La présente invention concerne une appareil selon préambule de la revendication 1.
La demande EP 0 626 559 décrit un appareil avec rouleaux supports déplaçables selon le diamètre de la pièce à contrôler.
Il est connu, par exemple du brevet US-A-4 679 330, cité dans la demande précédente, d'utiliser une sonde ou un comparateur pour vérifier la concentricité de forme d'une pièce présentant une portion cylindrique de révolution. Cependant, pour que les mesures effectuées par ce comparateur soient fiables, lorsqu'on fait tourner la pièce autour de l'axe de ce cylindre, il faut que le dispositif de support et le mécanisme d'entraînement en rotation de la pièce, ne génèrent pas de déplacements indésirables en translation.
Il est connu d'utiliser une ou plusieurs butées, rétractables selon l'axe de rotation, ces butées étant logées dans l'appareil. La pièce est maintenue contre la butée par des moyens tels qu'une inclinaison légère de l'appareil, ce qui fait reposer la pièce contre la butée par simple gravité, ou encore par l'utilisation de butées aimantées, si le matériau de la pièce s'y prête.
Les systèmes connus de positionnement par butée souffrent tous du même défaut: ils ne permettent pas de réglage fin de la hauteur de l'extrémité de la butée qui vient en contact avec une face terminale de la pièce.
Cette face terminale peut présenter des défauts de planéité; par exemple, si elle termine la portion cylindrique de la pièce, cette face a pu être coupée par une fraise pivotant autour d'un axe ne coupant pas l'axe de la pièce. Il en résulte des déplacements périodiques de la pièce, à chaque rotation de cette pièce sur son dispositif de support, ce qui est préjudiciable à la fiabilité des mesures de forme de la pièce, particulièrement dans sa portion non cylindrique.
L'invention se propose de résoudre ce problème par les moyens décrits dans la partie caractérisante de la revendication 1. Il est connu en physique qu'un solide n'est en équilibre que si son centre de gravité est situé au-dessus d'un polygone de sustentation. Dans les documents précités, où la pièce repose sur des rouleaux cylindriques, c'est respectivement une génératrice de chaque rouleau qui détermine un rectangle de sustentation. La pluralité de points de contact par lesquels repose la pièce sur l'appareil forme ces deux génératrices.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention qui sera décrite plus loin, on se contente de quatre points de contact.
Le dispositif de positionnement selon l'invention permet de mettre la pièce en butée contre un point contenu dans son axe de rotation. Contrairement à l'art antérieur, ce point est réglable en hauteur, ce qui permet de l'ajuster en fonction du diamètre de la portion cylindrique de la pièce. Lorsque celle-ci est entraînée par le mécanisme d'entraînement, le point constitué par la butée est constamment en contact avec le même point de la face terminale de la pièce. Dans l'art antérieur, le lieu géométrique des points de contacts entre la butée et la face terminale est constitué par l'intersection entre cette face et un cylindre dont le rayon est la distance de la butée à l'axe de la pièce. Dans le cas, très fréquent, où la face présente un défaut de planéité, cette intersection n'est pas contenu dans un plan orthogonal à l'axe.
L'invention résout également le problème lorsque la face terminale est plane, mais non perpendiculaire à l'axe. Dans l'art antérieur, le lieu des points de contact entre la butée et la face terminale est alors une ellipse, contenue dans le plan de la face terminale, centrée sur l'intersection de l'axe de la pièce avec la face terminale.
Quelle que soit la forme de la face terminale supposée pas trop éloignée d'un plan perpendiculaire à l'axe, le fait d'aligner, selon l'invention, la butée du dispositif de positionnement avec l'axe de rotation de la pièce supprime les mouvements périodiques de translation de la pièce.
Ceci permet des mesures précises et fiables par les appareils de mesure, connus en soi, qui contrôlent la forme de la pièce, en particulier les parties en dehors du dispositif de support telles que des goujures.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le maintien de la pièce contre la butée colinéaire avec l'axe est réalisé par le mécanisme d'entraînement en rotation. Dans le cas où le dispositif de support n'est pas moteur, ce mécanisme peut consister en un rouleau ou disque de pression et d'entraînement simultanés, venant par-dessus la portion cylindrique de la pièce est tournant selon un axe présentant un léger angle avec l'axe de la pièce, de façon à ce que l'entraînement ait pour corollaire le maintien en butée de la face terminale. Ce genre de mécanisme a l'avantage d'être débrayable et d'autoriser de très faibles vitesses de rotation.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, la hauteur de la position de la butée est déduite directement du diamètre de la portion cylindrique de la pièce. Dans le cas où le dispositif de support de la pièce consiste en quatre points de contact, situés sur deux V disposés de part et d'autre du centre de gravité de la pièce, chaque V présente un angle de 90 DEG , symétrique par rapport à la verticale passant par sa pointe, la hauteur de l'axe est déterminée par le diamètre de la portion cylindrique de la pièce. Dans chacun des plans des deux V, les rayons joignant l'axe aux points de contact respectifs sont perpendiculaires aux branches du V. L'angle de chaque V étant lui aussi de 90 DEG , le parallélogramme joignant, dans le plan de l'un des deux V, les points de contact au sommet du V et à l'intersection de l'axe avec ce plan, est un carré.
La hauteur de la butée, mesurée par référence à la ligne joignant les pointes des deux V, doit donc être égale au produit du rayon du cylindre par la racine carrée de 2, ou encore au quotient du diamètre de la portion cylindrique de la pièce par ce même nombre. La butée est alors exactement dans le prolongement de l'axe de la pièce reposant sur les deux V.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, on s'affranchit des calculs faisant intervenir la racine carrée de 2 en donnant à la butée une configuration appropriée.
Dans cette configuration, la butée est formée d'une partie rectiligne, dont le profil est quelconque mais adapté au coulissement dans un fourreau de forme complémentaire au profil. Ce fourreau est incliné à 45 DEG dans un plan vertical contenant la ligne des pointes des V et l'axe.
La partie rectiligne de la butée se termine par une extrémité hémisphérique, agencée de façon qu'un seul point de l'hémisphère touche la face terminale de la pièce. Ce point est aussi sur l'axe de la portion cylindrique de la pièce.
La butée et son fourreau sont solidaires de moyens de calibrage, permettant de mettre en position la butée par des manipulations simples, comme il sera décrit dans la description détaillée.
Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, la partie rectiligne de la butée est solidaire d'une vis micrométrique inclinée à 45 DEG . L'avantage de cette forme est qu'il suffit de tourner la molette de cette vis micrométrique, jusqu'à affichage du diamètre de la portion cylindrique de la pièce. On s'affranchit alors de la nécessité de manipuler la pièce pour la mise en position de la butée.
Ces deux formes principales de réalisation de l'invention seront décrits plus en détail dans la description détaillée qui va suivre, par référence au dessin dans lequel:
la fig. 1 est une vue de droite d'un l'appareil selon une première forme de réalisation, mécanisme débrayé et sans pièce à contrôler;
la fig. 2 est une vue de dessus du même appareil, mécanisme embrayé, sans pièce à contrôler;
la fig. 3 est une vue de droite du même appareil, mécanisme embrayé sur une pièce de faible diamètre;
la fig. 4 est une vue de face de l'appareil de la fig. 3;
la fig. 5 est une vue de droite du même appareil, mécanisme embrayé sur une pièce de fort diamètre;
la fig. 6 est une vue de face de l'appareil de la fig. 5;
la fig. 7 est une vue de droite d'un appareil selon la deuxième forme de réalisation (comprenant une vis micrométrique), mécanisme embrayé sur une pièce de fort diamètre;
la fig. 8 est une vue de face de l'appareil de la fig. 7.
L'appareil comprend un socle 1 sur lequel est fixé un mécanisme d'entraînement 2, un dispositif de support 3 et un dispositif de positionnement 4 de la pièce 5. La pièce 5 est représentée en pointillés à la fig. 4, à la fig. 6 et à la fig. 8 pour plus de clarté. Dans les fig. 5 et 7, elle est représentée en traits pleins. Cette pièce 5 (fig. 6) présente une face terminale 6 pouvant présenter des défauts de planéité. Dans le cas où la face 6 est plane, son plan peut ne pas être orthogonal à l'axe 7 d'une portion cylindrique de la pièce 5.
Un comparateur, non représenté, est également disposé sur le socle 1; sa sonde contrôle, de manière connue, la forme de la pièce 5, comportant par exemple des goujures, dans une portion de forme extérieure non parfaitement cylindrique.
Toujours sur la fig. 6, on voit que le dispositif de support 3 est formé de deux V 8 et 9. Le V 8 est réglable en position latérale, avec l'ensemble du dispositif 4, maintenu par une vis de blocage 21 par rapport au socle 1. Ceci permet de s'accommoder de pièces 5 plus ou moins longues.
Le mécanisme d'entraînement 2 comprend un disque 10, entraîné par une courroie, le mouvement étant généré par un moteur 11. Le disque 10 met en rotation la pièce 5 sur les V 8, 9. Les points de contact tels que 12 (fig. 5) ne causant qu'un frottement réduit, cet entraînement est très fiable même à faible vitesse.
La partie rectiligne 13 (fig. 4) coulisse dans un fourreau incliné à 45 DEG . A sa partie inférieure, une extrémité hémisphérique 14 procure une butée à la pièce 5. Cette butée est dans l'axe 7 de la pièce 5 (fig. 4, 6 et 8), ce qui corrige tout défaut de la face terminale 6 de la pièce 5 du point de vue des éventuels mouvements périodiques qui seraient provoqués au moment de son entraînement par le disque 10.
La fig. 2 montre que l'axe primaire horizontal 15 du mécanisme d'entraînement 2, ainsi que l'axe de rotation du disque 10 qui est parallèle à l'axe 15, présentent tous les deux un très léger angle par rapport à la ligne joignant les pointes des V 8, 9, et aussi, lorsqu'une pièce 5 est disposée sur ces V 8, 9 par rapport à son axe 7.
Par conséquent, la friction entre le disque 10 et la pièce 5 comprend une légère composante horizontale, parallèle à l'axe 7, qui maintient la pièce 5 contre la butée 14.
Le mécanisme 2 comprend une patte 16 qui repose contre un arrêt 17 en position débrayée (fig. 1).
La fig. 6 montre le fonctionnement des moyens de calibrage 13 min , 18, 19, 20 complémentaires à la butée 14 et à la partie rectiligne 13.
La partie rectiligne 13 du dispositif de positionnement 4 est solidaire d'un plateau 19, guidé en déplacement par une jambe 13 min coulissant elle-même dans un perçage 18. L'ajustement de la jambe 13 min dans le perçage 18 et de la partie rectiligne 13 dans son fourreau est tel que le plateau 19 est parfaitement guidé en déplacement selon une direction à 45 DEG avec la verticale.
La surface 20 est exactement parallèle à la face inférieure du plateau 19 qui lui vient en regard; par ailleurs, quand cette face inférieure du plateau 19 touche la surface 20, le centre de la demi-sphère terminant la partie rectiligne 13 est colinéaire avec la ligne joignant les sommets des V 8 et 9.
La fig. 6 montre comment la pièce 5 est d'abord placée entre le plateau 19 et la surface 20. Le plateau 19 est amené contre la pièce 5, ce qui positionne la butée 14 à la position désirée. Le centre de la demi-sphère et le point de contact avec la face terminale sont alors à la bonne hauteur par rapport au socle 1 et à la ligne joignant les pointes des V 8, 9. On serre la vis de blocage 21 pour conserver la position de la butée 14.
Il n'y a alors plus qu'à mettre la pièce 5 sur les V 8, 9, à embrayer le mécanisme 2 et à mettre en route le moteur 11 pour que l'opération de contrôle puisse commencer. L'opération marche aussi avec une pièce 5 de faible diamètre (fig. 4). La pièce 5 représentée à la fig. 4 étant aussi plus courte, il y a lieu de rapprocher les deux V 8 et 9 de la fig. 6. Pour cela, on dévisse la molette de la vis de blocage 21, ce qui libère en translation, sur le socle 1, l'ensemble constitué par le V 8, la butée 14 et tout le système de calibrage (13, 13 min , 18, 19, 20, 21, 22). Le V 9 reste, lui, fixe par rapport au socle 1.
Le mécanisme d'entraînement est lui aussi mobile en translation, de manière analogue, par rapport au socle 1. Une vis de blocage 23, analogue à 21, sert à le maintenir en position pendant l'opération de contrôle.
Les fig. 7 et 8 illustrent une seconde forme de réalisation avec une vis micrométrique 14. L'enveloppe de cette vis micrométrique 24 est fixée au dispositif de positionnement 4 par une partie 25. La partie rectiligne 13 coulisse dans la vis 24 en fonction de la rotation de la molette de la vis 24. Le centre de la demi-sphère constituant la butée 14 prolongeant la partie rectiligne 13 est aligné avec les sommets des V 8 et 9 lorsque l'affichage micrométrique est sur zéro. Ceci correspond fictivement à une pièce de diamètre nul.
La rotation de la molette de la vis 24 fait remonter la butée 14, la partie rectiligne 13 pénétrant dans l'enveloppe de la vis 24. A tout moment, l'affichage micrométrique donne le diamètre de la portion cylindrique d'une pièce 5 pouvant être contrôlée par l'appareil.
Cette seconde forme de réalisation permet d'éviter des manipulations de la pièce 5 préalables à son contrôle.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits; ainsi, le moteur 11 peut être remplacé par une manivelle, les V 8 et 9 peuvent être remplacés par des rouleaux, ou présenter un angle différent de 90 DEG , le réglage de la hauteur de la butée 14 pouvant être effectué par d'autres moyens.