FR2821421A1 - Dispositif de mesure flexible - Google Patents

Abstract

Dispositif (1) de mesure dimensionnel comportant un corps (3) et deux supports de buse (6, 7) supportant chacun une buse (15, 16), les buses étant reliées à un appareil de traitement des mesures. Ce dispositif de mesure est prévu pour mesurer un diamètre (22) d'une pièce, de préférence reçue entre les deux supports de buse. Les deux supports de buse pouvant être respectivement écartés l'un de l'autre, des diamètres pouvant être mesurés par ce dispositif peuvent être compris dans une large gamme de valeur, tout en garantissant la qualité des mesures. L'écartement est obtenu par intermédiaire d'un moteur rotatif (26) et d'engrenages (28, 30). Les deux supports de buse se déplacent préférentiellement selon deux axes (13, 14) orthogonaux entre eux.

Description

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Dispositif de mesure flexible

La présente invention a pour objet un dispositif de mesure flexible. Elle trouve plus particulièrement son utilisation dans le domaine des machines de tests utiles par exemple pour vérifier des données quantitatives, du type diamètre de pièces à tester. L'invention trouve notamment une utilisation dans des machines de tests dédiées aux tests sur des pièces de révolution de l'industrie automobile, telles que des arbres, en particulier des arbres à cames, des vilebrequins, des boîtes de vitesse. Les données quantitatives, telles que des dimensions géométriques externes, et/ou internes de ce type de pièce, permettent de vérifier que ces pièces ont été correctement fabriquées, et qu'elles correspondent à un cahier de charge établi.

Dans l'état de la technique, on connaît en particulier des dispositifs de mesure pour évaluer un diamètre externe de la pièce à tester. Dans ces dispositifs, la pièce est disposée entre deux sondes fixes d'un élément de mesure du dispositif. L'intérêt de l'invention est de présenter un dispositif de mesure dans lequel un écartement entre ces deux sondes est réglable. Ainsi le dispositif de mesure selon l'invention permet de mesurer précisément des pièces correspondant à des cahiers des charges différents.

Dans l'état de la technique, on connaît un dispositif de test comportant un dispositif de mesure. Par exemple ce dispositif de test est placé dans le cadre d'une ligne de production de pièces destinées à l'industrie automobile.

Dans ce cas, le dispositif de test est prévu pour pouvoir tester un grand nombre de pièces produites. A cet effet, pour chaque type de pièces à tester distinct, le dispositif de test comporte des dispositifs de mesure distincts. Ces dispositifs de mesure sont spécifiques à chaque type de pièces, pour garantir une précision des mesures fournies par ces dispositifs de mesure.

En effet, un dispositif de mesure de l'état de la technique comporte principalement un banc de test dans lequel on peut placer la pièce à mesurer, et au moins un élément de mesure pour venir mesurer des dimensions particulières de cette pièce.

L'élément de mesure utilise généralement une technique par soufflage

pour déterminer des distances. Dans ce cas, l'élément de mesure comporte des buses dans lesquelles circule un courant d'air à un flux donné. Ces

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buses sont intégrées à des moyens mobiles de l'élément de mesure. Ces moyens mobiles se déplacent en fonction d'une pression crée entre une buse et une façade de la pièce à mesurer. Plus la buse est proche de la pièce à mesurer, plus cette pression est importante. On détermine une valeur relative. Cette valeur relative peut être transformée en dimension après comparaison avec des valeurs obtenues grâce à un étalonnage. Ces appareils de mesure nécessitent donc des étalonnages précis. Pour étalonner un tel élément de mesure, on utilise au moins deux pièces de référence distinctes, dont les mesures sont parfaitement connues.

Pour obtenir des mesures d'un tel dispositif, on dispose deux buses

de manière diamétralement opposées de part et d'autre de la pièce à mesurer. Ces deux buses sont chacune sur un moyen mobile. Ces deux buses peuvent être orientées soit de manière convergente, soit de manière divergente. Si les buses sont convergentes, elles permettent de déterminer un diamètre extérieur. Si les deux buses sont divergentes, elles permettent alors de mesurer un diamètre intérieur, par exemple d'un alésage.

L'écartement des deux buses est fixe. L'élément de mesure permet de recevoir des pièces correspondent à un diamètre donné. C'est à dire que l'ensemble de l'élément de mesure est conformé pour recevoir des pièces d'une dimension bien précise. La gamme de tolérance vis-à-vis des pièces pouvant être reçues entre les deux buses est très faible, pour garantir la précision des mesures ainsi effectuées.

Le dispositif de mesure est donc dédié à un type de pièce donnée. Or dans l'industrie automobile, de nombreuses pièces différentes sont à tester.

Dans une telle industrie, les dispositifs de test comportent alors autant d'éléments de mesure différents qu'il y a de pièces différentes.

Le dispositif de test de l'état de la technique pose un problème. En effet, il nécessite un grand nombre d'éléments de mesure distincts. En effet, pour pourvoir mesurer des pièces de largueur, longueur, diamètre distinct, il est nécessaire de prévoir autant d'éléments de mesure distincts, chaque élément de mesure présentant un écartement des buses différent. Cette solution de l'état de la technique pose un problème, car elle coûte chère du fait du grand nombre d'éléments de mesure qu'il est nécessaire de détenir pour pouvoir effectuer des mesures correctes. D'autre part, de tels éléments de mesure génèrent des pertes de temps par rapport à un temps de test

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total, car il est nécessaire de changer l'élément de mesure à chaque fois qu'un nouveau type de pièce est à tester. De plus, à chaque fois qu'un nouvel élément de mesure est réinstallé, il est préférable de refaire un étalonnage. Dans l'état de la technique, la solution proposée pose donc deux problèmes : un problème de coût élevé, et un problème de perte de temps.

De plus, en cas d'évolution des dimensions des pièces d'un même type, pour répondre par exemple à un nouveau besoin, il faut également

changer les éléments de mesure. La solution de l'état de la technique pose également un surcoût dans le développement de nouvelles pièces.

L'invention a pour objet de remédier aux problèmes cités en proposant un dispositif de mesure flexible. Le dispositif de mesure flexible comporte un élément de mesure. Cet élément de mesure comporte également des supports de buse et des buses montées dans ces supports de buse. Le dispositif de mesure comporte un banc de mesure pour recevoir une pièce à mesurer. Par exemple un banc de mesure peut être constitué par une simple butée contre laquelle on vient placer la pièce.

Le dispositif de mesure est flexible car les deux supports de buse sont mobiles par rapport au banc de mesure. Dans l'invention, les deux supports de buse peuvent être écartés l'un des autres de manière à écarter l'une de l'autre les buses. Ainsi dans l'invention l'écartement entre les deux buses peut être réglé de manière à recevoir différents types de pièces.

L'invention a pour objet un dispositif de mesure dimensionnelle comportant un banc de mesure pour recevoir une pièce à mesurer, un élément de mesure, un appareil de traitement des mesures fournies par l'élément de mesure, le banc de test comportant deux supports de buse pour venir de part et d'autre de la pièce à mesurer, caractérisé en ce que les deux supports de buse sont mobiles, et en ce qu'un écartement de ces deux supports de buse peut être ajusté à différentes distances.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
Figure 1 : Une vue de profil d'un dispositif de mesure selon l'invention ;
Figure 2 : Une vue en coupe longitudinale du dispositif de

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mesure selon l'invention.

La figure 1 montre un dispositif de mesure 1 selon l'invention. Le dispositif de mesure 1 peut être intégré dans un dispositif de test, lui-même intégré dans une ligne de production. Dans ce cas, le dispositif 1 est présenté par un support solide de ce dispositif de test. Par exemple, une tige du support solide du dispositif de test peut être insérée dans un orifice 2 d'un corps 3 du dispositif de mesure 1. La position de la tige à l'intérieur de cet orifice 2 peut être bloquée par intermédiaire d'un verrou traversant le dispositif de mesure 1 pour venir au contact d'une portion de la tige située à l'intérieur de l'orifice 2. Ce verrou est par exemple inséré depuis un deuxième orifice 4 du corps 3. Le deuxième orifice 4 est par exemple présenté sur un chant 5 orthogonal au chant présentant l'orifice 2.

Le dispositif de mesure 1 comporte un premier support de buse 6 et un deuxième support de buse 7. Le premier support de buse 6 est appuyé contre un chant 8 du corps 3. Le deuxième support de buse 7 est appuyé contre un deuxième chant 9. Les chants 5,8 et 9 sont de préférence orthogonaux à un même plan formé par une face supérieure 10 du corps 3.

Les supports de buse 6 et 7 sont découpés de telle sorte qu'ils présentent chacun un chant respectivement 11 et 12 en vis-à-vis l'un de l'autre. Les chants 11 et 12 sont également orthogonaux à cette face supérieure 10. Dans un mode de réalisation préféré, les chants 11 et 12 sont parallèles entre eux.

Les supports de buse 6 et 7 sont mobiles. Le premier support de buse 6 peut coulisser selon un axe 13 le long du chant 8. De même, le deuxième support de buse 7 peut coulisser le long d'un deuxième axe 14 le long du chant 9. Dans un mode de réalisation préféré, les axes 13 et 14 sont orthogonaux. Ainsi, un déplacement respectif du premier support de buse 6 et du deuxième support de buse 7 maintient parallèles les chants 11 et 12.

Dans ce mode de réalisation, les chants 11 et 12 présentent respectivement chacun une buse. En effet, Le premier support de buse 6 présente une première buse 15 et le deuxième support de buse 7 présente une deuxième buse 16. Dans une variante, chaque support de buse présente trois buses juxtaposées et présentées au niveau des chants respectivement 11 et 12.

La première buse 15 est alimentée par une alimentation en air, par l'intermédiaire d'un conduit souple 17. Le conduit souple 17 est relié à un

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embout 18, cet embout 18 étant monté dans le premier support de buse 6 de manière à être relié avec la buse 15. De manière symétrique, la deuxième buse 16 est reliée à une même alimentation en air par un deuxième conduit souple 19, ce conduit souple 19 étant monté sur le deuxième support de buse 7 par l'intermédiaire d'un deuxième embout 20. L'alimentation en air comporte notamment un moyen de soufflage qui permet de créer un flux d'air sortant au niveau de chacune de buses 15 et 16. Le flux d'air émis par chacune de ces buses 15 et 16 est donc envoyé contre un pourtour extérieur 21 d'une pièce à tester disposée entre ces deux buses.

Dans l'exemple présenté figure 2, la pièce à tester est disposée entre les deux buses 15 et 16. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif 1 comporte des moyens pour déplacer la pièce par rapport aux supports de buse. Par exemple, il comporte des plateaux rotatifs pour faire tourner la pièce en regard des buses.

Dans une variante, on peut imaginer que les deux buses 15 et 16 soient orientées dans des directions opposées. Les supports de buse ainsi que les buses sont alors insérées à l'intérieur d'un alésage de cette pièce.

Dans le cas présenté figure 2, pour mesurer un diamètre 22 de la pièce, on dispose environ ce diamètre 22 selon un axe 23 formé par un alignement des deux buses 15 et 16. Cet axe 23 est de préférence orthogonal aux chants 11 et 12. Les deux extrémités des buses 15 et 16, c'est à dire les chants 11 et 12, sont écartés d'une distance 24. La distance 24 permet de mesurer des diamètres dans une gamme de valeurs.

La pièce à tester est placée contre un support 25 du corps 3. Ce support 25 permet de maintenir en position contre ce support. D'autre part, étant donnée que la pièce à tester est de forme relativement connue, ce support 25 permet de prévoir environ l'emplacement de la largueur 22 à mesurer par rapport à l'axe 23. Le support 25 permet de régler la position d'une pièce à mesurer entre les deux buses 15 et 16. En effet, on peut régler la position de ce support 25 vis-à-vis de l'axe 23, en éloignant plus ou moins le support 25 de cet axe 23. Dans un mode de réalisation préféré, le support 25 est fixe.

Lorsqu'on désire mesurer une dimension de l'ordre de la largueur 22, on écarte les deux buses d'une distance 24 légèrement supérieure à cette dimension 22. Dans un mode de réalisation préféré, la distance 24 peut être

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comprise entre vingt-cinq millimètres et trente-sept millimètres.

Le déplacement respectif du premier support de buse 6 et du deuxième support de buse 7 est de préférence obtenu par un moteur rotatif 26. Ce moteur rotatif 26 est par exemple relié par l'intermédiaire d'un arbre rigide 27 au deuxième support de buse 7. Une rotation effectuée par l'intermédiaire de ce moteur 26 est alors réalisée autour de l'axe 14 qui devient ainsi axe de rotation. Une rotation de l'arbre 27 entraîne un déplacement longitudinal du deuxième support de buse 7 le long de cet axe 14.

Pour garantir un déplacement identique du premier support de buse 6, l'arbre 27 comporte un engrenage 28. Cet engrenage 28 coopère avec un deuxième engrenage 29. Le deuxième engrenage 29 est présenté sur un arbre court 30 se superpose au premier axe 13. Une rotation de l'arbre 27 entraîne donc une rotation identique de l'arbre court 30. Dans un mode de réalisation préféré, le pas de vis de ces engrenages 28 et 29 est de l'ordre de 0,5 millimètres par tour effectué par le moteur 26. Les engrenages 28 et 29 sont de préférence coniques. Des pas de vis des engrenages 28 et 29 sont à pas inverse, l'un étant orienté vers la droite, et l'autre étant orienté vers la gauche.

Dans un mode de réalisation préféré, ce dispositif de rotation comporte un réducteur qui empêche tout mouvement des engrenages 28 et 29 l'un vis-à-vis de l'autre en dehors des rotations engagées par le moteur 26. Ainsi, un tel dispositif garantit que lorsque les engrenages sont placés

dans une position donnée, le déplacement du support de buse 6 et respectivement du support de buse 7 selon les axes 13 et respectivement 14 est totalement empêché.

Par ailleurs, dans l'invention, les supports de buse 6 et 7 sont plaqués contre les chants respectivement 8 et 9 par l'intermédiaire de moyens élastiques. En effet, dans un mode de réalisation préféré, même si les supports de buse sont mobiles, tous les jeux sont rattrapés par la présence

de ces moyens élastiques. Dans l'exemple présenté figure 2, le premier support de buse 6 est retenu par un premier moyen élastique 31, et le deuxième support de buse 7 est retenu par un deuxième moyen élastique 32. Les moyens élastiques 31 et 32 sont par exemple des ressorts tendus.

Par exemple, le premier ressort 31 est tendu entre un premier point 33

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du support de buse 6 et un deuxième point 34 du corps 3. Le premier point 33 est de préférence situé dans une partie médiane du porte buse 6, cette partie médiane se définissant comme située au milieu d'un chant de ce support de buse 6 en appui contre le chant 8. Le premier ressort 31 est disposé dans un logement 36 du corps 3. En effet, en fonction de la translation du support de buse 6 le long de l'axe 13, le ressort 31 étant relié par le point 33 à ce support de buse 6, le ressort 31 est alors pivoté autour du deuxième point 34. La cavité 36 permet le déplacement du ressort 31 à l'intérieur du corps 3. Le ressort 31 y est protégé de l'extérieur. Il n'est pas directement accessible. Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième ressort 32 est retenu de manière symétrique entre le deuxième support de buse 7 et le corps 3.

Dans une variante, les deux supports de buse 6 et 7 sont retenus plaqués contre les chants 8 et respectivement 9 car ils coulissent dans des glissières présentés par chacun de ces chants respectivement.

Le corps 3 comporte de préférence un corps principal 37 et deux dispositifs distincts 38 et 39. Les deux dispositifs distincts 38 et 39 sont montés sur le corps principal 37. Dans ce mode de réalisation, le corps principal 37 a préférentiellement une forme triangulaire. Le support 25 est alors présenté par ce corps principal 37. Dans ce cas de figure, le moteur rotatif 26 ainsi que l'arbre 27 sont eux aussi disposés à l'intérieur du corps principal 37.

Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, le premier support de buse 6 est monté sur le corps 3 de telle sorte qu'il coulisse le long du premier

élément distinct 38. De même, le deuxième support de buse 7 est monté de telle sorte qu'il coulisse le long du deuxième élément distinct 39. Dans cet exemple, les deux éléments distincts 38 et 39 sont montés contre des chants du corps principal 37. Par exemple ils sont montés au moyen de vis telles que 40.

Les éléments distincts 38 et 39 sont de préférence réalisés en bronze, car le bronze présente un bon coefficient de frottement.

Pour limiter le déplacement des supports de buse le long des chants 8

et 9, le chant 8 et respectivement 9 comportent chacun un dispositif de fin de course, par exemple une butée de fin de course, 41 et respectivement 42. Les butées de fin de course 41 et respectivement 42 correspondent à des

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décrochements des chants 8 et respectivement 9. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, ces dispositifs de fin de course 41 et 42 comportent des détecteurs électromagnétiques de fin de course. Ce détecteur électromagnétique contrôle la rotation du moteur.

Avec un dispositif selon l'invention, la position des supports de buse, bien que mobiles, est cependant parfaitement maîtrisée. En effet, la présence des ressorts 31 et 32 garantit notamment le plaquage des supports de buse 6 et 7 contre des chants du corps 3. De plus, la présence d'un moteur rotatif pour assurer le déplacement du deuxième support de buse 7 selon l'axe 17 est d'une grande précision. Enfin les engrenages 28 et 29 utilisés pour assurer un déplacement conjoint des deux supports de buse 6 et 7 garantit un déplacement identique de ces deux supports de buse, selon leurs deux axes, de préférence orthogonaux.

Un procédé d'utilisation préféré d'un tel dispositif de mesure prévoit notamment un réglage préalable de l'appareil avant une utilisation pour tester un type de pièce donné. Ce réglage préalable prévoit d'une part d'ajuster la distance 24 entre les deux supports de buse 6 et 7, et d'étalonner ensuite l'élément de mesure pour cette position des supports de buse. On écarte les deux supports de buse au maximum, et on place un premier tampon T1 de "dimension maximale"entre les deux buses. Ensuite on rapproche les deux supports de buse 6 et 7 jusqu'à ce que les deux buses 15 et 16 permettent d'obtenir un offset de mesure, dit décalage de mesure, avec ce premier tampon Ti. Cet offset est considéré comme obtenu dès que les flux d'air à la sortie des buses sont corrects. Lorsque ces deux supports de buse sont ainsi placés, on les maintient dans cette position pour effectuer l'étalonnage et ensuite mesurer d'autres pièces.

On effectue une première mesure sur un deuxième tampon de référence T2. Ce deuxième tampon de référence T2 présente des cotes connues, dites"côtes minimales". On effectue une deuxième mesure avec un troisième tampon de référence T3. Ce troisième tampon de référence T3

présente des côtes connues, dites"côtes maximales". En fait, à partir des première et deuxième mesures, on établit une courbe de corrélation, pour cet écartement des buses, entre les valeurs d'offset fournies par les moyens

mobiles et des diamètres ainsi mesurés. En effet, pour le deuxième et le troisième tampon, on connaît par d'autres méthodes de mesure classiques la

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valeur du diamètre 22 mesuré par le dispositif 1. Cet étalonnage permet d'obtenir, à partir des résultats du deuxième et troisième tampon, deux points de cette courbe de corrélation.

Chacune des buses 15 et 16 est reliée respectivement à un moyen mobile. Les mesures effectuées par l'élément de mesure sont fonction du déplacement de chaque moyen mobile. Les moyens mobiles reliés aux buses sont par exemple des dispositifs piézo-électriques. Ces dispositif piézo-électriques sont eux-mêmes reliés à un appareil de traitement des mesures. L'appareil de traitement de mesure appartient au dispositif de mesure 1.

Une fois ce réglage préalable effectué, les deux supports de buse sont maintenus dans ce même écartement. On y dispose entre successivement chacune des pièces à mesurer. Les valeurs d'offset des moyens mobiles obtenues pour chacune de ces pièces sont analysées de manière

comparative. L'appareil de traitement de mesures compare ces valeurs à la courbe de corrélation précédemment déterminée, pour déduire le diamètre de chacune de ces pièces.

Lorsqu'on souhaite mesurer une dimension d'une pièce distincte, ou des dimensions nettement différentes, il est nécessaire de déplacer, soit en rapprochant, soit en écartant, les deux supports de buse 6 et 7. Dans ce cas, on effectue un nouveau réglage préalable à partir d'un autre jeu de trois tampons tels que Ti T2 et T3. Le nouveau jeu de tampons est caractéristique de l'écartement utilisé pour mesurer ce nouveau type de pièces. Après ce nouveau réglage préalable, on procède aux mesures des pièces à mesurer.

L'avantage conféré par l'invention est liée au fait que pour tester des pièces distinctes, on peut laisser le même élément de mesure en place sur le dispositif de mesure, quelque soit le type de pièces à tester.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1-Dispositif de mesure (1) dimensionnelle comportant un banc de mesure pour recevoir une pièce à mesurer, un élément de mesure, un appareil de traitement des mesures fournies par l'élément de mesure, l'élément de mesure comportant deux supports de buse (6,7) pour venir de part et d'autre de la pièce à mesurer, caractérisé en ce que les deux supports de buse sont mobiles, et en ce qu'un écartement (24) de ces deux supports de buse peut être ajusté à différentes distances.

2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de mesure comporte un moyen de soufflage, une buse (15) disposée dans un support de buse et alimentée (17) par le moyen de soufflage, et un moyen mobile.

3-Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les buses sont alimentées par des tubes souples (17,19) extérieurs aux supports de buse.

4-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'un deuxième support de buse (7) est relié à un moteur rotatif (26), et subit un déplacement longitudinal (14).

5-Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un premier support de buse (6) est déplacé d'une même distance par l'intermédiaire du deuxième support de buse.

6-Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte un engrenage conique (28,29) sur des tiges (27,30) reliées respectivement aux deux supports de buse.

7-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que des axes de déplacement (13,14) des deux supports de buse sont orthogonaux.

8-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que chaque support de buse est retenu par un ressort (31,32) en traction pour plaquer chacun de ces supports de buse contre des chants (8,9) des supports de buse.

9-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le banc de mesure comporte des dispositifs de fin de course (41, 42) pour limiter le déplacement des supports de buse.

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10-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déplacer la pièce par rapport aux supports de buse.