Comparateur
La présente invention a pour objet un comparateur comprenant un organe de mesure coopérant avec la tige d'un palpeur dont la position correspondant à la dimension nominale de la pièce à mesurer et à une constante de l'organe de mesure est déterminable par intercalage d'une pièce-étalon correspondant à cette dimension nominale entre l'organe de mesure et la tige du palpeur pour que l'organe de mesure décèle tout écart entre la dimension effective et la dimension nominale de la pièce mesurée.
Dans les comparateurs connus de ce type, les pièces-étalons sont disposées au-dessous du palpeur et sont reliées par une pièce de liaison placée sur elles à la pièce à mesurer, par exemple à une pierre d'horlogerie, c'est-à-dire que les pièces-étalons sont chargées par le poids de la pièce à mesurer. Cette charge n'a pas, il est vrai, une trop grande influence sur la pièce-étalon, tant qu'il s'agit de pièces à mesurer légères. Cependant, dès que des pièces plus lourdes entrent en considération, dans le domaine de la petite mécanique, cette charge n'est plus admissible, car les pièces-étalons subissent alors un écrasement non négligeable sous l'action du poids des pièces à mesurer, de sorte que la mesure n'est plus exacte.
Le comparateur selon l'invention vise à remédier à ces inconvénients. I1 est caractérisé en ce qu'il est agencé de façon que, lors de la mesure, ladite pièceétalon intercalée entre la tige du palpeur et l'organe de mesure ne soit pas chargée par le poids de la pièce à mesurer.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quatre formes d'exécution différentes du comparateur suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale passant par l'axe de la tige du palpeur de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de face du premier exemple, prise depuis la gauche de la fig. 1.
La fig. 4 montre un détail de la fig. 1, la tige du palpeur et l'organe de mesure occupant une autre position qu'à la fig. 1.
La fig. 5 est une coupe axiale, à échelle agrandie, du support du premier exemple, ce support portant plusieurs pièces-étalons et formant un carrousel.
La fig. 6 montre un détail de la fig. 1, à échelle agrandie.
La fig. 7 est une coupe horizontale suivant la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe verticale par l'axe de la tige du palpeur de la deuxième forme d'exécution.
La fig. 9 est une coupe verticale par l'axe de la tige du palpeur de la troisième forme d'exécution, et
la fig. 10 est une représentation schématique, en perspective, de la quatrième forme d'exécution, dans laquelle l'organe de mesure est placé latéralement par rapport à la tige du palpeur.
Sur le boîtier 1 du comparateur suivant les fig.
1 à 7, le couvercle creux 2 est fixé au moyen d'une vis 3 et est centré par un goujon 4. Sur la plateforme 5 du boîtier 1 se trouve une table 6 destinée à recevoir la pièce à mesurer 7. Dans un alésage 8 du boîtier 1 est disposé, au-dessus de la table 6, un tube de protection 9 présentant à son extrémité supérieure une console 10. Dans le tube de protection 9 est montée mobile axialement une tige de palpeur 12, au moyen de deux paliers 11. La tige 12 porte à son extrémité inférieure une tête 13 sur laquelle se fixe amoviblement le palpeur 14. L'extrémité supérieure de la tige de palpeur 12 porte un étrier 17 qui, comme le montre en particulier la fig. 7, présente deux traverses verticales 18 dis posées à distance l'une de l'autre, ces traverses étant reliées entre elles en haut et en bas par des entretoises 19.
L'entretoise 19 inférieure sert à fixer l'étrier 17 à la tige de palpeur 12, tandis que dans l'entretoise 19 supérieure est ajustée une goupille tâteuse 20 coopérant avec les pièces-étalons 21 décrites plus loin. Coaxialement à la tige de palpeur 12, au-dessus de l'étrier 17, le tube 23 de l'organe de mesure 24 est ajusté dans un alésage 22 du couvercle 2. Cet organe de mesure constitue dans le présent cas, de même que dans les exemples des fig. 8 à 10, un micro-indicateur comprenant une aiguille 25, non visible aux fig. 1 et 4, et une tige de transmission 26 mobile axialement, dépassant le tube 23. A la tige de transmission 26 est fixé par une vis un second étrier 27 dont l'âme 28 (fig. 6 et 7) passe entre les deux traverses 18 de l'étrier 17.
Dans l'aile inférieure 29 de l'étrier 27 est ajustée une goupille tâteuse 30 qui coopère, de la manière décrite plus loin, avec la face frontale inférieure des pièces-étalons 21. Un ressort à boudin 61, dont le rôle sera expliqué plus loin, est logé dans un trou axial borgne de la tige de palpeur 12 et s'appuie par son extrémité supérieure contre l'étrier 27. Au lieu d'un micro-indicateur, on peut utiliser un autre organe de mesure.
Un choix de pièces-étalons 21, comprenant six pièces dans le présent exemple, correspondant à un programme de mesure ou à une gamme de dimensions échelonnées, est disposé sur un support indexable 32 en forme de carrousel, monté rotativement sur un tourillon 31, le support 32 pénétrant dans les étriers 17 et 27. Comme le montre en particulier la fig. 5, les pièces-étalons 21 sont montées à ajustement glissant dans des alésages 33 du support 32.
Un ressort 80 entourant le support 32, engagé dans une gorge annulaire 34 de ce dernier et dans des encoches 35 des pièces-étalons 21, empêche les pièces-étalons de sortir de leurs alésages 33, mais permet un petit déplacement axial des pièces-étalons 21 par rapport au support 32. A chaque pièceétalon 21 est associé un doigt d'indexage 72 faisant saillie vers le bas par rapport au support 32. Le tourillon 31 du support 32 tourne à son extrémité inférieure dans un alésage 36 (fig. 6) du boîtier 1, tandis que l'alésage pour le pivotement de l'extrémité supérieure du tourillon 31 est formé d'un demialésage 37 du couvercle 2 et d'un demi-alésage 38 d'une pièce rapportée 39. Cette pièce rapportée 39 présente une butée 40 faisant saillie vers le haut qui coopère, pour maintenir la pièce 39, avec un bouton 43 monté rotativement sur un tenon 42 fixé au couvercle 2.
Si l'on tourne le bouton 43 jusqu'à ce qu'une encoche 41 de celui-ci parvienne en regard de la butée 40 (fig. 3), la pièce rapportée 39 peut être sortie latéralement (vers la gauche sur les fig. 1 et 4), car la butée 40 peut pénétrer dans l'encoche 41, et l'on peut sortir le support 32, dans la position des étriers 17 et 27 montrée en fig. 4, et le remplacer par un nouveau support portant un autre choix de pièces-étalons. A la hauteur du pourtour du support 32, la pièce rapportée 39 présente une fenêtre 44 permettant de lire des signes ou nombres figurant sur le pourtour du support 32, correspondant aux différentes pièces-étalons 21.
Pour remplacer la pièce à mesurer 7 et pour indexer les pièces-étalons 21, les goupilles tâteuses 20 et 30 des deux étriers 17 et 27 doivent être écartées de la pièce-étalon qui est disposée, conformément au principe d'Abbe, coaxialement au palpeur 14 et à la tige de transmission 26. Le principe d'Abbe demande que la longueur mesurée, l'élément qui la mesure et la longueur-étalon soient disposés coaxialement. A cet effet et pour l'indexage, il est prévu le dispositif de commande suivant: dans deux glissières 45 juxtaposées du fond 46 du boîtier 1, deux coulisseaux 47 et 48 sont montés de façon à pouvoir coulisser dans la direction des flèches des fig. 2 et 7, les coulisseaux 47 et 48 étant maintenus vers le haut par un oeillet 96 du couvercle 2.
Chacun de ces coulisseaux 47 et 48 présente, à l'une de ses extrémités, un taquet 49 faisant saillie vers le bas, engagé entre deux goupilles 50 de l'extrémité supérieure d'un levier coudé 52, respectivement 53, soumis à l'action d'un ressort 51. L'autre extrémité de ce levier sort par une ouverture 54 du boîtier 1 et porte, à l'extérieur du boîtier 1, une touche 55, respectivement 56. A chacun des leviers 52, 53 est associé un ressort 51 distinct. Comme montré en particulier aux fig. 6 et 7, chacun des coulisseaux 47 et 48 présente une surface de commande inférieure 57 et une surface de commande supérieure 58. Les surfaces de commande 57 des coulisseaux 47 et 48 coopèrent chacune avec l'un de deux taquets 59 d'un levier 62 pivotant en 60 sur la console 10 du tube de protection 9.
Le levier 62, qui porte une goupille 64, est en liaison avec l'étrier 17 au moyen de rainures 63 des traverses 18 de l'étrier 17 et de la goupille 64 engagée dans ces rainures. Sur la console 10 est en outre pivoté, en 66, un levier 65 sur lequel est fixée, au moyen de la vis 67, une lame-ressort 69 engagée dans une rainure 68 de l'étrier 27. Le levier 65 porte deux taquets 70 dont l'un (supprimé sur la fig. 7) coopère avec la surface de commande supérieure 58 du cou lisseau 47, et l'autre avec la surface de commande supérieure 58 du coulisseau 48. Le coulisseau 48 est plus long que le coulisseau 47, à son extrémité tournée du côté du support 32 (fig. 7). I1 porte à cette extrémité une came 71 qui coopère de la manière décrite plus loin, pour l'indexage du support 32, avec un des doigts 72 du carrousel 32.
La surface de butée 73 d'une lame-ressort 74 en forme de fourche, montée sur le boîtier 1 et s'appuyant sur trois goupilles 81, sert à empêcher le carrousel 32 de tourner intempestivement, du fait que deux doigts voisins 72 du carrousel 32 s'appuient chaque fois contre cette surface de butée 73 (fig. 7). Comme le montre la fig. 7, la glissière 45 du coulisseau 48 se termine par une fraisure 75 de forme circulaire du fond de boîtier 46, fraisure dans laquelle est disposé un bloc rotatif 76 présentant plusieurs surfaces de butée 77, ce bloc 76 étant maintenu en place dans la fraisure 75 au moyen d'une vis 78.
Suivant le nombre des pièces-étalons 21 montées sur le carrousel 32 et, par suite, suivant le nombre des doigts 72, la came 71 et le coulisseau 48 doivent, pour l'indexage, parcourir un chemin plus ou moins grand, et la position de la surface de butée 77 doit être adaptée à ce chemin en tournant le bloc 76.
La forme d'exécution décrite en regard des fig.
1 à 7 fonctionne de la manière suivante: le comparateur doit tout d'abord être réglé à la dimension nominale, par exemple la hauteur nominale des pièces à mesurer. A cet effet, on utilise une cale-étalon dont la longueur permet d'appuyer le palpeur directement sur la table 6, ou on peut placer sur la table 6, sous le palpeur 14, une pièce-type ou modèle de la pièce à mesurer présentant exactement la dimension nominale. En outre, la pièce-étalon 21 du support 32 correspondant à cette dimension nominale doit se trouver entre les goupilles tâteuses 20 et 30, c'est-à-dire qu'elle doit être coaxiale au palpeur 14 et à la tige de transmission 26 de l'organe de mesure 24.
On règle ensuite l'organe de mesure 24, par rotation de son bouton 79, sur la constante correspondant à la dimension nominale, c'est-à-dire qu'on place l'aiguille 25 sur le trait 0, dans le cas d'un organe de mesure constitué par un micro-indicateur tel que montré aux fig. 8 à 10. La position axiale de la tige de palpeur 12 correspond maintenant à la dimension nominale de la pièce à mesurer et à la constante de l'organe de mesure 24. On peut alors commencer l'examen des pièces à mesurer avec la dimension nominale prescrite. A cet effet, on presse sur la touche 55 du levier 52, de sorte que le coulisseau 47 se rapproche de l'axe de la tige de palpeur 12 et que sa surface de commande inférieure 57 fait basculer le levier 62 dans le sens horaire (fig. 1 et 6), tandis que sa surface de commande supérieure 58 fait basculer le levier 65 dans le sens antihoraire.
Par suite des mouvements de bascule des leviers 62 et 65, l'étrier 17 et, avec lui, la tige de palpeur 12 et le palpeur 14 sont déplacés vers le haut en comprimant le ressort 61, et la goupille tâteuse 20 s'écarte donc de la pièce-étalon 21 intercalée, tandis que l'étrier 27 est tiré vers le bas par le ressort 69, de sorte que la goupille tâteuse 30 est également écartée de ladite pièce-étalon. On peut maintenant mettre une pièce à mesurer 7 sous le palpeur 14, la pièce-étalon 21 intercalée ne risquant pas d'être endommagée par les goupilles tâteuses 20 et 30. On lâche alors la touche 55, et le ressort 51 associé au levier 52 ramène le coulisseau 47 dans sa position primitive. Le palpeur 14 s'appuie maintenant sur la pièce à mesurer 7 et les goupilles tâteuses 20 et 30 s'appuient de nouveau contre les extrémités de la pièce-étalon intercalée 21 sous l'action du ressort 61.
Comme le palpeur 14 s'appuie sur la pièce à mesurer 7, le poids de la tige de palpeur 12 n'est pas transmis à la pièce-étalon intercalée 21.
Suivant l'écart de la pièce à mesurer 7 par rapport à la dimension nominale, la pièce-étalon intercalée 21 est légèrement déplacée axialement dans son alésage 33 et est soumise uniquement à la pression du faible ressort, non représenté, de l'organe de mesure 24, cette pression de ressort étant transmise par la goupille tâteuse 30 à la pièce-étalon intercalée 21.
Ainsi donc, non seulement ni le poids, ni la forme de la pièce à mesurer 7 n'ont d'influence sur la pièce-étalon intercalée 21, mais encore, grâce à la possibilité d'un déplacement axial de la pièce-étalon intercalée par rapport au support 32, le poids de la tige de palpeur 12 et de l'étrier 17 n'a aucune action sur ladite pièce-étalon, de sorte qu'un écrasement non négligeable ou un endommagement de la pièceétalon n'est plus possible, contrairement à ce qui se passe dans les comparateurs connus.
I1 faut naturellement veiller, en cas de nonemploi du comparateur, à ce que la pièce-étalon intercalée ne soit pas chargée par la goupille tâteuse 20 de l'étrier 17 de la tige du palpeur 12, ce qu'on peut obtenir en maintenant la touche 55 en position abaissée.
Si l'on veut régler le comparateur pour une autre dimension nominale du programme de mesure, on tourne, c'est-à-dire indexe le carrousel 32 jusqu'à ce que la pièce-étalon 21 correspondante soit intercalée entre les goupilles tâteuses 20 et 30. Pour cela, on abaisse la touche 56, ce qui déplace le levier coudé 53 de telle manière que le coulisseau 48 se met en direction du carrousel 32. Lors de ce mouvement, les surfaces de commande 57 et 58 du coulisseau 48 font d'abord basculer les leviers 62 et 65 exactement de la même façon que lors du mouvement décrit plus haut du coulisseau 47, de sorte que les goupilles tâteuses 20 et 30 s'écartent de la pièce-étalon intercalée.
Seulement, lors de la poursuite du mouvement du coulisseau 48, sa came 71 bute contre le doigt 72 situé devant elle et fait, par suite, tourner le carrousel 32 dans le sens antihoraire (fig. 7). Des deux doigts 72 s'appuyant, à la fig. 7, contre la surface de butée 73, celui de gauche rapproche de la goupille 81 le bras du ressort 74 qui présente la surface 73 et bande ce bras jusqu'à ce que l'axe de ce doigt de gauche 72 parvienne à l'extrémité de la moitié de gauche de son parcours. Lorsque le doigt de gauche 72 dépasse ce point, le bras bandé du ressort 74 fait tourner le carrousel 32 dans le sens antihoraire (fig. 7), jusqu'à ce que le doigt 72, situé auparavant à gauche, vienne à droite et que le doigt 72 suivant arrive du côté gauche de la surface de butée 73, de sorte que le carrousel 32 est de nouveau immobilisé dans sa nouvelle position.
Si la pièce-étalon 21 intercalée maintenant entre les goupilles tâteuses 20 et 30 n'est pas la pièce-étalon désirée, on indexe à nouveau le carrousel 32 en abaissant la touche 56, jusqu'à ce que la pièce-étalon 21 désirée se trouve dans l'axe de la tige du palpeur 12. I1 n'est pas nécessaire de régler à nouveau, puisque les cales étalons sont précisément prévues pour éviter des réglages fréquents.
Le programme de mesure à effectuer avec les pièces-étalons 21 du carrousel 32 peut aussi consister dans le fait de mesurer plusieurs dimensions d'une même pièce à mesurer.
La deuxième forme d'exécution représentée schématiquement à la fig. 8 se distingue de la précédente avant tout par le fait que l'organe de mesure 24 est situé à l'intérieur de l'étrier 170 de la tige de palpeur 120 et au-dessous du carrousel 32. Ici également, conformément au principe d'Abbe, le palpeur 140, la tige de transmission 26 de l'organe de mesure 24 et la pièce-étalon intercalée 21 du carrousel indexable 32 sont disposés coaxialement les uns aux autres. La tige de palpeur 120 est guidée en haut et en bas au moyen de billes 82 dans des alésages 83 et 84 de parties fixes 85 et 86, de manière à pouvoir coulisser axialement. La pression de contact du palpeur 140 sur la pièce à mesurer 7 est produite par un ressort à boudin 87 qui s'appuie sur une partie fixe 88 et sur l'extrémité supérieure de la tige de palpeur 120.
Ici également, comme dans le premier exemple, les pièces-étalons 21 montées à ajustement glissant dans le carrousel 32 et maintenues par un ressort 80, sont entièrement déchargées de la pression du ressort 87 et du poids de l'étrier 170 et de la tige de palpeur 120 et subissent seulement l'action du faible ressort de l'organe de mesure 24, ce dernier étant monté au moyen de son tube 23 sur une partie fixe 89 pénétrant dans l'étrier 170. Pour remplacer la pièce à mesurer 7 et pour indexer le carrousel 32, l'étrier 170 peut être soulevé à la main, tandis qu'un abaissement de la tige de transmission 26 pour l'écarter des pièces-étalons 21 n'est pas absolument nécessaire, étant donné la faible pression exercée par le ressort de l'organe de mesure 24. Le réglage du comparateur de la fig. 8 se fait de la même manière que pour la première forme d'exécution.
L'indexage du carrousel 32 peut se faire à la main ou au moyen d'un dispositif de commande quelconque.
La fig. 9 montre la partie supérieure d'une forme d'exécution correspondant à la fig. 8, avec la différence qu'il n'est plus prévu un choix de piècesétalons montées sur un support indexable, mais qu'au contraire on place sur la partie fixe 90 sur laquelle est monté l'organe de mesure 24, une seule pièce-étalon, par exemple en forme de cale-étalon 91 contre laquelle s'appuie par-dessous, avec une faible pression, la tige de transmission 26 de l'organe de mesure 24; le ressort 87, comme à la fig. 8, ne peut pas s'appuyer contre la cale-étalon 91, car la force du ressort 87 est transmise à la pièce à mesurer par la partie supérieure de la tige de palpeur 120, l'étrier 170 et la partie inférieure de la tige du palpeur 120, ayant la même forme qu'à la fig. 8.
A la fig. 9, la cale-étalon 91 s'appuyant contre une butée 97 est légèrement soulevée au-dessus de la partie fixe 90 par la tige de transmission 26.
Cela veut dire que la pièce à mesurer se trouvant sous le palpeur présente un écart qui est égal à la distance verticale entre la cale-étalon 91 et la partie fixe 90. Le reste du comparateur est identique à celui de la fig. 8.
La forme d'exécution représentée schématiquement à la fig. 10 se distingue essentiellement de celle de la fig. 8 seulement par le fait que l'organe de mesure 24 n'est placé ni à l'intérieur de l'étrier 170, ni avec sa tige de transmission 26 disposée coaxialement au palpeur 140 et à la pièce-étalon intercalée 21. L'organe de mesure 24 est monté latéralement par rapport à la tige de palpeur 120 sur une partie fixe 95, la tige de transmission 26 étant parallèle à l'axe de la tige de palpeur 120.
La position de la pièce-étalon intercalée 21 est transmise à la tige 26 de l'organe de mesure 24 par un balancier 93 pivotant au moyen d'un tourillon 92 dans une partie fixe non représentée. La pièce-étalon intercalée 21, légèrement déplaçable axialement dans le support 32, s'appuie sur un pied 94 du balancier 93. Ici également, la pièce-étalon intercalée 21 n'est chargée que par la faible pression du ressort de l'organe de mesure, transmise par le balancier 93, tandis que le ressort 87 et le poids de l'étrier 170 et de la tige de palpeur 120 ne peuvent exercer aucune pression sur la pièce-étalon intercalée 21 en raison du fait que le palpeur 140 appuie sur la pièce à mesurer 7. Le réglage et l'indexage du comparateur de la fig. 10 peuvent se faire de la même manière que dans l'exemple de la fig. 8.