Procédé de contrôle de pierres à trou et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
Le présent brevet se rapporte, d'une part, à un procédé de contrôle de pierres à trou, à l'exclusion des pierres d'horlogerie, procédé selon lequel on place chaque pierre devant un dispositif optique au moyen duquel on l'observe latéralement et, d'autre part, un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareil comprenant un dispositif optique agrandissant et un support capable de maintenir une pierre devant ledit dispositif optique.
On sait que l'opération de contrôle de la précision des dimensions des pierres à trou est une opération fort importante lorsqu'elle s'applique à des pierres destinées à former des paliers de mobiles rotatifs dans certains instruments de mesure. On connaît déjà des appareils comprenant un dispositif optique qui forme une image agrandie de la pierre permettant de contrôler ses dimensions avec plus de facilité. En général, le système optique de ces appareils connus projette une image de la pierre vue dans une certaine direction sur un écran. Pour contrôler que le trou central de la pierre est coaxial à sa face latérale, on projette sur l'écran une image vue dans la direction de l'axe alors que pour contrôler le parallélisme des faces frontales de la pierre, on projette sur l'écran une image latérale.
Certains dispositifs qui comprennent des moyens pour immerger partiellement la pierre dans un bain liquide permettent également de contrôler si, et dans quelle mesure, l'axe du trou de la pierre est perpendiculaire à ses faces frontales.
En général, ces appareils connus, lorsqu'ils permettent un contrôle quantitatif des paramètres des pierres, nécessitent plusieurs opérations successives qui, souvent, ne peuvent pas tre exécutées au moyen du mme dispositif.
Le procédé et l'appareil selon le présent brevet, permettent de contrôler avec grande précision et d'une façon quantitative les trois paramètres importants d'une pierre à trou: la coïncidence des axes du trou et des faces latérales de la pierre, le parallélisme de ses faces frontales et la perpendicularité de l'axe du trou par rapport aux faces frontales, ces différentes opérations pouvant tre effectuées au moyen du mme appareil.
Pour cela, le procédé est caractérisé en ce qu'on entraîne la pierre en rotation autour de l'axe de son trou pendant qu'on ltobserve. L'appareil est caractérisé en ce que le support est constitué par un pivot entraîné en rotation autour de son axe, et susceptible d'tre engagé dans le trou de la pierre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil de contrôle, objet du présent brevet, et illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé utilisant cet appareil.
La fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une partie de ladite forme d'exécution;
la fig. 2 en est une coupe axiale partielle, à plus grande échelle, et
la fig. 3 une vue du champ de vision de l'oculaire représenté à la fig. 1.
L'appareil représenté comprend tout d'abord, un dispositif optique 1 qui comprend un objectif 2 et un oculaire (non représenté) et qui est constitué comme un microscope usuel à faible grossissement.
L'axe optique de l'objectif 2 s'étend horizontale- ment. Le dispositif 1 est monté sur un support fixe (non représenté), son oculaire pouvant tre, par exemple, fixé à l'extrémité d'une branche oblique de façon à tre aisément accessible, et à permettre l'observation des pierres dans une position confortable. Devant l'objectif 2 est placé un support 3 qui est représenté en détail à la fig. 2 et dont la position est réglable à volonté en hauteur et latéralement. Pour cela, ce support 3 est réuni à un organe de fixation 4 dans lequel est pratiquée une rainure en queue d'aronde 5. Cet organe peut coulisser sur une glissière correspondante 6, solidaire d'un chariot 7 mobile lui-mme verticalement. Ce chariot présente à cet effet une glissière 8 guidée dans un coulisseau vertical 9.
Des boutons de manoeu- vre 10, 10a, permettent de déplacer le support 3 verticalement et horizontalement à volonté. Comme on le voit à la fig. 1, le bouton 10 est solidaire d'une échelle graduée 11 qui se déplace devant un repère.
Le support 3 est relié à l'organe de guidage 4 par un bras 12 sur lequel est monté un organe 13 en forme de coffret dont la face tournée vers le dispositif optique 1 est constituée par une plaque en verre dépoli 14. A l'intérieur du coffret 13 est fixée une lampe électrique 15, qui est alimentée par des moyens usuels (non représentés). Une potence 16 s'étend encore au-dessus du coffret 13 de façon que son extrémité, qui forme un manchon 17, s'étende au-dessus du support 3. Dans ce manchon est guidé un organe mobile 18 qui sera décrit plus en détail ci-après.
Comme on le voit à la fig. 2, le support 3 a la forme d'un corps cylindrique d'axe vertical traversé de part en part par une ouverture axiale. Cette ouverture forme à la partie inférieure de l'organe 3 un logement 19 à l'intérieur duquel sont fixés deux paliers à billes coaxiaux 20 et 21 qui pivotent un arbre vertical 22. Le logement 19 est fermé à sa partie inférieure par un disque 23 percé d'une ouverture par laquelle l'extrémité inférieure de l'arbre 22 s'étend en dessous du support 3. Cette extrémité porte une poulie 24 qui est entraînée en rotation par un moteur (non représenté) au moyen d'une courroie 25.
Dans la partie supérieure de l'ouverture centrale du support 3, est engagé un manchon de guidage 26.
A l'intérieur de ce manchon s'étend un organe de raccordement 27, de forme cylindrique dont les deux extrémités présentent des fentes rectilignes 28 et 29. La fente 28 pratiquée dans l'extrémité inférieure élargie de l'organe de raccordement 27, est engagée sur une nervure de profil rectangulaire qui est formée à la partie supérieure de l'arbre 22, alors que la fente 29 qui est située à la partie supérieure de l'organe 27 est engagée sur une nervure de mme forme que présente à sa partie inférieure un pivot 30 engagé dans la partie supérieure du manchon 26.
Le pivot 30 et l'organe 27 sont ajustés par rapport aux dimensions du manchon 26 de façon à pouvoir tourner autour de leur axe. Le manchon 26 les guide sans jeu avec une très grande précision.
Le pivot 30 présente au voisinage de son extrémité inférieure, une gorge circulaire 31 en regard de laquelle s'étend une ouverture latérale (non représentée) pratiquée dans le manchon 26. Dans
cette ouverture est engagée une tige de blocage
dont l'extrémité peut pénétrer dans la gorge 31.
Cette tige de blocage est sollicitée par un ressort et peut tre actionnée de l'extérieur au moyen d'un levier dont une extrémité est visible en 32 à la fig. 1.
Elle maintient le pivot 30 axialement en place tout en permettant de le dégager facilement de son logement et de le remplacer en cas de besoin.
L'extrémité supérieure du manchon 26 porte encore un embout 33 de forme générale cylindrique fixé au manchon 26 par une vis 34. Sur cet embout 33 est monté un levier 35 d'axe horizontal qui peut tre actionné à la main par son extrémité gauche (fig. 3), alors que l'autre extrémité entraîne en mouvement vertical une table 36 posée sur l'embout 33. Cette table est guidée par des pieds 37 qui sont engagés dans des logements correspondants de l'embout 33, l'un de ces pieds portant une goupille 38 qui traverse une fente 39 de l'embout 33.
L'extrémité de la goupille 38 s'étend dans une fente 40 du levier 35.
La table 36 présente une ouverture centrale et un logement interne qui entoure le pivot 30. Ce
dernier présente à son extrémité supérieure une portion 41 très fine dont la forme est très légère ment tronconique, l'inclinaison des faces latérales de cette portion 41 étant de l'ordre de 1 O/o environ.
Un épaulement tronconique d'ouverture beaucoup plus grande 42, raccorde la base de la portion 41 avec la partie cylindrique du pivot 30.
Comme on le voit aux fig. 1 et 2, l'axe du support 3 et du manchon 26 coïncide avec celui du manchon 17. L'organe 18 engagé dans ce manchon porte à sa partie supérieure un bouton de manceu- vre 43. Un ressort à boudin 44 appuyé sur le manchon 17, le sollicite constamment vers le haut. A
son extrémité inférieure, l'organe 18 porte un seg
ment de tige 45 qui est relié à organe 18 par un ressort (non représenté) capable de travailler à la
compression. A l'extrémité inférieure de la tige 45
est articulé un poussoir 46 présentant un logement
central. L'articulation entre le poussoir 46 et la
tige 45 étant du type à rotule, le poussoir 46 peut
s'orienter librement dans certaines limites autour
de l'axe de la tige 45.
Le pivot 41 est destiné à recevoir une pierre à trou 47, comme palier. Cette pierre 47, en forme de
disque circulaire, présente un trou central 48 cylin
drique dont le diamètre est compris entre le diamè
tre de l'extrémité supérieure de la portion 41 et le
diamètre de son extrémité inférieure. L'axe du
trou 48 coïncide avec celui de la face latérale
cylindrique de la pierre 47 et les faces supérieure
et inférieure de cette pierre sont parallèles et per
pendiculaires à l'axe du trou 48. Si l'on engage
cette pierre sur la portion 41 en maintenant ses
faces frontales perpendiculaires à l'axe de cette
portion, elle est retenue à une certaine hauteur
dans la position dans laquelle elle est engagée.
La
fig. 3 représente la vision que l'on a en regardant
dans l'oculaire du dispositif 1 lorsqu'on allume Ia lampe 15. Cet oculaire comprend un réticule 49 et
on peut régler la position du pivot 30 et rorienta- tion de ce réticule de telle façon que la face plane inférieure de la pierre coïncide avec la branche horizontale du réticule alors que l'axe du pivot 30 coïncide avec la branche verticale. Lorsqu'on met le moteur d'entraînement de la poulie 24 en mar clive, l'arbre 22 entraîne l'organe 27 qui entraîne lui-mme le pivot 30. La pierre tourne autour de son axe et l'image qu'elle forme dans l'oculaire est immobile.
I1 est clair que si le trou de la pierre 47 n'était
pas coaxial à sa face latérale, l'image de cette pierre dans l'oculaire se déplacerait latéralement au cours de chaque rotation du pivot 30. L'écart entre les positions extrmes de l'image de la pierre serait d'une mesure de l'excentricité du trou. Cet écart pourrait facilement tre mesuré en repérant sur la branche horizontale du réticule 49 les déplacements de l'un des bords latéraux de l'image formée par la pierre 47.
De mme, si le trou 48, au lieu d'tre perpendiculaire aux faces frontales de la pierre, était légèrement oblique, les faces frontales de cette dernière formeraient un certain angle avec la ligne horizontale du réticule 49. Au cours de la rotation de la pierre, la ligue qui limite la face inférieure de la pierre, se déplacerait constamment et l'obliquité du trou pourrait tre mesurée en repérant l'écart entre la postion inférieure et la position supérieure du point d'intersection entre l'axe vertical du réticule et ladite ligne.
Enfin, si la pierre 47, bien que présentant un trou centré par rapport à sa face latérale et d'axe perpendiculaire à sa face inférieure présentait, par exemple, une face frontale supérieure qui soit oblique, les bords latéraux de la pierre 47 apparaî- traient dans l'oculaire du dispositif optique 1 comme ayant une hauteur variable et le défaut de parallélisme des faces frontales de la pierre pourrait tre mesuré en repérant les variations de hauteur des bords de l'image de la pierre au cours d'une rotation complète du pivot 30 sur lui-mme.
L'organe 18 du dispositif décrit permet de mettre en place la pierre 47 sur le pivot 30 d'une façon facile et précise. En effet, après avoir engagé cette pierre sur la portion 41 du pivot 30, il suffit de presser sur le bouton 43. La tige 45 se déplace vers le bas et le poussoir 46 vient s'appuyer sur la face supérieure de la pierre. I1 la conduit de telle façon que l'axe de son trou coïncide exactement avec l'axe de la portion 41 jusqu'à ce qu'elle soit légèrement coincée comme le montre la fig. 3. Le ressort intercalé entre la tige 45 et la tige 18 limite la force que le poussoir 46 exerce sur la pierre à une valeur suffisamment faible pour éviter tout risque de détérioration du pivot 30.
D'autre part, comme le poussoir 46 guide la pierre dans une position exactement coaxiale à la portion 41, la pierre ne risque pas d'exercer un moment de flexion tendant à déformer la portion 41.
Après avoir effectué un contrôle, il suffit pour dégager la pierre, de presser sur l'extrémité gauche du levier 35. La goupille 38 est entraînée vers le haut, de sorte que la table 36 se soulève. La face supérieure plane de cette table s'élève jusqu'à un niveau situé plus haut que l'extrémité supérieure du pivot 30 ! de sorte que la pierre est dégagée et peut tre récupérée facilement.
Le dispositif 32 permet de changer facilement le pivot 30, de sorte que l'appareil décrit peut tre pourvu d'un jeu de pivots adaptés à des pierres de différentes dimensions. Il est clair que la portion supérieure 41 de chaque pivot 30 ne peut recevoir que des pierres dont le trou présente un diamètre compris entre des limites très étroites. En revanche, la possibilité de changer le pivot 30 permet d'utiliser l'appareil décrit pour des pierres de toutes dimensions. Ces pierres pourraient, d'ailleurs aussi présenter un trou olivé, bien que dans ce cas, les tolérances admises soient plus larges que dans le cas de trous cylindriques.
On sait, en effet, que les pierres présentant un trou cylindrique, qu'elles soient destinées à tre montées sur des instruments de mesures, ou sur d'autres appareils, doivent présenter des dimensions pour lesquelles on n'admet que des tolérances extrmement faibles. Le procédé et l'appareil décrits cidessus, permettent de contrôler rapidement et facilement tous les paramètres importants d'une pierre.
Comme ce procédé et ce dispositif permettent d'obtenir des indications quantitatives sur l'importance des défauts éventuels que présentent les pierres, ils permettent de classer ces dernières en différentes catégories.
I1 est clair que dans une autre forme d'exécution, le dispositif décrit pourrait aussi tre agencé de façon que l'image de la pierre entraînée en rotation, soit projetée sur un écran. Le procédé de contrôle serait alors exactement le mme.
REVENDICATIONS
I. Procédé de contrôle de pierres à trou, à l'exclusion des pierres d'horlogerie, dans lequel on place chaque pierre devant un dispositif optique au moyen duquel on l'observe latéralement, caractérisé en ce qu'on entraîne la pierre en rotation autour de l'axe de son trou pendant qu'on l'observe.