Dispositif à comparateur, pour la mesure d'entraxes
Pour la mesure de l'entraxe des trous cylindriques
ou des rainures parallèles, il est possible de procéder
de différentes façons que l'on va indiquer en se référant
aux fig. 1 et 2 représentant, la première deux trous
cylindriques et l'autre deux rainures parallèles, d'une pièce, et dont il s'agit de déterminer l'entraxe.
Par
exemple, si l'on possède un instrument de mesure permettant de n'effectuer que des dimensions intérieures,
on fait successivement les mesures suivantes :
Mesure du diamètre ou de la largeur D
Mesure du diamètre ou de la largeur d
Mesure de la distance extérieure b des trous de
fig. 1 ou des rainures de fig. 2, et l'entraxe E sera donné par la formule :
b (D+d)
2
Si l'on possède un instrument permettant de faire des mesures de dimensions intérieures et des dimensions extérieures, on fait successivement les mesures suivantes :
Mesure de a (distance intérieure des trous de fig. 1
ou des rainures de fig. 2)
Mesure de b (distance extérieure des trous ou des
rainures) et 1'entraxe E sera donné par la formule :
¯ (a+b3 - 2
Avec des moyens classiques, il faut donc, pour Úvaluer un entraxe : que l'opérateur effectue une mesure, en mémorise le résultat ou plus sûrement l'inscrive, effectue une seconde mesure, additionne le résultat au résultat de la première mesure et prenne la moitié de la somme obtenue.
L'invention vise à éviter ces complications et ces sources d'erreurs, en fournissant des moyens permettant
d'effectuer facilement les mesures de a et de b, et
d'effectuerégalement,sansparticipation mentale de
l'opérateur, le calcul
a+b
2
en évitant ainsi toute mémorisation ou notation et tout
calcul de l'opérateur.
L'invention a pour objet un'dispositif à comparateur, pour la mesure d'entraxes, qui est caractérisé en ce qu'il comporte un bâti, des moyens de fixation d'un comparateur au bâti, et une touche fixe par rapport à ce bâti, en ce qu'il comporte une touche mobile par rapport au bâti, ces deux touches étant prévues pour être engagées chacune dans l'un de deux évidements, par exemple des trous ou des rainures, d'une pièce, évidements dont il s'agit de mesurer l'entraxe, en ce qu'il comporte des moyens élastiques pour solliciter la touche mobile à choix dans chacun des deux sens opposés, et des moyens sélecteurs pour commander ces moyens élastiques selon ce choix, en ce qu'il comporte des moyens de liaison entre la touche mobile et le palpeur du comparateur, disposés pour que le déplacement de la touche mobile détermine un déplacement correspondant du palpeur,
en ce que le comparateur présente deux graduations concentriques, identiques et adjacentes, et en ce que l'une au moins de ces gradations est ajustable angulairement par rapport à l'autre graduation et au corps du comparateur pour permettre la lecture directe de l'entraxe après deux mesures et actionnement des moyens sélecteurs entre ces deux mesures.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention.
Les fig. 1 et 2 sont des croquis explicatifs dont il vient d'être question.
La fig. 3 est une vue schématique d'une première forme d'exécution du dispositif, montrant les organes dans une première position de mesure.
La fig. 4 est une vue analogue à celle de la fig. 3, mais montrant les organes dans une seconde position de mesure.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'une seconde forme d'exécution, selon 5-5 de la fig. 6.
La fig. 6 est une vue en plan correspondant à la fig. 5.
Dans les dispositifs que l'on va décrire, l'appareil utilisé comme instrument de mesure proprement dit est un comparateur. Les mesures que l'on effectuera pour la détermination de l'entraxe, sur une pièce donnée, se feront donc par comparaison avec une pièce étalon.
Ceci étant préalablement précisé, on va décrire maintenant le dispositif selon les fig. 3 et 4, ainsi que son fonctionnement.
Le dispositif comporte un bâti 1 qui porte une touche fixe 2 qui est ajustable en position sur le bati à l'aide d'une vis 3. Une touche mobile 4 est portée par la broche 5 d'un comparateur 6 fixe par rapport au bÔti 1.
Un levier 7 pouvant occuper deux positions extrÛmes
A et B commande un mÚcanisme Ó ressort 8 qui tend à déplacer la broche 5 du comparateur, soit dans un sens, soit dans l'autre, suivant la position extrême que ce levier occupe. Dans cet exemple, le dispositif à ressort 8 est constitue par une simple lame flexible portée par l'axe du levier 7.
Nous disposons ainsi d'un dispositif permettant de faire successivement la mesure de la dimension a, puis la mesure de dimension b (voir fig. 1 et 2), selon que le levier 7 occupe respectivement la position A ou B.
Une position intermédiaire et neutre 0 libère la broche 5 de toute force, ce qui permet de placer facilement la pièce à contrôler sur les touches.
Le comparateur est muni de deux cadrans concentriques 9 et 10. Le cadran extérieur 9 est solidaire de la lunette 11 du comparateur et peut être tourné lorsqu'on agit sur cette lunette, ces deux cadrans portent chacun, de part et d'autre de leur cercle de jonction 12 une même graduation, telle que l'espace de la division correspondant à une Idifférence d'entraxe donnée, par exemple 0, 01 mm, corresponde à un déplacement de la broche 5 de valeur double, par exemple 0, 02 mm.
Le comparateur comporte ainsi deux graduations con centriques, identiques et adjacentes, 13 et 14, graduées selon une échelle moitié de la mesure réelle. On comprendra plus loin la raison de cette disposition.
Au début d'une mesure, les deux graduations 13 et 14 ont leur zéro respectif en coïncidence. Admettons que l'on effectue d'abord la mesure de la dimension intérieure a. On place alors le levier 7 en position A et l'aiguille 15 du comparateur indique sur la graduation 14 du cadran intérieur 10 une valeur X.
On tourne alors avec la lunette 11 le cadran extérieur 9 de façon que sur l'échelle 13 de celui-ci la valeur X vienne en face du zéro de la graduation 14 du cadran intérieur 10, comme le montre la fig. 4.
Ensuite, on amène le levier 7 en position B.
On effectue alors la mesure de la dimension b, et l'aiguille 15 indique sur la graduation 14 du cadran intérieur 10 une valeur y (fig. 4). Sur le cadran extérieur 9, l'aiguille indique alors une valeur v, qui est égale à X + y et qui correspond à la valeur cherchée de l'entraxe, puisque les graduations sont prévues à une échelle moitié des mesures réelles.
En déplaçant le cadran extérieur on effectue sans calcul l'addition de a et b, et du fait que la valeur de la division est double de la valeur du déplacement correspondant de la broche, on effectue la division par 2.'
En voici la démonstration :
Soient Do, do, Eo, les différentes dimensions de la
pièce étalon ;
D, d, E, les différentes dimensions homologues de
la pièce à mesurer (fig. 1 et 2) ;
M et N les diamètres des deux palpeurs 2 et 4.
Quand une pièce est en position de mesure le comparateur repère la position relative des palpeurs. Pour la pièce étalon, quand le levier est placé sur A (fig. 3), le comparateur repère la position de la touche mobile dont l'axe se trouve à une distance S (, de l'axe de la touche fixe et l'on a :
Do-Mdo-N
2 2
Quand le levier est placé sur B, le comparateur repère la position de la touche mobile dont l'axe se trouve à une distance Ro de l'axe de la touche fixe, et l'on a : R.-B.++i(2)
2 2
Si l'on additionne membre à membre les équations (1) et (2), on obtient :
Ro + So = 2 Eo
On obtient de même pour la pièce à contrôler :
R1 + St = 2E1
Donc les diamètres des trous (fig. 1) ou les largeurs des rainures (fig. 2) et les diamètres des touches n'inter- viennent en aucune façon dans le résultat du calcul.
Pour effectuer le réglage, c'est-à-dire la mise à zéro du dispositif avec la pièce étalon, on procède de la façon suivante :
On place sur le bâti de l'appareil la pièce étalon.
On place le levier 7 sur A, on repère la position +t de l'aiguille sur la division du cadran intérieur.
On place le levier sur B, on repère la position z de l'aiguille sur la division du cadran intérieur. Il faut agir sur la vis de réglage 3 et placer plusieurs fois alternativement le levier 7 sur A et sur B, jusqu'à ce que t = z. Quand l'appareil est réglé de cette façon, si l'on fait la mesure de l'étalon, on obtient comme pre mière lecture, quand le levier est sur A, une valeur to.
On tourne le cadran extérieur de façon que sur sa division le point to soit en face du zéro de la division du cadran intérieur. Quand le levier est sur B, l'aiguille indique une valeur zo = to sur le cadran intérieur, comme le cadran extérieur a été tourné de zo à to, l'aiguille se trouve bien en face du zéro de ce cadran.
L'appareil est réellement réglé à zéro.
On voit que le dispositif selon les fig. 3 et 4 permet la lecture directe des entraxes, simplement après deux mesures et actionnement du levier 7 entre ces deux mesures, sans mémorisation ni calcul de l'opérateur, le dispositif effectuant l'opération E= a+b
2 a et b représentant chacun le résultat d'une de ces mesures, a étant la mesure intérieure et b la mesure extérieure p.
Les fig. 5 et 6 montrent d'une façon moins sché- matique une seconde forme d'exécution du dispositif, dont le principe et le fonctionnement sont tout à fait semblables à ce qui vient d'être décrit.
On voit en 16 le bâti du dispositif, auquel est fixé le support 17 d'un comparateur 18, qui présente, comme dans la forme d'exécution précédente, deux graduations identiques dont celle-extérieure est mobile pour permettre au dispositif de donner, après deux lectures, le résultat de l'opération
a + b - 2
La lunette 19 du comparateur prÚsente un doigt d'actionnement 20 pour faire tourner à volonté la graduation extérieure. On voit en 21 le palpeur du com- parateur.
La touche fixe 22 du dispositif est fixée au bâti 16. La touche 23 est mobile dans les deux sens indiqués par la double flèche 24. Elle est fixée sur une table 25 fixée elle-même sur un châssis 26 monté élastiquement sur le bâti, par l'intermédiaire de ressorts à lame 27, 28 fixés d'une part à ce châssis et d'autre part au bâti.
L'ensemble formé par la partie inférieure du bâti 16, le châssis 26 et les lames 27, 28 forme un parallélogramme élastiquement déformable grâce à l'élasticité de ses côtés non horizontaux.
Le châssis 26 porte encore une tige 29 de mise à zéro du comparateur dont une extrémité 30 est destinée à coopérer par butée avec le palpeur 21, cette même extrémité est filetée en 29a et est vissée dans le châssis, dont elle est ainsi solidaire. A son autre extrémité, cette tige présente un filetage 31 qui, par coopération avec un écrou. 32 prenant appui sur ce châssis, permet d'ajuster à volonté la position axiale de la tige 29 par rapport au chassis 25.
Le dispositif comporte encore des moyens élastiques pour solliciter la touche mobile à choix dans chacun des deux sens opposés de la double flèche 24, tout comme la lame-ressort 8 des fig. 3 et 4. Ici, ces moyens élasti- ques consistent en deux ressorts de traction 33, 34.
Le ressort 33 est fixé par l'une de ses extrémités à un doigt 35 solidaire du châssis 26. Le ressort 34 est fixé pareillement à un doigt 36 solidaire du châssis.
L'autre extrémité de 33 est reliée à l'autre extrémité de 34 par l'intermédiaire d'un câble 37 enroulé autour d'un tambour 38 monté pour tourner autour de son axe propre, entre une position extrême A repré- sentée sur le dessin et une position extrême symétrique
B. Une manette d'actionnement du tambour est visible en 39. Le tambour 38 et la manette 39, avec le câble 37 de liaison des deux ressorts 33, 34 constituent des moyens sélecteurs pour commander ces ressorts de façon que ce soit à choix l'un ou l'autre qui agisse sur le châssis, pour le solliciter dans un sens ou en sens opposé. En effet, lorsque la manette 39 est en position A, le ressort 33 est détendu et le ressort 34 tendu sollicite la touche mobile vers la gauche sur le dessin.
En position B, c'est le ressort 34 qui est inactif, tandis que le ressort 33 est tendu et sollicite la touche mobile 23 vers la droite sur le dessin. Sur le dessin, on a représenté les ressorts dans la position qu'ils occupent lorsque la manette 39 est en position moyenne ou neutre. Les deux ressorts sont alors inactifs et la touche mobile est libre. Le fonctionnement du dispositif selon les fig. 5 et 6 est le suivant.
On place une pièce étalon 40 sur les touches 22, 23 lorsque la manette est en position médiane. On procède ensuite à l'étalonnage (c'est-à-dire au réglage du zéro du comparateur) de façon semblable à ce qui a été décrit plus haut, mais en agissant sur la position axiale de. la tige 29.
Ensuite on remplace la pièce étalon par une pièce à contrôler et on fait successivement deux mesures, l'une en position A de la manette et l'autre en position
B, étant entendu que, comme dans 1'exemple précédent, après la première mesure, on déplace la graduation ex térieure comme décrit pour pouvoir, après la deuxième mesure, lire directement la valeur de 1'entraxe sur le cadran extérieur, en regard de l'aiguille du comparateur.
Dans le premier exemple, les moyens élastiques (8) sont prévus pour agir directement sur le palpeur du comparateur, à volonté dans un sens ou en sens inverse.
Dans le deuxième exemple les moyens élastiques 33, 34 agissent sélectivement sur la tige 29 (et la touche mobile). Lorsque ces moyens sollicitent la tige 29 vers la droite, cette tige transmet cette sollicitation au palpeur 21. Lorsque au contraire les moyens élastiques sollicitent la tige 29 vers la gauche, c'est le ressort de rappel du comparateur qui oblige le palpeur à rester en contact avec cette tige.
Dans une variante, on pourrait prévoir que le corps du comparateur est monté ajustable sur le bâti, pour permettre d'ajuster la position de zéro du comparateur.
Dans une autre variante, on pourrait prévoir la graduation intérieure non pas tout à fait fixe mais ajustable angulairement pour permettre d'ajuster la position de zéro du comparateur.
Comparator device, for measuring center distances
For measuring the center distance of cylindrical holes
or parallel grooves, it is possible to proceed
in different ways that we will indicate by referring
in fig. 1 and 2 representing, the first two holes
cylindrical and the other two parallel grooves, in one piece, and which is to determine the center distance.
By
example, if you have a measuring instrument that allows only internal dimensions to be carried out,
the following measurements are made successively:
Measurement of diameter or width D
Measurement of diameter or width d
Measurement of the outer distance b of the
fig. 1 or grooves of FIG. 2, and the center distance E will be given by the formula:
b (D + d)
2
If you have an instrument allowing measurements of interior dimensions and exterior dimensions to be made, the following measurements are successively made:
Measure a (internal distance of the holes in fig. 1
or grooves of FIG. 2)
Measure of b (outer distance of holes or
grooves) and the center distance E will be given by the formula:
¯ (a + b3 - 2
With conventional means, it is therefore necessary, in order to evaluate a center distance: that the operator performs a measurement, memorizes the result or more surely records it, carries out a second measurement, adds the result to the result of the first measurement and takes the half of the sum obtained.
The invention aims to avoid these complications and these sources of error, by providing means allowing
easily perform the measurements of a and b, and
to perform also, without mental participation of
operator, calculation
a + b
2
thus avoiding any memorization or notation and all
operator calculation.
The object of the invention is a comparator device, for measuring center distances, which is characterized in that it comprises a frame, means for fixing a comparator to the frame, and a key fixed relative to this frame, in that it comprises a key movable relative to the frame, these two keys being provided to be each engaged in one of two recesses, for example holes or grooves, of a piece, recesses of which it s 'acts to measure the center distance, in that it comprises elastic means for requesting the movable key of choice in each of the two opposite directions, and selector means for controlling these elastic means according to this choice, in that it comprises means of connection between the movable probe and the comparator probe, arranged so that the movement of the movable probe determines a corresponding movement of the probe,
in that the comparator has two concentric graduations, identical and adjacent, and in that at least one of these gradations is angularly adjustable with respect to the other graduation and to the body of the comparator to allow direct reading of the center distance after two measurements and actuation of the selector means between these two measurements.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the device according to the invention.
Figs. 1 and 2 are explanatory sketches which have just been mentioned.
Fig. 3 is a schematic view of a first embodiment of the device, showing the members in a first measuring position.
Fig. 4 is a view similar to that of FIG. 3, but showing the organs in a second measuring position.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a second embodiment, according to 5-5 of FIG. 6.
Fig. 6 is a plan view corresponding to FIG. 5.
In the devices which will be described, the apparatus used as the actual measuring instrument is a comparator. The measurements that will be taken to determine the center distance, on a given part, will therefore be made by comparison with a reference part.
This being specified beforehand, we will now describe the device according to FIGS. 3 and 4, as well as its operation.
The device comprises a frame 1 which carries a fixed key 2 which is adjustable in position on the frame by means of a screw 3. A movable key 4 is carried by the pin 5 of a comparator 6 fixed with respect to the frame. 1.
A lever 7 which can occupy two extreme positions
A and B control a spring mechanism 8 which tends to move the pin 5 of the comparator, either in one direction or the other, depending on the extreme position that this lever occupies. In this example, the spring device 8 is constituted by a simple flexible blade carried by the axis of the lever 7.
We thus have a device making it possible to successively measure the dimension a, then the measurement of dimension b (see fig. 1 and 2), depending on whether the lever 7 occupies position A or B.
An intermediate and neutral position 0 releases the pin 5 with any force, which makes it easy to place the part to be controlled on the keys.
The comparator is provided with two concentric dials 9 and 10. The outer dial 9 is integral with the bezel 11 of the comparator and can be rotated when one acts on this bezel, these two dials each carry, on either side of their junction circle 12 the same graduation, such as the space of the division corresponding to a given center distance difference, for example 0.01 mm, corresponds to a displacement of the pin 5 of double value, for example 0.02 mm .
The comparator thus comprises two con centric graduations, identical and adjacent, 13 and 14, graduated according to a scale half of the real measurement. The reason for this provision will be understood later.
At the start of a measure, the two graduations 13 and 14 have their respective zero in coincidence. Let us assume that we first perform the measurement of the interior dimension a. The lever 7 is then placed in position A and the needle 15 of the comparator indicates on the graduation 14 of the inner dial 10 a value X.
The outer dial 9 is then turned with the bezel 11 so that on the scale 13 of the latter the value X comes opposite the zero of the graduation 14 of the inner dial 10, as shown in FIG. 4.
Then, we bring the lever 7 to position B.
The dimension b is then measured, and the hand 15 indicates on the graduation 14 of the inner dial 10 a value y (fig. 4). On the outer dial 9, the needle then indicates a value v, which is equal to X + y and which corresponds to the desired value of the center distance, since the graduations are provided at a scale half of the real measurements.
By moving the outer dial the addition of a and b is carried out without calculation, and because the value of the division is double the value of the corresponding displacement of the spindle, the division by 2 is carried out. '
Here is the demonstration:
Let Do, do, Eo be the different dimensions of the
standard piece;
D, d, E, the different homologous dimensions of
the part to be measured (fig. 1 and 2);
M and N are the diameters of the two probes 2 and 4.
When a part is in measurement position, the comparator identifies the relative position of the probes. For the reference part, when the lever is placed on A (fig. 3), the comparator locates the position of the movable button whose axis is at a distance S (, from the axis of the fixed button and the we have :
Do-Mdo-N
2 2
When the lever is placed on B, the comparator locates the position of the mobile key whose axis is at a distance Ro from the axis of the fixed key, and we have: R.-B. ++ i (2)
2 2
If we add member to member equations (1) and (2), we get:
Ro + So = 2 Eo
The same is obtained for the part to be checked:
R1 + St = 2E1
So the diameters of the holes (fig. 1) or the widths of the grooves (fig. 2) and the diameters of the keys do not affect the result of the calculation in any way.
To carry out the adjustment, that is to say the zeroing of the device with the reference part, proceed as follows:
The standard part is placed on the frame of the apparatus.
We place the lever 7 on A, we mark the position + t of the needle on the division of the inner dial.
We place the lever on B, we mark the z position of the needle on the division of the inner dial. Act on adjusting screw 3 and position lever 7 alternately on A and B several times, until t = z. When the device is adjusted in this way, if we take the measurement of the standard, we obtain as the first reading, when the lever is at A, a value to.
The outer dial is turned so that on its division the point to is opposite the zero of the division of the inner dial. When the lever is at B, the hand indicates a value zo = to on the inner dial, as the outer dial has been rotated from zo to to, the hand is right in front of the zero of this dial.
The device is actually set to zero.
It can be seen that the device according to FIGS. 3 and 4 allow the direct reading of the centers, simply after two measurements and actuation of the lever 7 between these two measurements, without memorizing or calculating the operator, the device performing the operation E = a + b
2 a and b each representing the result of one of these measurements, a being the internal measurement and b the external measurement p.
Figs. 5 and 6 show in a less schematic way a second embodiment of the device, the principle and operation of which are quite similar to what has just been described.
We see at 16 the frame of the device, to which is fixed the support 17 of a comparator 18, which has, as in the previous embodiment, two identical graduations of which the outer one is movable to allow the device to give, after two readings, the result of the operation
a + b - 2
The bezel 19 of the comparator has an actuating finger 20 to rotate the outer graduation at will. We see at 21 the sensor of the comparator.
The fixed key 22 of the device is fixed to the frame 16. The key 23 is movable in the two directions indicated by the double arrow 24. It is fixed to a table 25 itself fixed to a frame 26 elastically mounted on the frame, by by means of leaf springs 27, 28 fixed on the one hand to this frame and on the other hand to the frame.
The assembly formed by the lower part of the frame 16, the frame 26 and the blades 27, 28 forms an elastically deformable parallelogram thanks to the elasticity of its non-horizontal sides.
The frame 26 also carries a rod 29 for setting the comparator to zero, one end 30 of which is intended to cooperate by abutment with the sensor 21, this same end is threaded at 29a and is screwed into the frame, with which it is thus integral. At its other end, this rod has a thread 31 which, by cooperation with a nut. 32, resting on this frame, allows the axial position of the rod 29 to be adjusted at will with respect to the frame 25.
The device also comprises elastic means for urging the movable key of choice in each of the two opposite directions of the double arrow 24, just like the leaf spring 8 of FIGS. 3 and 4. Here, these elastic means consist of two tension springs 33, 34.
The spring 33 is fixed by one of its ends to a finger 35 integral with the frame 26. The spring 34 is similarly attached to a finger 36 integral with the frame.
The other end of 33 is connected to the other end of 34 by means of a cable 37 wound around a drum 38 mounted to rotate around its own axis, between an extreme position A shown on the drawing and an extreme symmetrical position
B. A drum actuation lever is visible at 39. The drum 38 and the lever 39, with the cable 37 connecting the two springs 33, 34 constitute selector means for controlling these springs so that it is optional 'one or the other which acts on the frame, to urge it in one direction or in the opposite direction. Indeed, when the lever 39 is in position A, the spring 33 is relaxed and the tensioned spring 34 urges the movable button to the left in the drawing.
In position B, it is the spring 34 which is inactive, while the spring 33 is stretched and urges the movable key 23 to the right in the drawing. In the drawing, the springs have been shown in the position they occupy when the lever 39 is in the middle or neutral position. The two springs are then inactive and the movable key is free. The operation of the device according to FIGS. 5 and 6 is next.
A standard piece 40 is placed on the keys 22, 23 when the lever is in the middle position. The calibration (that is to say the zero adjustment of the comparator) is then carried out in a manner similar to what has been described above, but by acting on the axial position of. rod 29.
Then the reference part is replaced by a part to be checked and two successive measurements are taken, one in position A of the lever and the other in position
B, it being understood that, as in the previous example, after the first measurement, the external graduation is moved as described in order to be able, after the second measurement, to directly read the value of the center distance on the outer dial, opposite to the indicator needle.
In the first example, the elastic means (8) are provided to act directly on the feeler of the comparator, at will in one direction or in the opposite direction.
In the second example, the elastic means 33, 34 act selectively on the rod 29 (and the movable key). When these means urge the rod 29 to the right, this rod transmits this bias to the probe 21. When, on the contrary, the elastic means urge the rod 29 to the left, it is the comparator return spring which forces the probe to remain in position. contact with this rod.
In a variant, provision could be made for the body of the comparator to be mounted adjustable on the frame, to enable the zero position of the comparator to be adjusted.
In another variant, provision could be made for the internal graduation not to be entirely fixed but to be angularly adjustable in order to allow the zero position of the comparator to be adjusted.