Appareil pour indiquer des variations de diamètre d'une surface cylindrique
La présente invention a pour objet un appareil pour indiquer des variations de diamètre d'une surface cylindrique au long de celle-ci.
On connaît des dispositifs de calibrage pour indiquer de manière continue les variations de l'épaisseur d'une matière en bande, le dispositif étant pourvu d'une paire de pointes de calibrage entre lesquelles on fait passer la matière en bande. On connaît également des dispositifs de calibrage, par exemple un dispositif de calibrage à mâchoires, qui peuvent être employés pour mesurer le diamètre d'une surface cylindrique en un point choisi de sa longueur.
Dans l'appareil selon l'invention un cadre porte une paire de palpeurs dirigés en sens opposés pour l'engagement simultané avec des points diamétralement opposés de la surface à vérifier et des moyens détecteurs pour faire fonctionner un instrument indicateur en réponse à des différences de la distance entre les pointes actives des palpeurs en divers endroits espacés axialement au long de la surface à vérifier.
L'appareil selon la présente invention est caractérisé en ce que les deux palpeurs sont portés par un chariot mobile le long d'un guide rectiligne, l'un au moins de ces palpeurs étant monté pour se déplacer par rapport au chariot dans un plan passant de façon générale par l'axe de la surface à vérifier, de sorte qu'au cours du mouvement de translation les moyens détecteurs répondent aux variations du diamètre de la surface à vérifier, et en ce que des moyens vérificateurs peuvent être mis en action à volonté pour impartir au chariot un mouvement de va-et-vient dans une direction transversale par rapport à la direction de translation et à la ligne entre les palpeurs, afin d'assurer que lorsque ces moyens vérificateurs ont été rendus inopérants,
les palpeurs engageront la surface à vérifier pendant toute la translation en des points diamétralement opposés sur cette surface.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan de l'appareil, disposé pour la vérification d'une surface cylindrique externe.
La fig. 2 est une vue en élévation par devant de l'appareil.
La fig. 3 est une vue en coupe transversale de l'appareil.
La fig. 4 montre une vue en plan d'un appareil modifié, pour la vérification d'une surface cylindrique interne.
Les fig. 5 et 6 sont des vues de l'appareil modifié correspondant aux fig. 2 et 3, et
la fig. 7 est une variante d'appareil, pour la vérification d'une surface cylindrique externe, en coupe transversale.
Dans la description qui suit le carter, auquel on se réfère, de l'appareil est le plus souvent non représenté sur les dessins pour plus de clarté.
L'agencement comprend un carter allongé, dont le socle A est montré aux fig. 2 et 3, à l'intérieur duquel est monté par des moyens décrits plus loin, un arbre généralement horizontal B s'étendant d'une extrémité à l'autre du carter. Cet arbre B est au moins généralement rectiligne, mais il n'est pas essentiel qu'il ait un axe parfaitement rectiligne ou qu'il ait un diamètre exactement uniforme sur toute sa longueur.
Monté pour être déplacé le long de cet arbre, soit manuellement soit par un entraînement à moteur non représenté, se trouve un chariot
C en forme d'organe chevauchant la surface supérieure dudit arbre B sur une partie de la longueur de celui-ci et présentant de son côté inférieur deux paires de sabots de portée Ct espacées longitudinalement et espacées angulairement, les sabots de chaque paire reposant sur l'arbre aux extrémités de rayons faisant des angles égaux avec la verticale et disposés de part et d'autre de celle ci. Le chariot C est ainsi supporté en fait sur une portée en V s'étendant axialement et ayant un plan bissecteur généralement vertical.
Un organe D fixé amoviblement au chariot C s'étend vers l'avant à travers une fente s'étendant d'un bout à l'autre du carter non représenté, cet organe portant un cadre indiqué de façon générale en E et qui à son tour porte une paire de palpeurs F et F1 pourvus de pointes actives de rayon relativement grand, pour venir en engagement avec la surface de la pièce de travail G devant être vérifiée, sans être sensible à la rugosité de la surface.
Comme représenté, pour plus de clarté sur la fig. 2 seulement, la pièce de travail G est montée entre ses extrémités sur un support de pièce de travail réglable en deux parties indiqué de manière générale en H porté par le socle A du carter, de manière que l'axe de la surface cylindrique devant être vérifiée s'étende généralement horizontalement strictement parallèlement à l'arbre de guidage B décrit ci-dessus à une distance prédéterminée de celui-ci.
Chaque partie du support de pièce de travail
H. qui est montré également aux fig. 5 et 6 décrites plus loin, comprend un bloc en V Ht fixé amoviblement au socle A par une vis de fixation H2, ensemble avec des vis de réglage H3 et H4 au moyen desquelles le bloc peut être déplacé par rapport au socle, et ainsi par rapport à l'arbre de guidage B; respectivement en direction verticale et en direction horizontale à angle droit par rapport à la direction de translation. La manière de disposer la pièce de travail G avec précision dans cette position sera décrite plus loin.
Pour la vérification d'une surface cylindrique-externe, le cadre de support des palpeurs montré aux fig. 1 et 3 comprend un bras vertical Et qui s'étend vers le bas de l'organe de support du cadre D derrière la pièce de travail G, et deux bras horizontaux E2 et E3 s'étendant vers l'avant de ce bras vertical respectivement juste au-dessus et à une certaine distance au-dessous de la pièce de travail. Monté sur le bras horizontal supérieur
E2 du cadre se trouve un palpeur de butée dont la pointe active fait saillie au-dessous de ce bras pour venir engager la surface à vérifier à l'extrémité supérieure d'un diamètre vertical de celle-ci.
Juste au-dessus du bras horizontal inférieur E8 du cadre un palpeur de mesure F est supporté aux extrémités avant d'une paire de liens à ressort généralement horizontaux espacés verticalement J s'étendant vers l'avant du bras vertical du cadre, auquel les extrémités postérieures de ces liens sont fixées, ce palpeur de mesure ayant une pointe active dirigée vers le haut pour venir en engagement avec la surface à vérifier à l'extrémité inférieure du diamètre vertical de celle-ci.
Grâce au poids du cadre E, le chariot de support C pour celui-ci subit par la gravité une contrainte tendant à le faire tourner autour de l'arbre de guidage B pour maintenir le palpeur de butée F en engagement avec la surface à vérifier lorsque la translation est effectuée en déplaçant le chariot le long de cet arbre de guidage.
Un contrepoids en forme de bras Dt faisant saillie vers l'arrière du chariot C et associé avec une butée d'arrêt
A1 fixé à une partie A2 du carter est prévu afin d'assurer que le palpeur de butée F ne soit poussé en engagement avec la surface à vérifier qu'avec une force convenablement faible. Les liens de support J pour le palpeur de mesure Ft sont de préférence formés chacun avec une précontrainte inhérente de manière à repousser le palpeur de mesure en engagement avec la surface à vérifier avec une force convenablement faible, mais alternativement un ressort conventionnel agissant entre le palpeur et le cadre peut être utilisé à cet effet.
L'extrémité inférieure du palpeur de mesure Ft porte l'élément mobile
F2 d'un détecteur électrique dont le stator F3 est monté sur le bras horizontal inférieur E3 du cadre, de sorte que ce stator est également situé sur la ligne généralement verticale suivant laquelle les palpeurs F et Ft sont montés.
Lors de l'emploi de l'agencement décrit ci-dessus, avec la pièce de travail G disposée correctement en position, les deux palpeurs F et F1 parcourent respectivement des chemins diamétralement opposés le long de la surface à vérifier lorsque le chariot C est déplacé le long de l'arbre de guidage B. Pendant la translation le mouvement du palpeur de mesure Ft par rapport au chariot C en direction verticale généralement normale à la direction de translation engendre un signal de sortie provenant du détecteur F2, F3 qui est amplifié de façon conventionnelle et fourni à un enregistreur à plume électrique du genre habituel.
Du moment que le mouvement du chariot C dans la même direction, et plus particulièrement du stator F3 du détecteur porté par celui-ci, est déterminé par le mouvement du palpeur de butée F dans cette direction, le signal de sortie du détecteur F2, F3 est une mesure vraie de la variation du diamètre de la surface à vérifier au long de celle-ci. En outre, du moment que la référence pour le déplacement de travail du palpeur de mesure Ft est constituée par le lieu du palpeur de butée F, de petits écarts de la ligne droite et de légères variations en diamètre de l'arbre de guidage B n'ont aucun effet sur l'exactitude de la trace finale obtenue sur l'enregistreur à plume.
Toutefois, il y a lieu de noter sous ce rapport que, dans l'agencement décrit cidessus utilisant un palpeur de butée F monté de manière fixe par rapport au chariot C, le montage des palpeurs
F et Ft sur une ligne parallèle au plan bissecteur du support à portée en V pour le chariot des-paillpeurs C afin qu'ils engagent des points diamétralement opposés de 1Q surface cylindrique à vérifier lorsque celle-ci est en position avec son axe au niveau de l'axe de l'arbre de guidage B, a aussi son importance pour éviter les erreurs.
Comme on l'a mentionné précédemment, la mise en position correcte de la pièce de travail G, par rapport à l'arbre de guidage B le long duquel se déplace le chariot C des palpeurs, est également essentielle pour obtenir des mesures précises. On doit s'assurer qu'au cours de tout le mouvement de translation les palpeurs
F et F viennent en engagement avec des points diamétralement opposés de la surface à vérifier. Les moyens servant à vérifier si ceci est le cas ou non vont maintenant être décrits.
Ces moyens de vérification comprennent un support en V s'étendant axialement pour l'arbre de guidage, et comprenant deux ou plus de deux paires axialement espacées d'éléments de support angulairement espacés
K sur une base en forme de V Kt présentant un plan bissecteur passant par l'axe de l'arbre de guidage B et se confondant donc généralement avec le plan bissecteur de la portée en V pour le chariot C, ainsi que des moyens pour imprimer un mouvement de balancement à pivotement à ce support K, Kt par rapport à des consoles
A3 du socle de carter A, autour d'un axe horizontal passant par le sommet de ce support et parallèle à l'axe de l'arbre de guidage B.
Ces moyens pour imprimer un mouvement de balancement comprennent un bras L rigidement fixé à la base Kt du support en V et s'étendant vers l'arrière de celle-ci pour porter sur une came excentrique Lt, entraînée par un moteur non représenté, et avec laquelle l'extrémité postérieure du bras L est maintenue en engagement au moyen d'un ressort L2.
Lorsque le moteur est mis en marche pour faire tourner la came excentrique L2, qui est montée pour effectuer son mouvement de rotation excentrique par rapport à une deuxième console A4 sur le socle de carter A, le support en V exécute un mouvement de balancement en avant et en arrière autour de son montage à pivot, en provoquant ainsi un mouvement de va-et-vient en avant et en arrière semblable du chariot des palpeurs C et du cadre des palpeurs E porté par ce dernier. Ainsi les deux palpeurs F et F1 effectuent un mouvement de va-etvient en travers de la surface à vérifier dans une direction généralement normale à la longueur de cette surface à vérifier.
On fait fonctionner les moyens vérificateurs pendant la translation et la position de la pièce de travail
G est ajustée au moyen du support de pièce de travail en deux parties H en fonotion de l'aspect de la trace inscrite par l'enregistreur à plume. Ainsi, en supposant d'abord que la pièce de travail G est entièrement incorrectement espacée de l'arbre de guidage B, la trace finale se présente comme une forme d'onde cyclique d'amplitude substantielle dont la fréquence est égale à la fréquence du mouvement de va-et-vient. Ceci provient du fait que les palpeurs F et F1 n'engagent les extrémités d'un diamètre de la surface à vérifier à aucun moment du cycle de va-et-vient, de sorte qu'au cours d'une course de chaque cycle l'écartement des palpeurs augmente jusqu'à un maximum et qu'au cours de la course suivante il diminue jusqu'à un minimum.
Si maintenant les deux parties du support de pièce de travail réglable H sont ajustées de manière à rapprocher ou écarter la pièce de travail G de l'arbre de guidage B, suivant ce qui est approprié et peut être constaté à l'oeil nu, de manière à amener les palpeurs F et F1 à se déplacer en travers d'un diamètre approximativement à michemin de chaque course de chaque cycle de mouvement de va-et-vient, alors la fréquence de la trace finale paraît être doublée tandis que son amplitude est réduite. Ceci provient du fait qu'à chaque cycle de mouvement de vaet-vient l'écartement des palpeurs F et F1 devient maximum deux fois, approximativement à mi-chemin de chaque course.
En pratique, les deux parties du support de pièce de travail H, respectivement aux extrémités de la pièce de travail G ou à proximité de celles-ci, sont ajustées alternativement de manière répétée afin d'obtenir la trace de fréquence apparemment double et de petite amplitude tout au long de la longueur de vérification.
La pièce de travail G ayant été mise en position correctement de la manière décrite ci-dessus, les moyens vérificateurs sont rendus inopérants, des moyens tels que, par exemple, une détente à ressort (non représentée) étant disposée pour assurer que la came entraînée par un moteur L1 soit arrêtée de façon appropriée avec l'arbre de guidage B dans la position moyenne corres pondant au milieu de la course de va-et-vient, et la translation est effectuée pour mesurer les variations du diamètre de la surface à vérifier. La mise en position correcte de la pièce de travail G en utilisant les moyens vérificateurs décrits ci-dessus assune que les deux palpeurs F et F1 engagent la surface à vérifier le long de chemins diamétralement opposés tout au long du mouvement de translation de mesure.
Les écarts de la ligne
droite de la trace finale obtenue à la suite de la transla
tion de mesure représentent la mesure fidèle des variations de diamètre de la surface à vérifier.
Afin de permettre la vérification de pièces de travail de dimensions différentes, le palpeur de butée F est, ainsi que représenté, monté de préférence dans le bras horizontal supérieur E2 du cadre de support des palpeurs E de manière à être réglable en direction verticale.
En outre, du moment que l'organe D supportant le cadre de support des palpeurs E peut être détaché du chariot C
sur lequel il est monté, un cadre alternatif peut être monté en position sur ce chariot afin de permettre la vérification de surfaces cylindriques internes. Les fig. 4, 5 et 6 montrent l'appareil modifié par la substitution d'un cadre alternatif utilisé dans ce cas.
Ce cadre alternatif comprend une barre en forme de tube E4 destinée à s'étendre à travers la pièce de travail creuse G à vérifier, une paire de bras E5 faisant saillie à travers le devant du carter pour supporter cette barre à ses extémités, la connexion entre l'un au moins de ces bras et la barre étant en forme d'accouplement amovible comme indiqué en E6 aux fig. 4 et 5. Une traverse D2 porte les bras et peut être montée amoviblement sur le chariot C.
Les deux palpeurs F4 et F5 sont portés par la barre E4 s'étendant à travers la pièce de travail G, le palpeur de butée F5 étant monté directement sur cette barre et le palpeur de mesure F5 étant monté de manière flexible pour pouvoir se rapprocher et s'écarter du palpeur de butée pour actionner un détecteur (non représenté) dont le stator est fixe par rapport à la barre. Comme précédemment, les deux palpeurs
F4 et F5 et le stator du détecteur sont montés sur une ligne verticale de manière qu'au cours de toute la translation les deux palpeurs viennent en engagement avec les extrémités d'un diamètre de la surface cylindrique interne à vérifier, lorsque la mise en position correcte de la pièce de travail G a été effectuée en utilisant les moyens vérificateurs de la même manière que décrit précédemment.
Tandis que pendant l'emploi le palpeur de butée reste dans une position fixe par rapport à la barre E4, le montage de ce dernier est comme précédemment réglable afin de permettre la vérification de pièces de travail de dimensions différentes. Les autres lettres de référence utilisées dans les fig. 4 et 6 désignent des parties identiques à celles des fig. 1 à 3.
On comprendra que l'agencement décrit ci-dessus peut être modifié de diverses manières tout en restant dans le domaine de l'invention. Par exemple, les moyens vérificateurs peuvent être constitués s alternativement par des moyens pour faire osciller le chariot des palpeurs par rapport à l'arbre de guidage sur lequel ce chariot est monté, cet arbre de guidage étant monté de manière fixe dans le carter. Un agencement de ce genre utilisant un arbre de guidage au moins généralement rectiligne est montré à la fig. 7, le chariot des palpeurs M étant monté sur cet arbre N au moyen d'une portée en V s'étendant axialement tandis qu'un arbre de guidage supplémentaire P est monté dans le carter au-dessous de cet arbre de guidage principal.
Le chariot M porte un bras Mt fixe sur lui et s'étendant vers le bas derrière l'arbre de guidage principal pour porter à ou à proximité de son extrémité inférieure un coulisseau M2 venant en engagement avec l'arbre de guidage supplémentaire P. Grâce à ce coulisseau M2 portant contre l'arbre de guidage supplémentaire, le chariot M est normalement empêché de tourner autour de l'arbre de guidage principal N.
Cependant l'arbre de guidage supplémentaire P est monté entre ses extrémités pour tourner autour d'un axe excentrique pl parallèle à sa longueur, cette rotation excentrique étant provoquée, lorsque c'est nécessaire, par des moyens convenables, par exemple comme représenté, par une poulie entraînée par un moteur électrique Qi. La rotation excentrique de l'arbre de guidage supplémentaire P entraîne un mouvement de vaet-vient en avant et en arrière du bras M1 du chariot portant le coulisseau M8 , qui est permis par un mouvement de va-et-vient en arc de cercle du chariot des palpeurs M et du cadre R qu'il porte autour de l'arbre de guidage principal N.
Dans le cas de l'agencement alternatif de la fig. 7, le palpeur de butée St doit être monté de façon flexible sur le cadre R du chariot de la même manière que le palpeur de mesure. Ainsi on utilise deux détecteurs T et Tt, les sorties desquels sont prises différemment afin de fournir un signal pour actionner l'instrument final. I1 faut noter aussi que dans cette variante d'agencement, les deux palpeurs S et St sont montés sur le cadre R de façon à se trouver dans un plan perpendiculaire au plan bissecteur de la portée en V pour le chariot M.
Le cadre R est de nouveau rendu amovible du chariot M afin de permettre de lui substituer un cadre portant des palpeurs montés de manière à permettre la vérification de surfaces cylindriques internes.
On comprendra que dans l'agencement décrit cidessus S peut être modifié de diverses manières et également que pendant l'emploi il n'est pas essentiel de faire effectuer le mouvement de translation au chariot pendant que l'on fait fonctionner les moyens vérificateurs.
Ainsi l'ajustement de la position de la pièce de travail peut être effectué en rendant actifs les moyens vérificateurs tandis que le chariot reste stationnaire, alternativement dans deux positions espacées de la course de translation.