CH643356A5 - Tete de verification differentielle pour detecter des profils de pieces usinees. - Google Patents

Description

La présente invention a trait à und tête de vérification différentielle qui délivre un signal de différence entre deux doigts palpeurs de telle manière qu'un signal à variation lente dans le temps représentatif de la différence de déplacement des deux doigts palpeurs, fournit un signal de vérification de haute précision, que l'on peut vérifier visuellement de façon simple en utilisant un appareil de mesure racordé de manière à recevoir le signal de différence. On peut utiliser une version de la tête de vérification, qui est représentée sur les figures 1 -3, pour vérifier des engrenages externes ou internes, des cannelures et d'autres composants munis de dents uniformément espacées, pour lesquels il est possible de vérifier l'entre-dents ou espace interdentaire à l'aide de la tête de vérification conforme à la présente invention. Sur les figures 4 et 5 se trouve représentée une seconde version de la tête de vérification à l'aide de laquelle il est possible de vérifier la variation du pas d'un engrenage hélicoïdal en utilisant le même mécanisme de base, mais avec un dispositif différent de support et de maintien des doigts, comme cela sera décrit ultérieurement de façon plus détaillée.

On va considérer le fonctionnement de la forme de réalisation de la tête de vérification de l'entre-dents, conforme à l'invention, en se référant à la figure 1, sur laquelle deux dents voisines 10,12 d'une roue d'engrenage cylindrique ou à denture droite 14 sont contactées par les pointes sphériques 16,18 des doigts palpeurs 20,22. Ces derniers possèdent des parties coniques 24,26 s'étendant à partir des pointes sphériques de détection 16,18 et des écrous 28,30 sont ménagés d'un seul tenant au-dessus des parties coniques 24,26. Les écrous 28,30 sont utilisés pour le vissage des doigts palpeurs 20,22 dans des taraudages situés dans les supports 32,34 des doigts aux extrémités des bras de détection 46,48, ce qui est mieux représenté sur la figure 2 sur laquelle on voit que la partie filetée extérieure 37 du doigt palpeur 22 est vissée dans les taraudages internes 39 du support 34 du doigt.

Les supports 32,34 des doigts peuvent pivoter autour de boulons de fixation 36,38. Ces boulons 36,38 comportent une tête 40 comme représenté sur la figure 2, une partie filetée inférieure 42 qui est vissée dans les taraudages 44 ménagés dans le bras de détection 48, et une section élargie non filetée 49 située entre la tête 40 et la partie filetée 42 dans un passage 5 légèrement plus large, ce qui permet au support 34 du doigt de pivoter autour de cette section. Les deux supports 32,34 des doigts possèdent une construction similaire et sont munis de fentes 50,52 qui permettent un réglage des positions des supports 32,34 des doigts de manière que les pointes de détection 16,18 puissent être rapprochées ou écartées l'une de l'autre, conformément aux exigences requises de vérification. Les boulons de blocage 54,56 se composent d'une tête 58 et d'une section de diamètre accru 60, qui vient se serrer sur la surface supérieure 61 du support 34 du doigt lorsque la partie filetée inférieure 62 du boulon est vissée dans les filets du taraudage 63 ménagés dans le bras mobile de détection 48.

Les bras de détection 46,48 peuvent eux-mêmes pivoter autour de pivots 64,66 dont chacun comporte deux extrémités filetées comme par exemple les extrémités filetées 68, 70. Le pivot 66 s'étend à travers une ouverture 71 située dans un bossage 72 ménagé sur le bras de détection. Les écrous 73, 74 sont vissés sur les extrémités filetées 68,70, de manière à maintenir le pivot 66 en place dans le bossage 72. Les écrous 73,74 sont disposés dans des renfoncements 78,80 situés dans un étrier de support 82 qui est fixé au châssis principal 84 au moyen de vis de serrage 86.

Les extrémités des bras de détection 46,48, distantes des doigts palpeurs, comportent des surfaces coniques 88,90, et des supports 94,110 pour ressorts sont fixés aux bras de détection juste en arrière des surfaces coniques 88,90 de manière à former des points d'accrochage pour les extrémités de ressorts de rappel 96,100, comme cela est mieux visible sur la figure 3. Une extrémité en boucle 92 du ressort 96 est accrochée à un support 94, tandis que l'autre extrémité en boucle 97 du ressort 96 est accrochée à un support 98. Le ressort 100 est monté de manière similaire avec une extrémité en boucle 102 entourant le support 104 situé sur la console 106 qui est fixée au châssis 84 au moyen de vis de serrage 108, tandis que l'autre extrémité en boucle (non représentée) du ressort 100 est raccordée au support 110 qui s'étend au-dessous de la partie conique 88 du bras de détection 46. Les ressorts 96,100 rappellent les bras de détection 46,48 dans leurs positions initiales, lorsqu'ils ne contactent plus un engrenage. Cette position est définie par les butées limites 112,114 qui contactent les prolongements allongés 116,118 des bras de détection 46,48.

On obtient l'action de détection différentielle selon la présente invention en montant un dispositif d'actionnement 120 sur le bras de détection 48. Le dispositif d'actionnement 120 se compose d'une tête d'écrou 122 moulée d'un seul tenant et d'une partie taraudée 123 permettant au dispositif d'actionnement d'être bloqué par rapport au bras 48. Un téton 124 du dispositif d'actionnement s'étend à travers le bras 48 en direction du bras 46. Le bras 46 porte un détecteur 126 qui est de préférence un capteur formé par un transformateur linéaire différentiel de tension, qui possède une broche de commande 128 contactant le bouton 124. Le détecteur 126 est vissé dans le bras 46 au moyen de la partie taraudée 130. Les conducteurs 132, qui partent du détecteur 126, peuvent être lâches de manière à pouvoir se déplacer librement avec le détecteur.

Au cours du fonctionnement, lorsque les pointes sphériques 16,18 se déplacent sur le profil des dents 10 et 12, toute différence entre les deux dents est détectée par le détecteur s

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126, par suite du déplacement de la broche 128, étant donné que cette dernière coopère avec le téton 124. A son tour, le déplacement de la broche 128 déplace de façon interne, une pièce magnétique qui fournit le signal couplé entre lès enroulements d'un transformateur différentiel de tension de manière à fournir une indication de sortie différentielle. Cependant, étant donné que le seul déplacement, qui est détecté, est la différence de déplacement des pointes de détection 16,18, et non leur déplacement absolu, comme ce serait le cas avec une tête de vérification d'entre-dents utilisant un dispositif électronique pour obtenir une lecture différentielle, le signal de sortie possède une amplitude variant très lentement et peut être utilisé pour obtenir une mesure très précise. Un voltmètre peut être raccordé aux conducteurs de sortie 132 du détecteur 126 et cet appareil de mesure indiquera directement un signal à variation très lente dans le temps, qui peut être utilisé par un opérateur pour contrôler le fonctionnement de la tête de vérification.

Si on le désire, on peut également fixer un second détecteur 134 du type transformateur linéaire différentiel de tension, à la console 136 qui est fixée au châssis principal 84 à l'aide des vis de serrage 138. Le détecteur 134 présente une broche d'actionnement 137 qui vient au contact de la tête 122 du mécanisme 120. Les conducteurs de sortie 139 du détecteur peuvent être également raccordés pour la lecture ou l'enregistrement du signal produit par le détecteur 134.

A la place d'un transformateur différentiel de tension pour le détecteur 134, on peut utiliser à titre de variante un interrupteur de fin de course possédant la même configuration et qui sera actionné lorsque le bras sera revenu complètement dans sa position initiale. Bien qu'il soit préférable que les deux détecteurs 126 et 134 soient des détecteurs en forme de transformateurs différentiels de tension afin d'améliorer la précision et de fournir une mesure de redondance, l'autre version comportant l'interrupteur de fin de course fournira une tête de vérification différentielle perfectionnée qui produit un signal de différence à variation lente, indicatif de la surface de la pièce soumise à la vérification. Lorsqu'on utilise deux détecteurs en forme de transformateurs différentiels, il est naturellement nécessaire que la tête d'écrou 122 reste en contact avec la broche 137 du dispositif d'actionnement et que le téton 124 reste en contact avec la broche 128 du dispositif d'actionnement, et ce à tout moment pendant le fonctionnement. Cependant, lorsqu'un interrupteur de fin de course remplace le détecteur 134, il suffit que la tête d'écrou 122 contacte la broche 137 du commutateur 134 d'une manière suffisante pour le fermer, lorsque le bras de détection 48 est revenu dans sa position initiale pour indiquer au circuit de commande que le bras est revenu dans sa position de départ.

Lors du fonctionnement de la tête de vérification de l'entre-dents représentée sur la figure 1, cette tête est montée sur une machine de vérification d'engrenages de grande taille, dans laquelle l'engrenage est entraîné en rotation lente jusqu'à l'obtention d'une lecture minimum, après quoi un dispositif de rappel (non représenté) déplacera les têtes de vérification de l'entre-dents de manière que les deux doigts s'écartent radialement de la position de contact avec la dent de l'engrenage. Une minuterie envoie alors un signal à la tête de vérification pour qu'elle pénètre radialement dans l'entre-dents suivant de manière à obtenir l'indication suivante. Une fois que toutes les dents ont été vérifiées, un signal est déclenché en vue d'arrêter la tête dans la position rétractée. Afin de vérifier des profils voisins opposés, on peut simplement entraîner les engrenages en sens opposé.

La même tête de vérification différentielle de base que celle décrite en référence aux figures 1-3, peut être utilisée pour vérifier la variation du pas d'engrenages hélicoïdaux en utilisant les variantes représentées sur les figures 4-5. Dans la description de la forme de réalisation des figures 1-3, les doigts palpeurs 20,22 étaient vissés directement à l'intérieur de supports 32,34 des doigts. Dans la version représentée sur la figure 1, les doigts sont centrés par rapport aux supports des doigts et par conséquent sont vissés dans les trous 142,144 qui sont représentés sur la figure 5. Cependant, en plus des trous disposés en position centrale, les supports 32,34 des doigts des figures 1-3 sont munis chacun de deux trous taraudés supplémentaires, tels que les trous taraudés 146,148. Ainsi, il existe trois trous taraudés pour chaque support 32, 34 de doigts, de sorte que les doigts palpeurs 20,22 peuvent être vissés, soit dans le trou central, soit dans l'un des trous situés à gauche ou à droite du trou central pour la version des figures 1-3 ou pour celle des figures 4-6.

Dans la version de la tête de vérification représentée sur les figures 4-5, les doigts palpeurs 20,22 sont montés sur des consoles de support 150,152. Ces dernières sont fixées aux supports 32,34 des doigts à l'aide de vis respectives de blocage 154,156, la vis de blocage 154 étant vissée dans le trou taraudé situé dans le support de doigt 32 à gauche du trou central 144 et la vis de blocage 156 étant vissée dans le trou taraudé situé dans le support de doigt 34 à droite du trou central 142. Bien que les consoles de support 150,152 soient représentées comme étant fixées par rapport à ces trous particuliers, il n'est pas essentiel qu'elles soient ainsi disposées, étant donné qu'on peut utiliser n'importe quelle combinaison de trous taraudés, si on le désire, en fonction des exigences requises de vérification.

Les consoles de support 150, 152 comportent des fentes allongées 160,164 qui permettent un réglage des doigts 20,22 dans un plan vertical, si on le désire. Lorsque le doigt est réglé dans une position désirée, on le bloquera en position à l'aide des écrous 166 qui sont fixés sur les extrémités filetées 167 des doigts palpeurs. Les doigts palpeurs 20,22 peuvent par conséquent être disposés le long d'une ligne telle que la ligne formée de tirets 168, qui représente la ligne de contact des pointes de détection 16,18 lorsqu'elles sont en train de détecter la variation du pas d'un engrenage comportant une hélice dextrorsum. Si l'on doit détecter la variation du pas d'un engrenage comportant une hélice sinistrorsum, on remontera les doigts dans les consoles de manière que les pointes de détection 16,18 soient alignées suivant la ligne formée de tirets 170, qui passe par les cercles formés de tirets 171,173, qui représentent la position des pointes 16,18our cette mesure.

La position de réglage vertical des pointes 16,18, représentée sur la figure 4, correspond à une largeur de face maximum. Le réglage de la largeur de face minimum pour les fentes 160,164 est repéré par les cercles formés de tirets 172, 174 qui représentent l'emplacement des pointes 15,18 dans cette position. Afin de mesurer la largeur de la face minimum plus petite représentée par les cercles formés de tirets 172, 174, il est possible de visser les doigts 20,22 dans les trous taraudés 176,178.

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1. Tête de vérification différentielle pour détecter des profils de pièces usinées, caractérisée en ce qu'elle comporte un châssis, un premier et un second doigts palpeurs (20,22) qui contactent le profil de la pièce usinée (14), un premier et un second bras de détection (46,48) montés de façon à pouvoir pivoter, respectivement, autour d'un premier et d'un second pivots (64,66) qui supportent lesdits premier et second doigts palpeurs (20,22), un premier détecteur (126) fixé au premier bras (46) et possédant un dispositif mobile de manœuvre (120), ledit premier pivot (64) pour le premier bras de détection (46) étant situé en position intermédiaire entre le premier détecteur (126) et la pièce usinée (14) et le second pivot (66) étant situé en position intermédiaire entre le dispositif d'ac-tionnement (128) et la pièce usinée (14), le dispositif d'action-nement (128) étant fixé au second bras (48) de sorte que ce dispositif reste en contact avec le dispositif de manœuvre (120) lorsque les bras de détection (46,48) subissent un mouvement de pivotement en réponse au déplacement des doigts palpeurs (20,22) sur un profil de la pièce usinée (14), ce qui permet audit détecteur (126) de délivrer un signal de sortie représentatif du déplacement différentiel desdits doigts palpeurs, et des dispositifs élastiques de rappel (96,100) destinés à ramener les bras de détection (46,48) dans une position initiale lorsque lesdits doigts palpeurs (20,22) sont écartés du contact avec le profil de la pièce usinée (14).

2. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un second détecteur (134) de position linéaire, qui est fixe par rapport au châssis (84) et possède un second dispositif mobile de manœuvre (137) qui reste en contact avec ledit dispositif d'actionnement situé sur le second bras, au cours de la détection du profil de la pièce usinée.

3. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un commutateur qui est fixe par rapport au châssis et possède un second dispositif mobile de manœuvre qui est contacté par ledit dispositif d'actionnement en vue d'actionner le commutateur lorsque le second bras est ramené dans sa position initiale.

4. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier et un second dispositifs de support et de maintien destinés à supporter, respectivement, lesdits premier et second doigts palpeurs et dont le premier est monté de façon à pouvoir pivoter sur le premier bras de détection et dont le second est monté de façon à pouvoir pivoter sur le second bras de détection, un dispositif de blocage associé à chacun des dispositifs de maintien et de support pour le blocage individuel de chacun de ces dispositifs dans une position désirée en rotation de sorte que les doigts palpeurs sont situés, en étant espacés l'un de l'autre, sensiblement dans le même plan, ce qui permet aux doigts palpeurs d'être utilisés pour vérifier l'entre-dents ou l'espace interdentaire entre les dents d'un engrenage.

5. Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier et le second dispositifs de maintien et de support sont réalisés avec plusieurs ouvertures de support, qui sont aptes à recevoir une partie des doigts palpeurs de sorte que la distance séparant les doigts palpeurs peut être fixée indépendamment du réglage en rotation desdits dispositifs de maintien et de support par introduction sélective des doigts palpeurs dans les ouvertures de support.

6. Tête selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un second détecteur de position linéaire qui est fixe par rapport au châssis et possède un second dispositif mobile de manœuvre qui reste en contact avec le dispositif d'actionnement situé sur le second bras au cours de la détection du profil de la pièce usinée.

7. Tête selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier et un second dispositifs de maintien et de support destinés à supporter lesdits premier et second doigts palpeurs et dont le premier est monté de façon à pouvoir pivoter sur le premier bras de détection et dont le second est monté de façon à pouvoir pivoter sur le second bras de détection, un dispositif de blocage associé à chacun desdits dispositifs pour le blocage individuel de chacun des dispositifs de maintien et de support dans une position désirée en rotation, de sorte que les doigts palpeurs sont situés, en étant à une certaine distance l'un de l'autre, sensiblement dans le même plan, ce qui permet aux doigts palpeurs d'être utilisés pour la vérification de l'entre-dents ou espace interdentaire entre les dents d'un engrenage.

8. Tête selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un premier et un second dispositifs de support et de maintien des doigts, dont le premier est monté de façon à pouvoir pivoter sur le premier bras de détection et dont le second est monté de façon à pouvoir pivoter sur le second bras de détection, un dispositif de blocage associé à chacun desdits dispositifs de support et de maintien pour le blocage individuel de chacun desdits dispositifs dans une position désirée en rotation, une première et une seconde consoles de support allongées qui s'étendent suivant une direction perpendiculaire auxdits premier et second bras de détection, pour le support des doigts palpeurs situés à une certaine distance réciproque, le premier et le second doigts palpeurs étant fixés de façon réglable aux première et seconde consoles de support, de sorte que le réglage des positions des premier et second doigts palpeurs le long de leurs consoles de support allongées associées permet de positionner les doigts palpeurs sensiblement dans le même plan diagonal, ce qui permet d'utiliser les doigts palpeurs pour la vérification de la variation du pas d'engrenages hélicoïdaux.

9. Tête selon la revendication 8, caractérisée en ce que le premier et le second dispositifs de support et de maintien sont réalisés avec plusieurs ouvertures de support et que les première et seconde consoles de support comportent des dispositifs respectifs de blocage allongés dont chacun est logé dans l'une desdites ouvertures, de sorte que la distance réciproque existant entre les doigts palpeurs peut être fixée indépendamment du réglage en rotation desdits dispositifs de support et de maintien, par insertion sélective dudit dispositif de blocage dans les ouvertures de support.

10. Tête selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un second détecteur de position linéaire qui est fixe par rapport au châssis et possède un second dispositif mobile de manœuvre qui reste en contact avec le dispositif d'actionnement situé sur le second bras au cours de la détection du profil d'une pièce usinée.

11. Tête selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un commutateur qui est fixe par rapport au châssis et possède un second dispositif mobile de manœuvre qui est contacté par ledit dispositif d'actionnement pour actionner le commutateur lorsque le second bras est ramené dans sa position initiale.

On connaît des têtes électroniques différentielles de vérification, dans lesquelles dexu doigts palpeurs sont raccordés à une paire de bras de détection pivotants, dont chacun commande un organe séparé de détection analogique. Dans un tel système, les doigts palpeurs se déplacent à une vitesse relativement rapide lorsque l'engrenage tourne. A son tour, cela fournit à la sortie des deux détecteurs, deux signaux électriques à variation rapide qui sont ensuite transmis à un amplificateur différentiel de détection de manière à fournir un

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signal de différence. Cependant, étant donné que la variation des signaux électriques est très rapide, on ne peut les observer visuellement directement à des fins de vérification, et en outre, ces signaux à variation rapide requièrent un circuit relativement onéreux pour garantir la précision du système de détection. Selon la présente invention, une tête de vérification différentielle mécanique est conçue de telle manière que, bien que les doigts palpeurs se déplacent à une vitesse très élevée sur la surface de l'engrenage qui est soumis à l'essai, la différence de déplacement entre les deux doigts palpeurs fournit un signal que l'on peut vérifier visuellement à l'aide d'un voltmètre pour fournir à l'opérateur une indication sur le fait que la tête de vérification fonctionne correctement, et, en outre, le lent déplacement permet une lecture très précise moyennant un coût relativement faible.

Ci-après, on va décrire de façon détaillée la présente invention en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

la figure 1 est une vue en plan d'une version de la tête de vérification de l'entre-dents, conforme à la présente invention;

la figure 2 est une vue en élévation latérale de la tête de vérification de l'entre-dents conforme à la présente invention, dans laquelle les organes de butée des bras détecteurs ont été enlevés;

la figure 3 est une vue en bout de la tête de vérification de l'entre-dents de la figure 1;

la figure 4 est une vue d'une autre version d'une tête de vérification conforme à la présente invention, dans laquelle les deux doigts palpeurs peuvent détecter deux points sur la même face de l'engrenage;

la figure 5 est une vue en bout de la tête de vérification de la figure 4; et la figure 6 est une vue en plan de la tête de vérification de la figure 4.