfin, l'extrémité.du manchon cylindrique 57 opposée au cône de mesure 51 comporte un él~ment de prise constitué par un crantage frontal 64 destiné à son entraînement en rotation.
Lors du montage de l'appareil ou bien à tous moments désirés, la bague de serrage 61 n'est pas bloquée mais seulement mise en appui glissant juste contre l'épaulement 58 du manchon 57 à l'aide par exemple d'une clé à griffes engagée dans les trous de ladite bague, de manière à permettre la rotation dudit manchon 57 sans aucun jeu axial par rapport au boîtier 47. Puis le tourillon 54 est maintenu fixe angulairement par rapport audit boîtier 47. A ce moment, tout mouvement de rotation 106769~
transmis au manchon 57, par exemple à l'aide d'une clé à crans appropriée engagée dans les crans d'extrémité 64 dudit manchon, a pour effet de faire avancer ou reculer axialement suivant le sens de rotation la vis micrométrique 55, donc le cône et sa rampe spiral~e conique 50 sous les zones d'appui inclin~es de la touche de mesure 48, et ceci avec une précision maximale puisque ces mouvements se font par la vis micrométrique de précision.
On peut ainsi par exemple avancer le cône jusqu'à ce que les spires de sa rampe viennent en contact avec les parois des deux zones inclinées de con~act de la touche de mesure puis le reculer de la quantité correspondant au jeu fonctionnel désiré, cette dernière opération pouvant etre facilement contrôlée par exemple en déplacant angulairement le manchon 57 de la fraction de tour correspondant audit jeu fonctionnel. Puis ce reglage effectué, on bloque la bague de serrage 61 afin d'immobiliser le manchon 57 dans le boîtier 47.
On notera ici que ce moyen de réglage du positionnement axial du cône de mesure sous la touche peut évidemment être avantageusement utilisé pour un réglage fin du zéro de l'ins-trument.
Dans une variante constructive repr~sentée figure 2,l'élément de prise du manchon cylindrique 57 destiné à gon entraînement en rotation est conQtitué par un crantage périph~ri-que effectué par fraisage de cannelures 65 sur une zone annulaire de sa surface latérale, et une lumière 66 est pratiquée en face dudit crantage dans la paroi du boîtier 47.
Cette variante permet d'éviter l'introduction simultanée du moyen d'entraînement en rotation du manchon 57 avec le moyen de blocage de l'écrou de serrage 61 sensiblement en un même lieu à l'intérieur du boîtier 47. Elle permet également, si la chose est désirée, de disposer d'un moyen pratique de contrôle du déplacement angulaire du manchon 57 dans le boîtier 47 par ~C~67691 comptage du nombre de cannelures 65 que l'on fait passer devant le bord de la lumi~re 66.
Dans une autre variante non représentée, l'immobilisa-tion angulaire du manchon 57 dans le boîtier 47 pourra être indépendante de son immobilisation axiale, ~ar le moyen par exemple d'une vis radiale de blocage engagée dans un trou fileté
de la paroi dudit boîtier.
Ce système de réglage in-situ de la position axiale ~ reIative de la touche de mesure et de la rampe spiralée conique ; 10 est avantageux car sans celui-ci il n'est pas possible d'effectuer un tel reglage une fois la vis micrométrique en prise dans un élément fileté solidaire du boîtier et lié rigidement à celui-ci, .: .
et cela implique la nécessité d'un ajustement préalable très précis qu'il peut être désirable d'éviter.
En effet, le pas de la rampe spiralée conique étant nécessairement égal au pas de la vis micrométrique de son tourillon d'entraînement, la position axiale relative de la sec-tion de spirale en contact avec la zone inclinée d'appui de la touche de mesure ne varie pas pendant les déplacements axiaux de cône de mesure sous ladite touche~ puisque ces déplacements axiaux ne peuvent être obtenus que par rotation simultanée de la vis micrométrique dans l'élément fileté du boîtier.
Dans le but de resoudre ces problemes, l'invention revendiquee ici vise une tête micrometrique pour instrument de mesure d'intérieurs, dans le boltier de laquelle au moins une touche de mesure à base inclinée est montee radialement dans une coulisse et est mue par le deplacement axial d'un cône de mesure - sur la surface laterale inclinee duquel la touche est retenue en contact par un organe de rappel. Ce cône de mesure est lié
au moins angulairement ~a un tourillon a vis micrometrique de mesure coaxiale en prise dans un element filete solidaire du boîtier et ledit tourillon est destiné a être relié à l'organe d'affichage de l'instrument de mesure. Selon l'invention, la - base inclinée de la touche de mesure comporte au moins une zone de contact inclinée selon une pente inférieure à celle des génératrices du cône de mesure par rapport à l'axe de rotation de celui-ci et la course de contact de ladite zone sur le cône de mesure, en forme de rampe spiralée conique à croissance constante, est matérialisée par le fond d'un sillon dont la section forme un triangle aigu et sur lequel fond s'appuie ladite zone de contact de la touche.
Le dessin annexé illustre l'état de la technique ainsi que des formes d'exécution de l'objet de l'invention, données en exemple.
Les figures 1 et 2 de ce dessin sont respectivement une vue longitudinale et une vue de face partielle et schématique d'un détail illustrant l'état de la technique.
Les figures 3 et 4 sont respectivement une vue longi-tudinale et une vue de face partielle et schématique de ce même detail illustrant la technique selon l'invention.
La figure 5 est un complément des figures 3 et 4.
La figure 6 est une vue longituainale partielle et schématique d'un autre détail illustrant l'état de la technique.
La figure 7 est une vue en perspective en quart de ~ 3 ~
- 1067~
coupe longitudinale d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
: La figure 8 est une vue longitudinale partielle et schématique d'un detail d'une variante de l'objet de l'invention.
Les figures 9 et 10 sont des coupes longitudinales partielles de deux autres variantes de details.
Les figures 11, 12 et 13 sont des schémasillustrant . les principes de base de l'invention.
. La figure 14 est une vue en coupe axiale d'une autre , ' .
r :
.
';
-` 1067691 ' forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La figure 15 est une coupe axiale partielle d'une variante d'un détail de la figure 14.
Sur les figures 1 et 2 sont représentés le cône de mosurc 1, la touche de mesure 2 à base inc]in~c et lc tourillon 4 à vis micrométrique 5 à la tête d'un micromètre d'intérieurs - connu. Le boîtier de cette tête n'a pas été représenté pour la clarté de l'exposé; ce boîtier comporte une coulisse radiale dans laquelle se meut la touche de mesure 2, un élément de guidage axial du cône de mesure 1 et du tourillon 4 ainsi qu'un élément fileté dans lequel est en prise la vis micrométrique 5.
Pour simplifier le dessin ainsi que ceux qui suivent jusqu'à la figure 7, une seule touche de mesure a été représentée, - comme sur certains instruments de ce type à deux points de contact diométralement opposés. Mais tout ce qui va être dit est également applicable pour un nombre de touches supérieur, par exemple 3.
:; Sur ces figures 1 et 2, la touche de mesure 2 est représentée en contact avec la paroi intérieure 3 d'un alésage dont le diamètre correspond à la capacité maximale de mesure de l'instrument, La position des éléments cités correspondant à
la capacité minimale est représentée en traits pointillés.
Le visage de la vis micrométrique 5 dans l'~lément fileté du boitier de la tête micrométrique a pour effet de déplacer axialement le cône de mesure 1, sous la poussée du tourillon 4, et ce déplacement axial du cône de mesure a pour effet de déplacer radialement la touche de mesure 2 par effet de coin, le cône glissant axialement sous la touche.
Pour un angle au sommet A choisi du cône de mesure 1, la course radiale e de la touche de mesure est obtenue pour un déplacement axial L du tourillon à vis micrométrique, ces~trois valeurs étant directement liées, ainsi que la course C de ~067691 glissement de chacun des points de contact de la touche de mesure 2 avec le cône de mesure 1 représenté par le segment MM'.
Il est clair que pour un même déplacement axial L du cône de mesure 1, la course radiale e de la touche de mesure 2 sera d'autant plus grande que l'angle A sera grand, et inversé-mènt. On ne peut cependant pas jouer à volonté sur ces valeurs car un trop grand angle A du cône de mesure choisi pour augmenter la capacité de mesure de l'instrument provoquera une usure préma-turée des surfaces en contact due à une trop forte pression de contact entre touche et cône, car ce grand angle nécessitera l'ap-plication d'une poussée importante du cône pour mouvoir la touche, et ceci d'autant plus que la course de glissement C de ces surfaces en contact de la touche et du cône diminue en fonction de l'augmentation dudit angle A du cône.
On notera ainsi, en s'aidant du schéma de la figure 11 et de la formule :
P = F tga + ~F cos~ + ~P
que par exemple pour une force d'appui F = 1,8 kg de la touche 2 sur la pièce à mesurer 3 et un coefficient de frottement ,u = 0,19 entre la touche et le cône 1, la force nécessaire P pour pousser le cône afin de mouvoir la touche varie de :
P = 1,650 kg. pour un angle ~ = 30 à P = 4,100 kg. ~our un angle a = 60 en passant par P = 2,200 kg. pour un angle a = 40 La pression de contact PC de la touche sur le cône, déterminée pour ces deux dernières valeurs de P donn~es en exemple passe de :
PC = 23 kg/mm pour un angle a = 40 à PC = 100 kg/mm2 pour un angle ~ = 60 ces valeurs étant obtenues au moyen de la formule :
Pc \ 0,175 lr dans laquelle 106769~
E (module d'élasticité) = 21.100 kg/mm2 r = 1,5 mm. (rayon du cône) 1 = 1 mm~ (longueur de la surface de contact) Ceci fait ressortir que si la pression de contact de 23 kg/mm2 déterminee pour un angle ~ = 40C est encore admissible, celle de 100 kg/mm2 correspondant à un angle ~ = 60C est nette-- ment supérieure à la charge unitaire maximale admissible pour les -~ métaux usuels constituant le cône et la touche, et ne peut de ce fait être appliquée sans entraîner rapidement la détérioration ` 10 des surfaces de contact de la touche et du cone. On notera - également que pour un grand angle A = 2~ du cône, le rapport entre le déplacement L de la vis micrométrique 5 et la course e ~; de la touche devient défavorable pour la sensibilité de mesure - de l'instrument.
Comme déjà signalé précédemment, il n'apparaît donc pas possible, avec un instrument de mesure de ce type d'obtenir à la fois une excellente sensibilité et une capacité de mesure importante, faute de ne pouvoir à la fois diminuer et augmenter l'angle au sommet A du cône de mesure.
La technique selon l'invention, qui permet cependant de résoudre ce probleme, est illustrée par les figures 3 et 4 représentant un cône de mesure 6, une touche de mesure 2 et une vis micrométrique 8 de mêmes caractéristiques que les éléments semblables des figures 1 et 2 illustrant l'état de la technique qui vient d'être décrit, ce qui fait que pour un même déplacement axial L du cône de mesure 6, la touche de mesure 2 effectue une même course radiale e.
Cependant, le tourillon 7 fait ici corps avec le cône de mesure 6 et avec la vis micrométrique 8, ce qui a pour effet de lier le cône de mesure 6 non seulement au déplacement axial de la vis micrométrique 8 mais de le lier également à son déplace-ment angulaire R. Et ceci ait que la course de glissement C' ~', "~
(fig. 5) d'un point de la touche de mesure 2 sur le cône de - mesure 6 ne se présente plus sous la forme d'un segment linéaire tel que le segment MM' de la figure 1, mais sous la forme d'une spirale conique M" M"' (fig. 3 et 4) de croissance constante et de tr~s faible pente, comme mis à l'évidence fig. 5 où celle-ci est représentée développée, tout au moins incomplètement, la largeu3 du dessin ne permettant pas sa représentation complète.
Ces dessins des figures 1 à 5 étant exécutés à la même échelle, on voit nettement le gain important acquis sur la poussée nécessaire au déplacement de la touche~ celle-ci étant poussée sur une rampe de très grande longueur et de très faible pente, relativement à la course linéaire très courte C et de très forte pente des mêmes éléments de l'état connu de la technique repré-sentés figure 1 et 2.
Ce gain important présente l'avantage de pouvoir être mis à profit pour choisir un meilleur compromis dans le rapport de l'angle A du cône de mesure et de la course L de la vis micro-métrique afin d'obtenir à la fois une augmentation de la capacité
de mesure de l'instrument et une bonne sensibilité de mesure, en particulier par le choix d'un plus grand angle du cône pour un même déplacement axial de la vis micrométrique.
Comme déjà signalé précédemment, la possibilité d'aug-menter l'angle au sommet du cône procure l'avantage complémentaire et précieux d'empêcher encore davantage le basculement de la touche de mesure.
Cet effet est illustré par la figure 6, représentant d'une manière exagérée pour bien faire ressortir le phénomène, un cône de mesure 9 du type connu et une touche de mesure ~ tete de palpage déportée 10 logés dans un boitier 11 comportant une coulisse radiale 12 dans laquelle se déplace la touche de mesure, le cône de mesure 9 étant déplacé axialement par un tourillon 13 à vis micrométrique non représentée. La tête de palpage déportée 106~691 10 étant prévue pour la mesure intérieure des trous borgnes, sous l'effet de cette poussée du tourillon 13, le cône de mesureA9 : pousse la touche de mesure et celle-ci va s'appuyer sur la paroi du trou borgne par sa tête de palpage déportée 10 qui va subir une reaction Fl dont la ligne d'action sera décal~e par rapport à l'axe de la coulisse radia~e 12. Un jeu fonctionnel étant nécessairement prévu dans le montage de la touche dans sa coulisse, ~ cette rQaction Fl décentrée aura pour effet de tenter de faire basculer la touche, par exemple autour du point limite d'appui 0 du bord avant de la coulisse radiale 12.
Si l'angle d'inclinaison ~ de la base d'appui de la touche, correspondant au demi-angle au sommet du cône est suffi-samment grand, la trajectoire circulaire T de basculement d'au moins un point N de la base inclinée de.la touche avec le cône : sera rentrante dans celui-ci, ce qui est rendu évident par l'angle : rentrant D formé par la tangente t menée au point N du cercle défini par la trajectoire circulaire de basculement T ayant pour centre le point 0, et par la ligne de contact de la base inclinée de la touche avec le cône, La paroi du cône forme donc sur cette ligne de contact une. sorte de butée empêchant le basculement de la touche, et cette butée est d'autant plus efficace que l'angle au sommet du cône est grand et la résistance au glissement de la touche sur le cône, qui s'oppose également ~ son basculement, s'en trouve d'autant augmentée.
Ce dernier effet est illustré par le schéma de la figure : 12 sur lequel est représentée la touche 10 en bascule autour d'un pivot matérialisant le point de pivotement 0 (fig. 6) dans lequel pivot~ladite touche peut glisser verticalement lorsque sa base d'appui sur le cône glisse sur ce dernier.
30 On voit que sous l'effet de la force Fl déportée sur .~ la touche d~une valeur de départ a, la base d'appui de la touche a tendance à monter sur la paroi du cône en basculant autour du point 0, situé à une distance b de ladite paroi.
Pour que la touche ne bascule pas, il faut que soit ; satisfaite la relation d'équilibre :
F3 sin ~ =,u F4 + ~ F2 relation dans laquelle ~ = 90 - a F2= 2Fl F3 Fl b et 4 1 b De cette relation on tire pour valeur de u, coefficient de frottement :
b cos a ,u , b sin ~ + 2 Si l'on prend comme valeurs d'exemples proches de la réalité a = 1 mm. et b = 2 mm. on trouve comme valeurs respec-tives de u pour des angles ~ de 30, 40 et 60:
,u = 0,19 pour a = 30 ,u = 0,16 pour a = 40 - et ,u = 0,10 pour a = 60 Ce qui signifie que pour la touche ne bascule pas, le coefficient de frottement de la touche sur le cône a d'autant moins besoin d'être important que l'angle a dudit cône est grand.
Autrement dit, cela signifie bien que pour un coefficient de frottement u donné, ce qui est toujours le cas, la resistance au glissement de la touche sur le cône est d'autant plus grande que l'angle ~ est grand.
La tête micrométrique selon l'invention et représentée figure 7 bénéficie de tous les avantages signalés ci-avant.
Le boîtier 14 de cette tête micrométrique comporte trois coulisses radiales dont une seule repérée 15 est visible en coupe, ces trois coulisses étant disposées à 120 et délimitées en bout dudit boîtier par un couvercle 16 fixé par des vis non visibles vissées dans la paroi 17 dudit boitier, lesdites g _ . . ~
~1067691 coulisses étant délimitées vers l'intérieur par le fond 181 d'encoches pratiquées dans ladite paroi 17.
Dans ces coulisses, trois touches de mesure, dont deux repérées 18 et 19 sont visibles, coulissent radialement.
Faisant.suite ~ ces coulisses, le boîtier 14 comporte un logement ~ylindrique 20 dans lequel la base cylindrique 21 d'un cône de mesure 22 est guidée, et une partie filetée 23 dans laquelle est engagée la vi~ micrométrique d'entrainement et de mesure 24 d'un tourillon 25 faisant corps avec la base cylindrique - 10 21 du cône de mesure 22.
Les touches de mesure comportent chacune un logement cylindrique 26 dans l'extrémité réduite duquel une extrémité d'un ressort de rappel 27 est engagée, ledit ressort, en fll d'acier, étant engagé par son autre extrémité enroulée 28 dans un loge-ment approprié du boîtier 14.
Ce ressort 27 est destiné à maintenir chaque touche de mesure en contact avec le cône de mesure lorsque celui-ci est reculé axialement dans son boîtier, vers la droite sur le dessin.
:: 20 L'extrémité de la vis micrométrique d'entra;nement et de mesure comporte un trou borgne fileté à entrée conique 29 destin~e à recevoir l'extrémi*é filetée d'une tige de liaison reliant l'ensemble cône 22 - tourillon 25 - vis micrométrique de mesure 24 à l'organe d'affichage de l'instrument de mesure.
Les éléments : cône 22, tourillon 25 et vis micrométri-: que 24 sont coaxiaux et liés rigidement entre eux, de sorte que ` les touches de mesure sont poussées par le cône de mesure 22 sur une rampe spiralée conique telle que décrite précédemment et ~: illustrée par les figures 3, 4 et 5.
Sur cette figure 7 est également représentée en traits pointillés la position extrême de sortie de la touche de mesure 18, afin de faire ressortir la capacité de mesure de l'instrument 10676g.1 qui va du diamètre minimal repéré 30 au diamètre maximal 31, l'écart entre ces deux diamètres, pour donner un exemple, pouvant être de 10 mm, (entre 20 et 30 mm. de diamètre), ce qui est particulièrement avantageux Dans une variante du cône de mesure illustrée figure 8 et des~inee à conférer à un cône de mesure 32 de grand angle ~ les avantages de sensibilité et faible pression de contact du cône sur la touche d'un cône d'angle ~ plus faible, la base inclinée de la touche de mesure 33 comporte deux zones de contact .se faisant suite et inclinées chacune selon l'angle ~ inférieur du grand angle ~ dudit cône 32, mais au moins égale à l'angle d'un cône tel que celui de la figure 6, afin de conserver l'avan-tage déjà décrit de ce dernier d'empêcher le basculement de la touche. Dans ce cas, la course de contact desdites zones sur le cône de mesure est matérialisée par le fond 34 d'un sillon de section triangulaire (doublement hâchuré sur le dessin) taillé à pleine masse dans le cône de mesure, en forme de rampe spiralée conique telle que décrite précédemment. Dans une variante simplifiée non représentée mais suffisante, une seule zone incLinée à l'angle a inférieur à celui du cône est exécutée sur la base de la touche de mesure, cette zone unique pouvant être de dimensions réduites et placée en n'importe quel endroit de la base inclinée de la touche, mais préférablement en son centre pour des raisons d'équilibrage.
Cette variante a été créée spécialement pour porter au maximum la capacité de la tête micrométrique selon l'invention, en particulier pour les appareils con~us pour la mesure des trous borgnes, à partir du raisonnement suivant, illustré par la figure 13 , - Sur un cône de petit angle ~ remplissant les exigences du minimum de pression de contact entre la touche et le cône tout en assurant en même temps la touche contre le basculement, lO~t769,1 on décrit une spirale conique de pas Ps à laquelle on lie une surface de largeur égale à la surface de contact de la touche p plus petite que le pas P5 de la spirale.
Puis l'on découpe cette surface de largeur p et on la comprime afin de réduire le pas Ps de la spirale jusqu'à ce qu'il : devienne égal à p et l'on déforme cette surface de telle manière : que l'angle a d'inclinaison de cette surface par rapport à l'axe -- du cône reste le même.
On obtient ainsi une construction géométrique constituée d'une spirale conique de pas P à laquelle est rattachée une surface spirale conique de largeur p égale audit pas, ladite spirale -~ conique étant inscrite dans un cône d'angle ~ plus grand que l'angle ~ d'origine, comme déj~ décrit figure 8.
. Enfin l'on donne à cette construction géométrique un mouvement hélicoi'dal de pas égal au pas P de la spirale, ce qui a pour effet de faire avancer radialement la touche de la même manière que sur un cône de grand angle ~ assurant une grande capacité de mesure, avec en plus tous les avantages du minimum : de pression de contact et de transmission des forces d'un cône de petit angle ~.
. Cette confoxmation particulière en forme de sillon ,~
. triangulaire de la course de contact de la touche de mesure peut être avantageusement mise à profit, dans une variante repré-.
sentée figure 9, pour constituer dan9 sa section un angle rentrant Q par rapport à la normale de l'axe longitudinal du cône de . . mesure, destiné à la prise d'un organe de retenue de la touche, en remplacement du ressort de simple rappel 27 de la tête micro-métrique représentée figure 7.
Cet organe de retenue est ici un ergot 35 emmanché à
: 30 force dans un logement radial 36 de la touche de mesure qui est représentée en deux parties, une embase 37 et une tête de palpage 38 comportant un téton 39 lui-même emmanché également à force dans le logement 36.
106769~
Cet ergot 35 peut être soit monté rigidement, comme représenté sur cette figure 9, soit d'une manière élastique, afin de permettre son dégagement automatique en cas de fausse manoeuvre, par exemple un recul trop rapide du cône de mesure.
Dans une variante du cône de mesure représentée figure 10, la base 40 de ce cône de mesure spécial 41 est en forme de zone sphérique dont la section circulaire 42 est tangente aux génératrices du logement cylindrique 43 du boîtier 44 de la tête micrométrique, cette conformation particulière augmentant la longévité de l'instrument par la diminution importante du frottement du cône dans son logement. Cette configuxation est naturellement aussi applicable à la variante selon figure 8.
Dans une autre forme d'exécution représentée figure 14 la tête micrométrique selon l'invention, pourvue du cône de mesure à rampe spiralée conique décrit précédemment et illustré par les figures 8 et 13, est montrée équipée d~un système de réglage destiné à faciliter in-situ le positionnement axial rigoureux de ladite rampe spiralée conique sous les zones d'appui inclinées de la touche de mesure.
La tête micrométrique représentée sur cette figure 14 comporte, disposées de manière comparable à celles déjà décrites, trois touches mobiles 48 engagées dans trois coulisses radiales 46 de son boitier 47. La base de la seule touche mobile 48 représentée comporte deux zones inclinées de contact appuyées par un ressort 49 sur deux spires cons~cutives d'une rampe spiralée conique 50 à pas constant inscrite dans la paroi d'un cône de mesure 51.
Ce cône de mesure 51:est guidé axialement par sa base cylindrique 52 dans un logement cylindrique axial 53 du boitier 47; ce cône de mesure se prolonge vers l'intérieur du boitier 47 par un tourillon d'entrainement 54 comportant une vis micrométri-que de mesure 55 de même pas que la rampe spiralée conique 50.
La vis micrométrique de mesure 55, ainsi liée axiale-ment et angulairement par construction au cone de mesure 51, est en prise dans une partie filetée 56 d'un manchon cylindrique 57 monté rotativement dans le logement cylindrique 53.
Ce manchon cylindrique 57 comporte un épaulement 58 engagé dans une rainure circulaire 59 creusée dans la paroi du boîtier, ladite rainure étant prolongée par une partie filetée coaxiale 60 dans laquelle est en prise une bague filetée de serrage 61 destinée au blocage de l'épaulement 58 du mouchon : 10 dans la rainure 59.
- Afin de permettre l'introduction du manchon 57 dans son logement cylindrique ~3, des cannelures sont pratiquées ici dans le filetage 60 et l'épaulement 58 mais cette appropriation n'est -~ pas utile lorsque l'épaisseur de la paroi du boîtier 47 est suffisante pour donner audit filetage 60 un diamètre plus grand que le fond de la rainure 59.
La partie filetée 56 du manchon cylindrique 57 dans laquelle est en prise la vis micrométrique de mesure 55 comporte un système de rattrapage de jeu constitué par une bague de serrage conique 62 d'une zone de ladite partie filetée comportant des fentes radiales 63.
;Enfin, l'extrémité.du manchon cylindrique 57 opposée au cône de mesure 51 comporte un él~ment de prise constitué par un crantage frontal 64 destiné à son entraînement en rotation.
Lors du montage de l'appareil ou bien à tous moments désirés, la bague de serrage 61 n'est pas bloquée mais seulement mise en appui glissant juste contre l'épaulement 58 du manchon 57 à l'aide par exemple d'une clé à griffes engagée dans les trous de ladite bague, de manière à permettre la rotation dudit manchon 57 sans aucun jeu axial par rapport au boîtier 47. Puis le tourillon 54 est maintenu fixe angulairement par rapport audit boîtier 47. A ce moment, tout mouvement de rotation 106769~
transmis au manchon 57, par exemple à l'aide d'une clé à crans appropriée engagée dans les crans d'extrémité 64 dudit manchon, a pour effet de faire avancer ou reculer axialement suivant le sens de rotation la vis micrométrique 55, donc le cône et sa rampe spiral~e conique 50 sous les zones d'appui inclin~es de la touche de mesure 48, et ceci avec une précision maximale puisque ces mouvements se font par la vis micrométrique de précision.
On peut ainsi par exemple avancer le cône jusqu'à ce que les spires de sa rampe viennent en contact avec les parois des deux zones inclinées de con~act de la touche de mesure puis le reculer de la quantité correspondant au jeu fonctionnel désiré, cette dernière opération pouvant etre facilement contrôlée par exemple en déplacant angulairement le manchon 57 de la fraction de tour correspondant audit jeu fonctionnel. Puis ce reglage effectué, on bloque la bague de serrage 61 afin d'immobiliser le manchon 57 dans le boîtier 47.
On notera ici que ce moyen de réglage du positionnement axial du cône de mesure sous la touche peut évidemment être avantageusement utilisé pour un réglage fin du zéro de l'ins-trument.
Dans une variante constructive repr~sentée figure 2,l'élément de prise du manchon cylindrique 57 destiné à gon entraînement en rotation est conQtitué par un crantage périph~ri-que effectué par fraisage de cannelures 65 sur une zone annulaire de sa surface latérale, et une lumière 66 est pratiquée en face dudit crantage dans la paroi du boîtier 47.
Cette variante permet d'éviter l'introduction simultanée du moyen d'entraînement en rotation du manchon 57 avec le moyen de blocage de l'écrou de serrage 61 sensiblement en un même lieu à l'intérieur du boîtier 47. Elle permet également, si la chose est désirée, de disposer d'un moyen pratique de contrôle du déplacement angulaire du manchon 57 dans le boîtier 47 par ~C~67691 comptage du nombre de cannelures 65 que l'on fait passer devant le bord de la lumi~re 66.
Dans une autre variante non représentée, l'immobilisa-tion angulaire du manchon 57 dans le boîtier 47 pourra être indépendante de son immobilisation axiale, ~ar le moyen par exemple d'une vis radiale de blocage engagée dans un trou fileté
de la paroi dudit boîtier.
Ce système de réglage in-situ de la position axiale ~ reIative de la touche de mesure et de la rampe spiralée conique ; 10 est avantageux car sans celui-ci il n'est pas possible d'effectuer un tel reglage une fois la vis micrométrique en prise dans un élément fileté solidaire du boîtier et lié rigidement à celui-ci, .: .
et cela implique la nécessité d'un ajustement préalable très précis qu'il peut être désirable d'éviter.
En effet, le pas de la rampe spiralée conique étant nécessairement égal au pas de la vis micrométrique de son tourillon d'entraînement, la position axiale relative de la sec-tion de spirale en contact avec la zone inclinée d'appui de la touche de mesure ne varie pas pendant les déplacements axiaux de cône de mesure sous ladite touche~ puisque ces déplacements axiaux ne peuvent être obtenus que par rotation simultanée de la vis micrométrique dans l'élément fileté du boîtier.
Claims (10)
1. Tête micrométrique pour instrument de mesure d'intérieurs, dans le boîtier de laquelle au moins une touche de mesure à base inclinée est montée radialement dans une coulisse et est mue par le déplacement axial d'un cône de mesure sur la surface latérale inclinée duquel la touche est retenue en con-tact par un organe de rappel, le cône de mesure étant lié au moins angulairement à un tourillon à vis micrométrique de mesure coaxiale en prise dans un élément fileté solidaire du boîtier et ledit tourillon étant destine à être relie à l'organe d'affi-chage de l'instrument de mesure, caractérisée en ce que la base inclinée de la touche de mesure comporte au moins une zone de contact inclinée selon une pente inférieure à celle des généra-trices du cône de mesure par rapport à l'axe de rotation de celui-ci, et en ce que la course de contact de ladite zone sur le cône de mesure, en forme de rampe spiralée conique à crois-sance constante, est matérialisée par le fond d'un sillon dont là section forme un triangle aigu et sur lequel fond s'appuie ladite zone de contact de la touche.
2. Tête micrométrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi du sillon du cône délimitant chacune de ses spires de la suivante est inclinée de manière à
former dans sa section un angle rentrant dans lequel est engagé
l'organe de rappel de la touche de mesure, ledit organe de rappel étant fixé sur la touche.
former dans sa section un angle rentrant dans lequel est engagé
l'organe de rappel de la touche de mesure, ledit organe de rappel étant fixé sur la touche.
3. Tête micrométrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'organe de rappel de la touche est un ergot de retenue rigide fixé rigidement à la touche.
4. Tête micrométrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'organe de rappel de la touche est un ergot de retenue élastique.
5. Tête micrométrique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la touche de mesure se compose d'une embase à base inclinée comportant un logement, d'un ergot de retenue de ladite touche emmanché et fixé dans ledit logement et d'une tête de palpage comportant un têton de fixation emmanché et fixé également dans ledit logement.
6. Tête micrométrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément fileté solidaire du boîtier est un manchon cylindrique fileté intérieurement sur au moins une partie de sa longueur, monté rotativement dans un logement cylindrique axial du boîtier, lié axialement à ce dernier et comportant un élément de prise destiné à son entraînement, et en ce qu'elle comporte un organe de blocage de ce manchon dans le boîtier.
7. Tête micrométrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le manchon cylindrique est lié axialement au boîtier par un organe de blocage de sa position angulaire.
8. Tête micrométrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le manchon cylindrique comporte un épau-lement engagé dans une rainure circulaire de son logement cylindrique dans le boîtier, et en ce que cette rainure est prolongée par une partie filetée coaxiale dans laquelle est en prise une bague filetée de serrage destinée au blocage dudit épaulement dans la rainure.
9. Tête micrométrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément de prise du manchon cylindrique est constitué par un crantage frontal de son extrémité opposée au cône de mesure.
10. Tête micrométrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément de prise du manchon cylindrique est constitué par un crantage périphérique d'une zone annulaire de sa surface latérale, et en ce que la paroi du logement cylin-drique dudit manchon dans le boîtier comporte une fenêtre pra-tiquée en face dudit crantage.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| CH768006A CH608883A5 (en) | 1976-06-23 | 1976-06-23 | Micrometric head for internal measurement instrument |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1067691A true CA1067691A (fr) | 1979-12-11 |
Family
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Family Applications (1)
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