Dispositif pour la mesure et le contrôle automatique d'une dimension linéaire
d'une pièce à usiner.
L'objet de la présente invention est un dispositif pour la mesure et le contrôle auto matique d'une dimension linéaire d'une pièce à usiner. Ce dispositif est caractérisé par deux orga. nes mesureurs pouvant se rapprocher et s'écarter l'un par rapport a l'autre et dont la course de rapprochement possible indique la mesure cherchée, par une commande automatique produisant ce mouvement de rapprochement et d'écartement à des in tervalles de temps réglables et par un dispositif de lecture actionné pendant ladite course de rapprochement.
Le dessin montre, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du dispositif formant L'objet de la, présente invention.
La fig. 1 montre un dispositif à galets représenté schématiquement avec une vis nicrométrique à lecture directe sur le tam : our de tete.
La fig. 2 représente un dispositif du même genre mais avec lecture faite à travers un obturateur commandé.
La fig. 3 est un dispositif Åa galets à Vi3 micrométrique mais avec lecture par aiguille rattrapante.
La fig. 4 montre une vue de côté d'un dispositif mobile schématique et simplifié df mesure d'une tôle en cours de laminage.
La fig. 5 est une vue également de côté d'un disposi, tif entièrement automlatiqúse avec pinces de solidarisation de la tôle et du dispositif mesureur.
La fig. 6 montre une variante, en coupe du montage d'une vis micrométrique.
Les fig. 7, 8 et 9 représentent des dispositifs de mesure de dilatation des galets. dans un dispositif utilisant ces organes, et des dispositifs de refroidisement des galets.
Comme on le voit, le dispositif selon la fig. 1 comporte un bâti robuste 1 qui reçoit à son extrémité in±érieure un galet 2 parfai- tement centré et rectifié. Ce galet peut tour ner autour d'un axe 3 sur lequel il est assu- jetti librement mais sans jeu. Un second galet 4 tourne autour d'un axe 5, porté par un bras mobile et indéformable 6 pouvant se deplacer par rapport au bâti, par articulations 11. La bande de tôle à mesurer passe entre le galet fixe 2 et le galet mobile 4. Des ressorts 20 d'une énergie convenable empêchent le bras mobile 6. et par conséquent le galet 4 qui lui est assujetti de s'écarter du bâti pour toute autre cause qu'une variation d'épaisseur de la tôle.
Le bâti 1 porte une pièce d'acier 9 trem pée de tout son dur et formant enclume.
Cette pièce 9 peut être soulevée ou abaissée par rapport au bâti au moyen d'un système à mouvement lent 10 à vis, de façon à ce que la partie dressée de l'enclume puisse se trouver placée à des niveaux différents par rapport au bâti. Le bras mobile 6 reçoit une vis micrométrique 7 terminée par une sphère 8 à grand rayon. Cette vis micrométrique 7 se déplace dans un écrou porté par le bras mobile 6.
Il suffit alors de donner à la vis micrométrique 7 une succession de mouvements de vissage et de dévissage par rapport à son écrou pour permettre d'opérer périodi quement la mesure au moyen, par exemple, d'un petit moteur indépendant agissant sur la vis par un embiellage, une crémaillère à came ou par tout autre procédé propre à donner à la vis des mouvements de rotation alternativement dirigés dans un sens et dans l'autre.
La fig. 1 montre le cas d'une crémaillère 15 coulissant dans deux guides 16. L'un des deux guides 16 est relié à un ressort 19 fixé à la crémaillère 15. La crémaillère se termine par une tête 17 sur laquelle agit une came 18 actionnée par un moteur indépendant. Cette crémaillère 15 agit sur un pignon 12 solidaire de la vis micrométrique 7. La vis micrométrique, supposée ici filetée à gauche, se trouve dévissée quand la cré- maillère 15, agissant sur le pignon 12, est poussée par la came de droite à gauche.
Quand la came 18 échappe, la tête 17 se trouve libérée et le ressort 19 ramène la eré- maillere de gauche à droite. Ce mouvement produit le vissage de la vis micrométrique, c'est-à-dire son enfoncement dans le bras 6 dans la direction de l'enclume 9.
Voici ce qui se passe quand une tôle en cours de laminage est engagée entre les galets 2 et 4 :
Les variations d'épaisseur de cette tôle, au fur et à mesure de son passage ont pour effet d'écarter ou de rapprocher ees galets et, par conséquent, d'écarter ou de rapprocher les bras mobiles 6 du bâti de quantités propor tionnelles. On suppose que l'on ait mis en marche le dispositif communiquant à la vis micrométrique le mouvement de rotation alternativement dirigé dans un sens et dans l autre. Lorsque la vis est mue dans le sens qui la fait s'enfoncer dans le bras mobile, son extrémité sphérique se rapproche de l'en- clume avec laquelle elle entre en contact à un moment précis de sa rotation.
Elle cesse alors de tourner, le ressort 19 ne pouvant plus entraîner ta crémaillère. Or, l'instant du contact entre la sphère et 1'enclume dépend exclusivement de l'épaisseur que possède, au même instant, la tôle qui passe entre les galets.
Si donc la vis reçoit un tambour gradué 13 dont les divisions passent devant un repère fixe 14, il suffira, connaissant les données constructives du dispositif, de repérer celle des divisions du tambour qui s'arrête devant le repère 14 pour connaître exactement l'épaisseur qu'avait la tôle quand s'est opéré le contact entre la sphère 8 et 4'en- clume 9.
Le mouvement de la came 18 se poursuivant, la crémainère est à nouveau ramenée de droite à gauche, puis rappelée par son ressort en sens inverse. M y a donc nouveau dévissage ou recul de la vis micrométrique dont la tête sphérique 8 perd contact avec l'enclume 9, puis revissage, c'est-à-dire avance de la vis qui revient encore buter de la tête contre ladite enclume. On obtient ainsi une série de vissages et de dévissages régulièrement espacés dans le temps et, à chaque pé- riode, le tambour gradué 13 subit un arrêt pendant un temps appréciable et dont la du- rée dépend du profil de la came 18 et de sa vitesse de rotation.
Si, d'une mesure à l'autre, l'épaisseur de ta tôle est. demeurée constante, ce sera. tou- jours le même trait de la, graduation du tambour qui s'immobilisera devant le repère fixe.
Si cette épaisseur a varié, un autre trait se substituera au précédent. Il suffirait donc théoriquement de lir & les'indications succes- sives du tambour pendant ces périodes d'ar rêt pour connaître les diverses épaisseurs de la tôle correspondant à ehaque prise de contact entre la tête de vis et l'enclume.
Pratiquement cependant,cettelecturede- meure à peu près impossible. Les mouvements de rotation du tambour viennent en effet brouiller périodiquement le champ de visée et, si l'interval, LIe de temps entre dleux mesures successives est très court, les durées d'arrêt du tambour sont elles aussi trop faibles pour permettre d'opérer le moindre relevé.
On peut facilement remédier à ce défaut de plusieurs façons :
La fig. 2 donne, à titre d'exemple, un moyen d'y parvenir. La rampe 18biS de la came 18 sollicite la tête 17 de la crémaillère 15. Celle-ei attaque, non pas ! la vis 7 ellemême, mais un pignon plus petit 47, disposition qui augmente la précision des mesures puisqu'une course plus grande de la cre : naiHére correspond à une moindre rotation de la vis 7. Ce pignon 47 est monté sur un arbre 49 guidé par un carter fixe 46, dans lequel est pratiquée une ouverture 50.
L'axe 1 portant la came 18, et que fait tourner un noteur accessoire non figuré, attaque par une roue d'angle 42 une autre roue 43 solilaire d'un obturateur 44 tournant autour de 'axe 49. Ledit obturateur est constitué par an cylindre largement échancré qui peut, suivant la position qu'il occupe autour de 'axe 49, masquer le tambour gradué 45 qu'entraîne le pignon 47 ou au contraire le rendre visible au travers de l'ouverture 50.
Les éléments du système sont disposés les ans par rapport aux autres de telle sorte que, pendant les mouvements alternatifs de rotation du pignon 47 et par conséquent du tambour gradué 45, l'obturateur 44 interpose ses parties pleines entre le tambour 45 et l'ouverture 50. Au contraire, lorsque le tambour est immobile, l'obturateur 44 ne masque plus l'orifice 50 et permet de voir la graduation portée par le tambour 45 ainsi qu'un repère fixe 14 porté par le carter 46. De cette fagon, les mouvements du tambour ne sont plus visibles et aucun brouillage ne se produit pour l'observateur qui) n'aperçoit le tambour gradué que pendant ses périodes d'immobilite.
La lecture est alors très. facile, surtout si le carter, l'obturateur et la surface du tambour sont noirs, la graduation, les. chiffres et le repère étant tracés en blanc et fortement éclairés.
Bien entendu, il y a Heu, de profiler convenablement la came pour que les périodes d'arrêtdutambouT,c'est-à-direcellespendant lesquelles la sphère 8 et l'enclume 9 sont en contact, soient aussi grandes que possible relativement aux périodes de mouvement.
Aussi, établit-on des cames à pentes très raide et le tambour devient immobile pendant la plus grande partie de la période entière. Les lectures sont alors très faciles.
IL est à remarquer que si, pendant la durée d'arrêt du tambour, l'épaisseur de la tôle vient à diminuer, le dispositif n'enre gistre pas cette diminution, alors qu'au contraire si q'epaisseur augmente, il y a perte de contact entre la sphère 8 et l'enclume 9 ce qui, sous'l'influence du ressort 19, provoque un nouveau mouvement de vissage de la vis 7, et, conséquemment, un déplacement du tambour devant son repère.
On peut s'opposer à ce mouvement par un freinage de la vis ou du tambour s'exerçant exclusivement pendant les périodes d'arrêt de ladite vis. Ce freinage périodique doit être commande par l'arbre 41. Le dispositif à prévoir est des plus simples et ne nécessite aucune description particulière. Du reste, prati- quement cette précaution ne paraît pas absolument indispensable dans la majorité des cas.
La fig. 3 montre une autre réalisation dans laquelle l'enregistrement des positions d'arrêt de la vis permet de supprimer toute période d'obturation du tambour gradue et se prête facilement à la transmission à di, stance des indications d'épaisseur de la tôle.
A cet effet, la vis 7 qui, pour des raisons de meilleur guidage, est solidaire d'un long arbre 21, passant dans un palier fixe. re
Doit, d'une part, une roue conique 22 de grand diamètre et, d'autre part, une bague emmanchée à force ou clavetee et munie d'un ergot 39. Cet ergot peut être périodiquement heurte par un autre ergot 38 solidaire d'un arbre 40, qu'entraîne un moteur indépendant non figuré et dont l'axe est perpendiculaire à l'axe 21 et le rencontre dans l'espace au point a.
Lorsque l'arbre 40 tourne, 1'ergot 38 rencontre l'ergot 39, lui communique un mouvement angulaire dans un certain sens, puis le laisse échapper, un ressort spiral 32, attaohé par son centre sur l'axe 21 et fixé par son extrémité externe au bâti, ramène l'ergot 39 en sens inverse jusqu'à lui faire rencontrer une butée non figurée. On obtient ainsi le mouvement alternatif de rotation de la vis 7 sur un nombre de degrés convenable.
Ce mouvement est transmis par la roue 22 à un petit pignon 23 solidaire d'un arbre creux 24, portant à son extrémité un toe ou ergot 25. Ce toc tend à être constamment appuyé par un ressort spiral 30 sur une broche 27 solidaire d'un plateau 26 calé sur un arbre 28 passant dans l'arbre creux 24 et portant une aiguille 31 se déplaçant devant les divisions d'un cadran assujetti au carter fixe. L'arbre 40 porte, en outre, une came 35 agissant sur un poussoir 36 solidaire d'une tige 37 qui porte elle-même en 34 un sabot de frein légèrement compressible. Ce sabot peut s'appuyer sur le pourtour du plateau 26 et l'immobiliser lorsque la came soulève la tige 37 en contrariant le ressort 33.
Le fonctionnement est alors le suivant :
L'ergot 38 ayant écarté l'ergot 39 de sa position extrême provoque le dévissage de la vis 7. L'ergot 39 ayant échappé, la, vis 7 se trouve revissé par l'action du spiral antago- niste 32'et ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que la sphère 8 et l'enclume 9 entrent en contact. Le dispositif micrométrique s'arrête alors dans une position qui dépend de l'écartement du bras 6 et du bâti 1 et par conséquent de l'épaisseur de la tôle passant entre les galets.
Le pignon 23 attaqué par la roue 22, solidaire de la vie 7, s'arrête done lui aussi dans une position qui dépend de l'épaisseur de la tôle
S'il n'existait pas de frein 34, les mouvements du pignon 23 et pa-r conséquent de l'arbre 24 sur lequel est calé ce pignon seraient intégralement transmis à l'arbre 28 et, par suite, à l'aiguille 31 qui en est solidaire.
En effet, le ressort spiral 30 qui prend appui sur le bâti 29, d'une part, et sur l'arbre 28, d'autre part, est dispose de telle sorte que son armement initial soit suffisant pour appuyer toujours l'un sur l'autre tes'ergota 2'5 et 27 qui demeureraient donc toujours en contact étroit, si bien qu'en l'absence de frein, les arbres 24 et 28 devraient être considérés comme n'en faisant qu'un seul. Mais le frein 34 se trouve serré pendant la plus grande partie du temps, immobilisant ainsi le tambour 26 qui ne se trouve donc libéré, à chaque période, que pendant un temps entré- mement court.
Le frein 34, suffisant pour annuler l'ef- fet du ressort spiral 30, qui est nécessairement un ressort faible, n'est oependant pas assez puissant pour s'opposer à la rotation du tambour 26 qu'entraîne 1'ergot 27 sous l'in- fluence du grand ressort spiral 32, actionnant tout le mécanisme dans l'opération de vissage. Donc, même si le frein est serré, l'er- got 25 peut déplacer l'ergot 27 et faire tourner l'arbre 28 et par conséquent l'aiguille 31.
A chaque période, immédiatement après la prise de contact entre la tête de vis 8 et l'enclume 9, le frein 32 se trouve desserre par la came 35 pendant un temps excessivement court. A cet instant, deux cas peuvent se présenter :
Dans le premier cas, les ergots 25 et 27 sont au contact l'un de l'autre et iL ne se produira conséquemment aucun mouvement de l'aiguille sous l'influence du ressort spiral 30, dont la tension tend toujours à ramener l'un contre l'autre lesdits, ergots.
Dans le second cas, les ergotsl 25 et 217 {sont éloignés l'uln de l'aubreetlaHorstla libérationl du tambour 26 par desserrage du ressort 32 permettra au ressort spiral 30'de ramener l'ergot ?7 par rotation de l'arbre 28 jusqu'à ce que l'ergot 2. 7 vienne buter contre l'ergot 2'5. Tout se passera donc comme si les, arbres 28 et 24 étaient solidaires l'un de l'autre à chaque période, pendant un temps très court, celui pendant lequel le frein est desserré, et désolidarises pendant le reste du temps.
Si l'épaisseur de la tôle change donc d'une mesure à la suivante, l'aiguille, à la fin de chaque période, parcourt très. brusque- ment en face du cadran l'intervalle corres pondant à 1a variation del'épaisseur. Son déplacement s'opère dans un sens ou dans l'autre, suivant qu'il s'agit, pour la tôle, d'une augmentation ou au contraire d'une diminution d'épaisseur. Si l'épaisseur de 1a tôle reste constante, l'aiguille reste immo- bile en face de son cadran. En graduant convenablement le cadran, on aura ainsi, par simple lecture, l'indication régulière des variations de l'épaisseur.
S'il s'agit de fabriquer une tôle d'une épaisseurdéterminée, on écarte les mâchoires 6 et 1 etonintroduitentrelesgalets 2 et 4 une cale d'épaisseurrigoureusementégaleà celle que le laminoir doit donner à ladite tôle.
On rapproche ensuite les mâchoires jusqu'à ce que les galets enserrent la cale entre eux, puis on met en marche le dispositif et on agit sur la vis 10 pour déplacer 1'enclume 9 jusqu'à ce que l'aiguille 31 soit en face de la division zéro tracée au centre de la graduation. On écarte alors les mâchoires entre lesquelles on introduit la tôle sortant du laminoir en mouvement.
Si l'épaisseur de la tôle est correcte, l'ap- pareil indiquera zéro. Si l'épaisseur est trop forte, l'aiguille se déplacera d'un certain côté du zéro et s'arrêtera devant une division qui indiquera M'importance de la surépaisseur.
Si l'épaisseur est au contraire trop faible, l'aiguille se déplacera, de l'autre'côté d'à zéro et s'arrêtera devant une certaine division me surant exactement Le déficit.
Il est évident que l'son peut transmettre à distance les indications du dispositif, puisque tout le mécanisme de mesure se réduit à des combinaisons de mouvements rotatifs. On peut employer un système de transmission quelconque, par exemple, un système de transmission électrique, hydraulique, méca- nique ou pneumatique. En outre, on peut de même enregistrer graphiquement les, indications du dispositif par tout système appro- prié : inscription directe des déplacements de l'aiguille, relais photoélectrique, etc., conformément aux possibilités de la technique cou- rante.
Sur la fig. 4, on voit que la pièce trem- pée d'acier formant enclume 9 et réglable par la vis 10, ainsi que la vis micrométrique 7 sont montées dans un bâti en forme d'U rigide 41, perpendiculaire à la direction 43 suivie par la pièce à contrôler 42.
La vis micrométrique 7 est accompagnée naturellement d'une roue dentée de commande 12 actionnée par la crémaillère 15 et l'extrémité porte un tambour gradué 13, avec une flèche de repérage 14 fixée en 46 sur la branche su périeure 47 du bâti 41. La, branche inférieure est traversée par une ou plusieurs tiges parallèles 49 formant, glissières, de sorte que tout le système peut coulisser alternativement de droite à gauche et inversement sur les tiges guides 49 et suivant la flèche 48.
Ce mouvement alternatif est'communiqué au système de façon que, dans la course de droite à gauche, c'est-a-dire suivant la flèche 43, sens du déplacement de la bande 42 à mesurer en cours de laminage, la vitesse du système soit égale ou sensiblement égale à eelle de la bande. Quand cette vitesse est. atteinte, ce qui est plus ou moins rapide suivant le système de commande employé, on actionne'la cré- maillère 15, de manière à pincer la bande 42 entre 1'enclume 9 et l'extrémité de la vis 7. Cette pression est suffisante pour per- mettre au système d'acquérir alors par en traînement une vitesse rigoureusement égale à celle de la bande. On lit alors sur le tambour l'indication de la mesure faite.
On peut prévoir des buteea droite et gauche 45 et 44 tout l'ensemble se déplaçant alternativement d'une butée a l'autre, et la course de retour, c'est-à-dire de 44 a 45, avec la. vis desserrée par la eremaillère] 5 se fait alors à une vitesse quelconque.
Eventuellement, le système peut aussi coulisser sur des guides 44'et 4 : ;'dans une direction perpendiculaire à la direction suivie par la bande, de manière à placer l'enclume 9 exactement sous la bande où l'on veut contrôler l'épaisseur, et au besoin la contrôler suivant différentes zone. s de sa largeur.
Le système de lecture pourra être plus complexe-et du genre de oeux qui ont été enumérés précédemment. De même, la vis pourra être remplacée par tout autre système. un coin par exemple, et les divers mouvements pourront être plus ou moins asservis les uns aux autres. L'essentiel dans le dispo sitif sans galets est de déplaeer pendant la mesure le système mesureur à la même vitesse et dans le même sens que la pièce à mesurer, le retour en arrière ne pouvant se faire qu'après la libération de la pièce du contact de l'organe mobile mesureur.
La fig. 5 montre un exemple de réalisation d'un dispositif de ce genre dans lequel les divers mouvements se succèdent automa- tiquement. Les organes de'mesure et d'entraînement sont montés sur un bâti mobile 5 ().
Ce bâti peut coulisser le long de deux tiges guides indiquées en 51 et 52 et assujetties à un châssis 53 fixé lui-même au sol ou sur un support quelconque immobile. Un ressort 54 rappelle constamment le bâti 50 de la gauche vers la droite et tend par suite à l'amener à buter contre le montant du chas- sis aux points figurés en 52'et 53'.
Le bâti 50 porte une vis micrométrique 55 et une eontrevis 56 pouvant être manoeuvrée au moyen d'un bouton moleté 57. Lorsque l'on fait tourner la vis 55, elle fait subir à la tôle une flexion et le mouvement continue jusqu'à ce que la tôle soit pressée entre les vis 55 et 56. A cet instant l'écartement des vis est égal à L'épaisseur de la tôle.
Sur la vis 55 qu'actionne une friction 58 portée sur un arbre 59. qui reçoit un engrenage fil} actionne par une vis tangente 61 d'un moteur électrique 62, se trouve placé un engrenage 63 attaquant un pignon 64, dont l'arbre 65 commande un flexible 66 qui se rend à un appareil insoripteur.
Lorsque le moteur électrique 52 tourne dans l'un ou l'autre sens, il provoque le vissage ou le dévissage de la vis 55 dans le corps de bâti 50 qui lui sert d'écrou Quand vis vis et 56 enserrent la tôle et sont arrêtéesainsidansleurmouvement, la fric- tion 58 glisse et le mouvement du moteur électrique ne peut plus être transmis.
Lemoteurélectriqueestalimenté par un câble souple 67 qui lui apporte le courant convenable. Il est surmonté d'un oommutateur 68 dont l'effet est de renverser le sens rotation du moteur électrique qui tourne à droite ou à gauche suivant que le oommutateur est amené en position indiquée en a ou 1). ha manoeuvre du commutateur luimême est obtenue automatiquement lorsque. par suite du mouvement de va-et-vient du loti, lebrasducommutateur vient buter à fond de oourse contre des tampons élastiques 69 et 70, qui peuvent d'ailleurs coulisser dans le bâti i 50 et sont ramenés ensuite a leur position par des ressorts 71 et 72.
Un dispositif automatique d'entraînement du bâtiestconstitué de la façon suivante : 73 est une pieoefixéesur le bâti 5 et terminée par un élément de friction 74. Cette pièce est immobile et disposée de façon à se trouver au contact de la tôle en service normal. En 75 est une pièce de friction à peu près semblable tournant autour d'un axe 76, terminée par un élément 74'et rappelée par un ressort 78.
Lorsque ce ressort agit librement, la pièce 75 tourne autour de l'axe 76, de telle sorte que les éléments 74 et 74'viennent en contact en enserrant !atôle.Celle-cientraîne alors le bâti âti 50 de droit, e à gauche à une vitesse égale à la sienne en surmontant la résistance du ressort 54.
La pièce 75 porte une saillie 75a dans laquelle peut s'engager un crochet coudé 77 tournant autour d'un axe 78 et rap peléparunressort79.L'extrémité80 du crochet se trouve relevée et disposée de telle . sorte que lorsque le bâti est amené de gauche à droite, la partie 80 vient rencontrer une butée 81 capable de soulever l'extrémité 80 et de faire ainsi, en surmontajitlarésistance du ressort79,échapper le crochet 77 de la saillie 76.
On voit donc que lorsque le bâti 50 sera iamenéde gauche à droite, le jeu de la, butée 81 aura pour effet de provoquer le serrage des mâchoires 73 et 75 et, par suite, de pin
cer la tôle, ce qui provoquera le retour de
droiteàgauchedubâtilui-même. En 82 est représenté un second levier tournant autour d'un axe 83 et terminé pa'r une partie relevée 84 qui peut venir rencontrer une butée 85.
Leschosesétantcommereprésentées sur la figure, c'est-à-dire la mâchoire d'entraînement étant ouverte, rien ne s'oppose à l'action
du ressort 54 qui, ramenant la butée en arrière, provoque la. butée de'80 contre la butée 81 et par conséquent la fermeture du dispositifd'entraînement73-75. Le bâti 50 se met alors en marche dansla,directionoù va la tôle, c'est-à-dirededroiteà gauche et cecijusqu'àceque la partie 84 du levier 82 vienne heurter la butée 85.
La partie 84 est alors soulevée, ce qui provoque l'abaissement de l'extrémité gauche du levier 75. Cet abaissement a pour effet d'amener la sta-illie 75a à s'enclencher sous le crochet du levier 77. comme il. est indiqué sur la figure. Le ser-
rage est alors rompu et le ressort peut de nouveau ra, mener le chariot à sa position primitive, c'est-à-direversla,droitedela figure. Les manoeuvres recommencent de la même façon, indéfiniment, si bien que le bâti est animé d'un mouvement alternatif, à vitesse accélérée lorsqu'il se dirige de gauche à droite.
Pendant tout le temps où le bâti se dirigededroiteàgauche,savi'tess'eétantl'a même que cdlle de la. tôle, permet,comme on l'a dit plus haut, de procéder à la mesure.
Pour que la mesure se fasse automatiquement, il faut faire intervenir le commutateur 68. Celui-ci étant en effet venu buter eontre la butée 70 qui le comprime, prend la posi tion indiquée en a, eue qui a pour effet de faire fonctionnerlemoteur'dans'Lesens'où la vis 55 s'enfonce dans son) écrou et rencontre la, contrevins 56. Cette manoeuvre est cellequi'correspond,àproprementparler, aux mesures.
La course de la butée. élastique 70 doit être réglée de telle manière que, sous l'influence du moteur électrique, la vis 55 ne vienne serrer la tôle entre elle-même et la contrevis56'quelorsquelebâti est déjà nettement en marche à vitesse uniforme de droite à gauche. On y arrive en réglant con venablement la course morte à donner à la vis et qui dépend ici de 1a vitesse à laqweXe les opérations sont poursuivies et de la course du chariot lui-même. Les indications de la vis 55 sont transmises au dispositif de mesure par le flexible 66 par T'interméd'iaire des pignons, comme il a, été dit plus. haut.
Le flexible 66 ne suffit pas à lui seul à faire agir l'enregistreur. On sait qu'il faut en outre lui envoyer des impulsions perio- diquescapables de desserrer le frein'de l'ai- guille rattrapante dans le cas où cette solu tion est choisie. Un élément quelconque, non représenté sur la figure et périodiquement actionné parle'corps de bâtilui-même par exemple, permet d'arriver à ce résultat.
La fig. 6 montre une variante de montage de la vis micrométriqueaumoyend'une sortedecage 86, la, partieintérieureformant écrou pour une vis dont la tige 87 est maintenue dans le haut par un palier 88. Un pignon cône 89 solidaire'dela tige 87 engrène avec un pignon cône 910 fixé sur un arbre 91 relié à un insoripteur et maintenu également par un palier 92 de'laca-ge86.
Dans les dispositifs à galets qui ont été décritsaudébut,si.l'onveutobtenirune grandeprécision, il faut tenir compte de la dilatation sde3 galets qui peuvent Is'échauffer pendant la mesure, ou bien éviter que cet échauffementnepuisseseproduire. En effet, on a, constaté à l'usage que les galets s'échauffent'et subissent des accroissements de diamètre qui affectentlesmesuresparfois d'une façon sensible, si l'on cherche à avoir une précision extrême.
Pour en tenir compte, une première solution consiste à effectuer une correction du zéro de l'indicateur en rapport avec la valeur de la dilatation des galets. On sait que le dispositif est un comparateur qui se régie au moyen d'une pièce intermédiaire. Par exem ple, si l'opération de laminage qu'on veut con trôler doit amener la tôle à une épaisseur de 51to de mm, on placera, entre les galetsune pièce de ; lu de mm d'épaisseur et on amènera par le jeu de la eontrevis le dispositif au zéro.
Le dispositif ainsi réglé,quele-galets soient chauds ou froids au moment du ré- glage, indiquera à t/1ooO ou 2/1o de mm près les variations d'épaisseurproduitesencours delaminage,danslesensmêmeoùces variations se, seront manifestées.
Il peut cependant arriver que la bande de tôle à laminer soit suffisamment longue pour que les galets s'échauffent davantagequ'au début de la mesure. Si le dispositif était froid au commencement du laminage et de la mesure, il sera chaud en fin de laminage de la bande. Tout se passe alors comme si la bande a augmenté d'épaisseur, puisque le diamètre des galets augmente avec la dilatation.
On peut loger alors dans l'intérieur du galet creux, un couple thermoélectrique qui donne les indications voulues sur la température des galets. Ces indications permettront de régler la position du zéro de l'indicateur en conséquence, au moyen d'une table de correspondance par exemple. On pourra même graduer l'échelle du couple thermo- électrique en valeurs de correction de la position du zéro. On peut même rendre cette correction automatique en faisant commander par des relais convenablesleréglageduzéro de l'indicateur, à partir des déplacements mêmes de l'appareil thermoélectrique. Par exemple, ces déplacements commanderont la eontrevis inférieure de réglage ou] a rotation dans le sens voulu du cadran de l'indicateur sur lui-même.
Un exemple d'agencement d'un couple dans le galet creux est indiqué surla, fig. 7.
Un galet 93 présente une partie évidée94 en communication avec une âme centrale 95, qui est, prolongée jusque dans un bras 96 portant le galet. Ce dernier tourne sur une fourrure 97 quisert de palier. Dans le vide 94, contre la partie du galet qui est en contact avec la pièce à mesurer, se trouve un couple thermoélectrique 98, qui, au moyen des connexions 99 aboutit à un indicateur 100.Cetappareilestgradué soit en degrés, soit en vaJeu'rs de correction du zéro de l'in- dicateur de mesure.Lesdéplacements de son aiguille pourront aussi actionner automatiquement par relais des organes de réglage du zéro.
Un deuxième moyen d'éviter les erreurs dues à L'échauffement des galets consiste à empêcher cet échauffement lui-même par un refroidissement convenable des galets au cours de la, mesure. On a constaté qu'un courant d'air était très efficace et qu'on pouvait envoyer un jet d'airer sur la surface des galets au moyen d'une canalisation venant d'un ventilateur approprié et débouchant au point convenable. Non seulement on refroidit ainsi le galet, mais on le débarrasse encore des poussières qui peuvent y adhérer. Le jet d'airsera,avantageusementdirigétangen- tellement au galet vers sa partie supérieure.
Un autre mode de refroidissement des galets consiste à assurer une-circulation interne d'un fluide froid. On a représenté sur les fig. 8 et 9 dea modes de réalisation de ce système derefroidissement.Surla fig. 8, le galet 93 est évide comme précédemmentetII est monté sur un bras 101 ill tourne sur une fourrure 102 solidarisée avec le bras par une vis 103. Le vide intérieur du galet débouche à l'extérieur par des ouvertures 104 et 105, de sorte que l'air froid soufflé suivant la flèche 106 arrive en 107 et s'épanouit suivant les flèches 108 et 109poursortirpa,rles ouvertures 104 et 105.
Il refroidit le corps s du galet efficacement et, en outre, refroidit aussi les roulements ou portées du galet.
La fig. 9 montre une variante qui ne diffère du dispositif précédent que par l'emploi d'un roulement à billes 110 On prévoit alors une cache 111 qui.empêchel'huileduditrou- ement d'être chassée parlecourantd'air,ce lemier est obligé de suivre le trajetindiqué par les flèches.
Avec les dispositifs décrits, on peut mesurer et contrôler des dimensions linéaires, notamment de pièces longues en mouvement, commeparexemplel'épaisseur d'une bande, le diamètre d'une tige ou d'un fil métallique et spécialement dans lesopérationsdelaminage ou d'étirage.
Dans le laminage à froid, surtout de tôles minces, on est souvent tenu à une grande précision, et il importe donc de connaître, à tout instant, l'épaisseur avec une très grande exactitude au cours même de la. fabrication et sans arrêter la pièce à contrô- ler et à mesurer.Celapermetalorsde parer auxdéfectuositésetparticulièrementde remédier immédiatementauxvariationsd'épais- seur en agissant de façonconvenablesur le réglage des cylindres du laminoir. Il suffit cependant que les valeurs à contrôler soient @ rnesurées périodiquement à deis instants suf- fisamment rapprochés les uns des autres.
C'est ainsi que pour la fabrication d'une bandedetôle au laminoir il suffit largement, pour les besoins de la pratique, d'opérer au maximum deux mesures d'épaisseur par secondé.
Enfin, les dispositifs décrits peuvent être employés, aussi pourla mesure et le contrôle de pièces fixes. Etant donnée la haute préci- ion obtenue dans les mesures, on peut dès lors rejeter les instruments employés jusqu'à présent, c'est-à-dire les palmers, les pieds à coulisseetégalementlescalibres'detolérance à fourche. En effet. il suffit, par exemple avec un des dispositifs décrits, de faire inter- venir des jauges précises pour mettre le dis positifauzérosur une dimensiontypeàvéri- fier : soit 3 mm par exemple. Il suffit alors de mettre le dispositif en marche pour lui faire donner des coups de sonde avec une périodicité convenable.
Les pièces à calibrer sont alors introduites une à une, et l'aiguille indiqueinstantanément,pourchacuned'elles, les différences qu'elles présententavec la jauge type du'début.Cettemesureestinstan- tanée et ne dépend pas du facteur personnel de l'opérateur, comme avec un palmer ordinaire par exemple. Plus particulièrement avec cet instrument de mesure, en dehors du temps nécessité par sa manipulation, le palmer offre l'inconvénient que 1'exactitude de la mesure dépend, malgré la présence de 1'em- brayagesurla,vismierométrique,dudegré d'inertieaveclequeL agit l'opérateur.
Tous les hommes de m, étier avent qu'il est difficile en atelier d'obtenir des résultats compa rablesetconcordantsàmomsd'undemi- centième de mm prèssil'on fait appel à des opérateurs différents. Avec les calibres ou .jauges,ledegré de précision ne peut pas non plus dépasser une certaine limite. Au con t. raire, avec 1e procede deGri. t, on, obtienb des mesurestoujourscomparables'et, en outre, une précision qui peut atteindre le Vioco de mm et cela instantanément sans autre peine que de présenter la pièce à mesurer dans 1'ap- pareil.
Device for automatic measurement and control of a linear dimension
of a workpiece.
The object of the present invention is a device for the automatic measurement and control of a linear dimension of a workpiece. This device is characterized by two orga. ns gauges which can approach and move away from each other and whose possible approach stroke indicates the desired measurement, by an automatic control producing this approach and separation movement at adjustable time intervals and by a reading device actuated during said closing stroke.
The drawing shows, by way of example, some embodiments of the device forming the object of the present invention.
Fig. 1 shows a roller device shown schematically with a nicrometric screw direct reading on the head tam: our.
Fig. 2 shows a device of the same type but with reading made through a controlled shutter.
Fig. 3 is a micrometric Vi3 roller device but with a split-second needle reading.
Fig. 4 shows a side view of a schematic and simplified mobile device for measuring a sheet during rolling.
Fig. 5 is also a side view of a fully automlatiqúse disposi, tif with clamps for securing the sheet and the measuring device.
Fig. 6 shows a variant, in section, of the assembly of a micrometric screw.
Figs. 7, 8 and 9 represent devices for measuring the expansion of the rollers. in a device using these members, and devices for cooling the rollers.
As can be seen, the device according to FIG. 1 comprises a robust frame 1 which receives at its in ± érieure end a perfectly centered and rectified roller 2. This roller can turn around an axis 3 on which it is seated freely but without play. A second roller 4 turns around an axis 5, carried by a movable and undeformable arm 6 which can move relative to the frame. , by joints 11. The strip of sheet metal to be measured passes between the fixed roller 2 and the movable roller 4. Springs 20 of suitable energy prevent the movable arm 6. and consequently the roller 4 which is subject to it from s' move away from the frame for any reason other than a variation in the thickness of the sheet.
The frame 1 carries a piece of steel 9 tempered with all its hardness and forming an anvil.
This part 9 can be raised or lowered relative to the frame by means of a slowly moving screw system 10, so that the upright part of the anvil can be placed at different levels with respect to the frame. The movable arm 6 receives a micrometric screw 7 terminated by a sphere 8 with a large radius. This micrometric screw 7 moves in a nut carried by the movable arm 6.
It is then sufficient to give the micrometric screw 7 a succession of screwing and unscrewing movements with respect to its nut to allow the measurement to be carried out periodically by means, for example, of a small independent motor acting on the screw by a linkage, a cam-type rack or by any other process suitable for giving the screw rotational movements directed alternately in one direction and the other.
Fig. 1 shows the case of a rack 15 sliding in two guides 16. One of the two guides 16 is connected to a spring 19 fixed to the rack 15. The rack ends in a head 17 on which acts a cam 18 actuated by an independent motor. This rack 15 acts on a pinion 12 integral with the micrometric screw 7. The micrometric screw, assumed here to be threaded on the left, is unscrewed when the rack 15, acting on the pinion 12, is pushed by the cam from right to left. .
When the cam 18 escapes, the head 17 is released and the spring 19 returns the eremere from left to right. This movement produces the screwing of the micrometric screw, that is to say its insertion into the arm 6 in the direction of the anvil 9.
Here is what happens when a sheet during rolling is engaged between rollers 2 and 4:
The variations in thickness of this sheet, as it passes, have the effect of moving apart or bringing these rollers apart and, consequently, of moving away or bringing the movable arms 6 of the frame apart in proportional quantities. It is assumed that we have started the device communicating to the micrometric screw the rotational movement directed alternately in one direction and the other. When the screw is moved in the direction that causes it to sink into the movable arm, its spherical end approaches the anvil with which it comes into contact at a precise moment of its rotation.
It then stops rotating, the spring 19 no longer being able to drive your rack. Now, the instant of contact between the sphere and the anvil depends exclusively on the thickness that the sheet which passes between the rollers has at the same instant.
If therefore the screw receives a graduated drum 13 whose divisions pass in front of a fixed mark 14, it will suffice, knowing the constructive data of the device, to locate that of the divisions of the drum which stops in front of the mark 14 to know exactly the thickness that the sheet had when the contact between the sphere 8 and the anvil 9 was made.
The movement of the cam 18 continuing, the cremainère is again brought from right to left, then returned by its spring in the opposite direction. There is therefore a new unscrewing or retreat of the micrometric screw, the spherical head 8 of which loses contact with the anvil 9, then re-screwing, that is to say advancement of the screw which again comes to abut the head against said anvil. We thus obtain a series of screwings and unscrewings regularly spaced in time and, at each period, the graduated drum 13 is stopped for an appreciable time and the duration of which depends on the profile of the cam 18 and on its rotation speed.
If, from one measurement to another, the thickness of your sheet is. remained constant, it will be. always the same line of the graduation of the drum which will stop in front of the fixed mark.
If this thickness has changed, another line will replace the previous one. In theory, it would therefore suffice to read the successive indications of the drum during these periods of stoppage in order to know the various thicknesses of the sheet corresponding to each contact between the screw head and the anvil.
Practically, however, this reading remains almost impossible. The rotational movements of the drum in fact periodically scramble the field of view and, if the interval, the time between two successive measurements is very short, the stopping times of the drum are also too short to allow operation. the slightest statement.
This defect can easily be remedied in several ways:
Fig. 2 gives, by way of example, one way to achieve this. The ramp 18biS of the cam 18 requests the head 17 of the rack 15. It attacks, not! the screw 7 itself, but a smaller pinion 47, an arrangement which increases the accuracy of the measurements since a greater stroke of the cre: naiHére corresponds to a less rotation of the screw 7. This pinion 47 is mounted on a guided shaft 49 by a fixed casing 46, in which an opening 50 is made.
The axis 1 carrying the cam 18, and which rotates an accessory rater, not shown, attacks by an angle wheel 42 another wheel 43 solilaire of a shutter 44 rotating around the axis 49. Said shutter is formed by year largely indented cylinder which can, depending on the position it occupies around the axis 49, hide the graduated drum 45 that drives the pinion 47 or on the contrary make it visible through the opening 50.
The elements of the system are arranged with respect to each other in such a way that, during the reciprocating rotational movements of the pinion 47 and therefore of the graduated drum 45, the shutter 44 interposes its solid parts between the drum 45 and the opening. 50. On the contrary, when the drum is stationary, the shutter 44 no longer masks the orifice 50 and makes it possible to see the graduation carried by the drum 45 as well as a fixed mark 14 carried by the housing 46. In this way, the movements of the drum are no longer visible and no interference occurs for the observer who) sees the graduated drum only during periods of immobility.
Reading is then very. easy, especially if the casing, the shutter and the surface of the drum are black, the graduation, the. numbers and the reference being drawn in white and strongly illuminated.
Of course, there is Heu, to properly profile the cam so that the stopping periods of the ram, that is to say those during which the sphere 8 and the anvil 9 are in contact, are as large as possible relative to the periods of movement.
Therefore, cams are set at very steep slopes and the drum becomes stationary for most of the entire period. The readings are then very easy.
It should be noted that if, during the period of stopping the drum, the thickness of the sheet decreases, the device does not register this reduction, whereas, on the contrary, if the thickness increases, there is loss of contact between the sphere 8 and the anvil 9 which, under the influence of the spring 19, causes a new screwing movement of the screw 7, and, consequently, a displacement of the drum in front of its mark.
This movement can be opposed by braking the screw or the drum acting exclusively during the periods when said screw is stopped. This periodic braking must be controlled by the shaft 41. The device to be provided is very simple and does not require any particular description. Moreover, in practice this precaution does not seem absolutely essential in the majority of cases.
Fig. 3 shows another embodiment in which the recording of the stop positions of the screw makes it possible to eliminate any period of closure of the graduated drum and easily lends itself to the remote transmission of the indications of the thickness of the sheet.
For this purpose, the screw 7 which, for reasons of better guidance, is integral with a long shaft 21, passing through a fixed bearing. re
Must, on the one hand, a bevel wheel 22 of large diameter and, on the other hand, a force-fitted or keyed ring and provided with a lug 39. This lug may be periodically struck by another lug 38 secured to ' a shaft 40, driven by an independent motor (not shown), the axis of which is perpendicular to the axis 21 and meets it in space at point a.
When the shaft 40 rotates, the lug 38 meets the lug 39, communicates to it an angular movement in a certain direction, then lets it escape, a spiral spring 32, attaohé by its center on the axis 21 and fixed by its external end to the frame, brings the lug 39 in the opposite direction until it meets a stop not shown. The reciprocating movement of rotation of the screw 7 is thus obtained over a suitable number of degrees.
This movement is transmitted by the wheel 22 to a small pinion 23 integral with a hollow shaft 24, carrying at its end a toe or lug 25. This catch tends to be constantly supported by a spiral spring 30 on a pin 27 integral with a plate 26 wedged on a shaft 28 passing through the hollow shaft 24 and carrying a needle 31 moving in front of the divisions of a dial secured to the fixed casing. The shaft 40 also carries a cam 35 acting on a pusher 36 integral with a rod 37 which itself carries at 34 a slightly compressible brake shoe. This shoe can rest on the perimeter of the plate 26 and immobilize it when the cam lifts the rod 37 by opposing the spring 33.
The operation is then as follows:
The lug 38 having moved the lug 39 from its extreme position causes the unscrewing of the screw 7. The lug 39 having escaped, the screw 7 is screwed back on by the action of the reverse balance spring 32 'and this movement continues until the sphere 8 and the anvil 9 come into contact. The micrometric device then stops in a position which depends on the distance between the arm 6 and the frame 1 and consequently on the thickness of the sheet passing between the rollers.
The pinion 23 attacked by the wheel 22, integral with the life 7, therefore also stops in a position which depends on the thickness of the sheet
If there was no brake 34, the movements of the pinion 23 and therefore of the shaft 24 on which this pinion is wedged would be fully transmitted to the shaft 28 and, consequently, to the needle 31 who is in solidarity with it.
In fact, the spiral spring 30 which bears on the frame 29, on the one hand, and on the shaft 28, on the other hand, is arranged so that its initial arming is sufficient to always press one on. the other tes'ergota 2'5 and 27 which would therefore always remain in close contact, so that in the absence of a brake, shafts 24 and 28 should be considered as one. However, the brake 34 is applied for the greater part of the time, thus immobilizing the drum 26 which is therefore released, at each period, only for a short time.
The brake 34, sufficient to cancel the effect of the spiral spring 30, which is necessarily a weak spring, is, however, not powerful enough to oppose the rotation of the drum 26 caused by the lug 27 under it. the influence of the large spiral spring 32, actuating the whole mechanism in the screwing operation. Thus, even if the brake is engaged, the snout 25 can move the lug 27 and rotate the shaft 28 and hence the needle 31.
At each period, immediately after making contact between the screw head 8 and the anvil 9, the brake 32 is released by the cam 35 for an excessively short time. At this moment, two cases can arise:
In the first case, the lugs 25 and 27 are in contact with one another and consequently no movement of the needle will occur under the influence of the spiral spring 30, the tension of which always tends to return the needle. one against the other said, lugs.
In the second case, the lugs 25 and 217 {are moved away from the shaft and the Horst the release of the drum 26 by loosening the spring 32 will allow the spiral spring 30 'to bring the lug 7 by rotation of the shaft 28 to 'so that the pin 2. 7 comes up against the pin 2'5. Everything will therefore happen as if the shafts 28 and 24 were integral with each other at each period, for a very short time, that during which the brake is released, and disengaged during the rest of the time.
If the thickness of the sheet therefore changes from one measurement to the next, the needle, at the end of each period, travels very far. abruptly opposite the dial the interval corresponding to the variation in thickness. Its displacement takes place in one direction or the other, depending on whether it is, for the sheet, an increase or, on the contrary, a decrease in thickness. If the thickness of the sheet remains constant, the needle remains stationary in front of its dial. By suitably graduating the dial, we will thus have, by simple reading, the regular indication of the variations in thickness.
If it is a question of manufacturing a sheet of a determined thickness, the jaws 6 and 1 are moved apart etonintroduit entreelesgalets 2 and 4 a shim of thickness rigorously equal to that which the rolling mill must give to said sheet.
The jaws are then brought together until the rollers grip the wedge between them, then the device is switched on and the screw 10 is acted on to move the anvil 9 until the needle 31 is opposite. of the zero division drawn in the center of the graduation. The jaws are then separated between which the sheet coming out of the rolling mill is introduced in motion.
If the sheet thickness is correct, the device will indicate zero. If the thickness is too great, the needle will move to a certain side of zero and stop in front of a division which will indicate the amount of excess thickness.
If on the contrary the thickness is too small, the needle will move, on the other side of zero and will stop in front of a certain division surmounting me exactly the deficit.
It is obvious that the sound can remotely transmit the indications of the device, since the whole measuring mechanism is reduced to combinations of rotary movements. Any transmission system can be employed, for example, an electric, hydraulic, mechanical or pneumatic transmission system. In addition, it is also possible to graphically record the indications of the device by any suitable system: direct recording of the movements of the needle, photoelectric relay, etc., in accordance with the possibilities of the current technique.
In fig. 4, it can be seen that the hardened steel part forming an anvil 9 and adjustable by the screw 10, as well as the micrometric screw 7 are mounted in a rigid U-shaped frame 41, perpendicular to the direction 43 followed by the part to be checked 42.
The micrometric screw 7 is naturally accompanied by a toothed control wheel 12 actuated by the rack 15 and the end carries a graduated drum 13, with a marking arrow 14 fixed at 46 on the upper branch 47 of the frame 41. The , lower branch is crossed by one or more parallel rods 49 forming, slides, so that the whole system can slide alternately from right to left and vice versa on the guide rods 49 and according to the arrow 48.
This reciprocating movement is communicated to the system so that, in the course from right to left, that is to say along arrow 43, direction of movement of the strip 42 to be measured during rolling, the speed of the system is equal or substantially equal to that of the band. When this speed is. reached, which is more or less rapid depending on the control system used, the rack 15 is actuated so as to pinch the strip 42 between the anvil 9 and the end of the screw 7. This pressure is sufficient. to allow the system to then acquire by dragging a speed strictly equal to that of the strip. The indication of the measurement made is then read on the drum.
There can be provided right and left stops 45 and 44 the whole assembly moving alternately from one stop to another, and the return stroke, that is to say from 44 to 45, with the. screw loosened by the eremaillère] 5 is then done at any speed.
Optionally, the system can also slide on guides 44 'and 4:;' in a direction perpendicular to the direction followed by the strip, so as to place the anvil 9 exactly under the strip where the thickness is to be controlled. , and if necessary check it in different zones. s of its width.
The reading system could be more complex - and of the kind that have been enumerated above. Likewise, the screw can be replaced by any other system. a corner for example, and the various movements can be more or less slaved to each other. The main thing in the device without rollers is to move the measuring system during the measurement at the same speed and in the same direction as the part to be measured, the backtracking can only be done after the release of the part from the contact of the mobile measuring device.
Fig. 5 shows an exemplary embodiment of a device of this type in which the various movements follow one another automatically. The measuring and driving members are mounted on a movable frame 5 ().
This frame can slide along two guide rods indicated at 51 and 52 and secured to a frame 53 itself fixed to the ground or to any stationary support. A spring 54 constantly recalls the frame 50 from left to right and consequently tends to cause it to abut against the upright of the chasis at the points shown at 52 'and 53'.
The frame 50 carries a micrometric screw 55 and a counter screw 56 which can be maneuvered by means of a knurled knob 57. When the screw 55 is rotated, it flexes the sheet and the movement continues until that the sheet is pressed between the screws 55 and 56. At this moment the spacing of the screws is equal to the thickness of the sheet.
On the screw 55 actuated by a friction 58 carried on a shaft 59. which receives a wire gear} actuated by a tangent screw 61 of an electric motor 62, there is placed a gear 63 attacking a pinion 64, whose shaft 65 controls a hose 66 which goes to an insoripteur apparatus.
When the electric motor 52 turns in one or the other direction, it causes the screwing or unscrewing of the screw 55 in the frame body 50 which serves as a nut. When screws and screws 56 grip the sheet and are thus stopped in their movement , friction 58 slips and the movement of the electric motor can no longer be transmitted.
The electric motor is supplied by a flexible cable 67 which provides it with the appropriate current. It is surmounted by an oommutateur 68 the effect of which is to reverse the direction of rotation of the electric motor which turns to the right or to the left depending on whether the oommutateur is brought to the position indicated in a or 1). The operation of the switch itself is obtained automatically when. as a result of the back-and-forth movement of the loti, the switch arm comes into full swing against elastic buffers 69 and 70, which can moreover slide in the frame 50 and are then returned to their position by springs 71 and 72.
An automatic device for driving the frame is constituted as follows: 73 is a pieoefixéeur frame 5 and terminated by a friction element 74. This part is stationary and arranged so as to be in contact with the sheet in normal service. At 75 is a roughly similar friction piece rotating about an axis 76, terminated by an element 74 'and biased by a spring 78.
When this spring acts freely, the part 75 rotates around the axis 76, so that the elements 74 and 74 'come into contact by gripping! Atôle.This then drives the frame 50 from the right, e to the left to a speed equal to its own by overcoming the resistance of the spring 54.
The part 75 carries a projection 75a in which can engage an angled hook 77 rotating about an axis 78 and rap pelparunressort79. The extremity 80 of the hook is raised and disposed as such. so that when the frame is brought from left to right, the part 80 meets a stopper 81 capable of lifting the end 80 and thus, by overcoming the resistance of the spring 79, the hook 77 escape from the projection 76.
It can therefore be seen that when the frame 50 is brought from left to right, the play of the stop 81 will have the effect of causing the clamping of the jaws 73 and 75 and, consequently, of the pin
cer the sheet, which will cause the return of
right to the left of the subdued itself. At 82 is shown a second lever rotating around an axis 83 and terminated by a raised part 84 which can come to meet a stop 85.
The things being represented in the figure, i.e. the training jaw being open, nothing opposes the action
of the spring 54 which, bringing the stopper back, causes the. stop de'80 against stop 81 and consequently the closing of the drive device73-75. The frame 50 then starts moving in the direction in which the sheet goes, that is to say right to left and this until the part 84 of the lever 82 hits the stop 85.
The part 84 is then raised, which causes the lowering of the left end of the lever 75. This lowering has the effect of causing the sta-illie 75a to engage under the hook of the lever 77. as it. is shown in the figure. The ser-
The rage is then broken and the spring can again bring the carriage to its original position, that is to say towards the right of the figure. The maneuvers start again in the same way, indefinitely, so that the frame is animated by a reciprocating movement, at accelerated speed when it moves from left to right.
During the whole time that the frame is moving from right to left, it is the same as that of the. sheet, allows, as we said above, to proceed to the measurement.
In order for the measurement to take place automatically, the switch 68 must be activated. The latter having in fact come up against the stop 70 which compresses it, assumes the position indicated in a, which has the effect of making the motor operate in 'Lesens' where the screw 55 sinks into its) nut and meets the, contravins 56. This maneuver is the one which corresponds, properly speaking, to the measurements.
The stroke of the stop. elastic 70 must be adjusted so that, under the influence of the electric motor, the screw 55 does not clamp the sheet between itself and the counter screw 56 'when the frame is already clearly moving at uniform speed from right to left. This is achieved by suitably adjusting the dead travel to be given to the screw and which here depends on the speed at which the operations are continued and on the travel of the carriage itself. The indications of the screw 55 are transmitted to the measuring device by the flexible 66 by the intermediary of the pinions, as has been said above. high.
The hose 66 is not sufficient on its own to make the recorder act. It is known that it is also necessary to send it periodic pulses capable of releasing the brake of the split needle if this solution is chosen. Any element, not shown in the figure and periodically actuated by the body of the building itself, for example, makes it possible to achieve this result.
Fig. 6 shows a variant of mounting the micrometric screw by means of a sortcage 86, the interior part forming a nut for a screw whose rod 87 is held at the top by a bearing 88. A cone pinion 89 integral with the rod 87 meshes with a cone pinion 910 fixed on a shaft 91 connected to an insoripteur and also maintained by a bearing 92 de'laca-ge86.
In the devices with rollers which were described at the beginning, if one wants to obtain a great precision, it is necessary to take into account the expansion of 3 rollers which can heat up during measurement, or else prevent this heating from occurring. In fact, it has been observed in use that the rollers heat up and undergo increases in diameter which affect the measurements sometimes in a sensitive manner, if one seeks to have extreme precision.
To take this into account, a first solution consists in carrying out a correction of the zero of the indicator in relation to the value of the expansion of the rollers. We know that the device is a comparator which is regulated by means of an intermediate part. For example, if the rolling operation that one wishes to control has to bring the sheet to a thickness of 51to of mm, one will place, between the rollers, a piece of; read mm thick and the device will be brought to zero by the clearance of the counter screw.
The device thus adjusted, whether the rollers are hot or cold at the time of adjustment, will indicate, to within t / 1000 or 2 / 1o of a mm, the variations in thickness produced during the rolling process, in the same way these variations occur.
However, it may happen that the strip of sheet metal to be rolled is long enough for the rollers to heat up more than at the start of the measurement. If the device was cold at the start of rolling and measurement, it will be hot at the end of strip rolling. Everything then happens as if the strip has increased in thickness, since the diameter of the rollers increases with expansion.
It is then possible to accommodate in the interior of the hollow roller, a thermoelectric couple which gives the desired indications on the temperature of the rollers. These indications will make it possible to adjust the zero position of the indicator accordingly, by means of a correspondence table for example. It is even possible to scale the thermoelectric couple scale in correction values for the zero position. This correction can even be made automatic by having suitable relays control the zero setting of the indicator, from the actual movements of the thermoelectric device. For example, these movements will control the lower adjustment counter screw or] rotation in the desired direction of the indicator dial on itself.
An example of the arrangement of a torque in the hollow roller is shown in la, fig. 7.
A roller 93 has a recessed portion 94 in communication with a central core 95, which is extended into an arm 96 carrying the roller. The latter turns on a fur 97 which serves as a bearing. In the vacuum 94, against the part of the roller which is in contact with the part to be measured, there is a thermoelectric couple 98, which, by means of the connections 99 results in an indicator 100. This apparatus is graded either in degrees or in range zero correction of the measurement indicator. The movements of its needle can also automatically actuate the zero adjustment devices by relay.
A second means of avoiding errors due to the heating of the rollers consists in preventing this heating itself by suitable cooling of the rollers during the measurement. It has been found that a current of air is very effective and that a jet of air can be sent over the surface of the rollers by means of a pipe coming from a suitable fan and opening at the suitable point. Not only is the roller cooled in this way, but it also frees it from dust which may adhere to it. The air jet, advantageously directed at the roller towards its upper part.
Another method of cooling the rollers consists in providing internal circulation of a cold fluid. There is shown in FIGS. 8 and 9 of embodiments of this cooling system. On fig. 8, the roller 93 is hollow as previously and II is mounted on an arm 101 ill turns on a sleeve 102 secured to the arm by a screw 103. The inner void of the roller opens to the outside through openings 104 and 105, so that the cold air blown according to arrow 106 arrives at 107 and expands according to arrows 108 and 109 to exit, rles openings 104 and 105.
It cools the body of the roller efficiently and, in addition, also cools the bearings or seats of the roller.
Fig. 9 shows a variant which differs from the previous device only by the use of a ball bearing 110. A cover 111 is then provided which prevents the oil from the flow from being expelled by the current of air, this first one is obliged to follow the route indicated by arrows.
With the devices described, it is possible to measure and control linear dimensions, in particular of long moving parts, such as for example the thickness of a strip, the diameter of a rod or of a metal wire and especially in the operations of rolling or drawing.
In cold rolling, especially thin sheets, one is often required to be very precise, and it is therefore important to know the thickness at all times with very great accuracy during the process itself. production and without stopping the part to be checked and measured. This then makes it possible to remedy faults and in particular to immediately remedy variations in thickness by acting in a suitable manner on the adjustment of the rolling mill rolls. It suffices, however, for the values to be checked to be measured periodically at times sufficiently close to each other.
Thus, for the manufacture of a strip at the rolling mill, it is largely sufficient, for practical requirements, to operate a maximum of two thickness measurements per second.
Finally, the devices described can be used, also for the measurement and control of fixed parts. Given the high precision obtained in the measurements, it is therefore possible to reject the instruments hitherto employed, that is to say the palmers, the calipers and also the fork tolerance calibers. Indeed. it suffices, for example with one of the devices described, to bring in precise gauges in order to put the device in zero to a standard dimension to be checked: ie 3 mm for example. It is then sufficient to turn on the device to cause it to give probe shots with a suitable periodicity.
The parts to be calibrated are then introduced one by one, and the needle instantly indicates, for each of them, the differences which they present with the standard gauge at the start. This measurement is constant and does not depend on the personal factor of the operator, such as with an ordinary palm for example. More particularly with this measuring instrument, apart from the time required by its handling, the palmer has the disadvantage that the accuracy of the measurement depends, despite the presence of the clutch on the vismierometric, on the degree of inertia with which it acts. 'operator.
All the men in the field must be aware that it is difficult in the workshop to obtain comparable and consistent results to half a hundredth of a mm when different operators are used. With calibers or gauges, the degree of precision cannot exceed a certain limit either. To con t. raire, with the deGri method. t, one, obtienb alwayscomparable measurements and, moreover, an accuracy which can reach the Vioco of mm and this instantaneously without other trouble than to present the part to be measured in the apparatus.