FR2497950A1 - Dispositif destine a mesurer la precontrainte des vis - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF UTILISE LES ULTRASONS AVEC MESURE DE L'ECHO. UN PALPEUR DE CONTROLE 3 EST LOGE DANS LA CHAPE DE VIS 2. UN DISPOSITIF 7 EST PREVU POUR TRANSMETTRE LES IMPULSIONS ULTRASONORES D'UN EMETTEUR 5 AU PALPEUR ET POUR RETOURNER LES IMPULSIONS DU PALPEUR 3 A UN ORDINATEUR 6. LE DISPOSITIF 7 TRAVAILLE SANS CONTACT, SELON LE PRINCIPE INDUCTIF. ON PEUT SE PASSER D'UN RACCORDEMENT PAR CABLES. LE DISPOSITIF EST UTILISABLE POUR LES GRANDES SERIES, EN PARTICULIER POUR LES VIS DE CULASSES, OU EN PLUS D'UNE PRECISION ELEVEE IL FAUT UNE PRODUCTION QUI S'ECOULE REGULIEREMENT, CE QUI NE SERAIT PAS POSSIBLE AVEC UNE LIAISON PAR CABLE ENTRE LA CHAPE 2 ET L'ORDINATEUR 6.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif destiné

à mesurer la orécontrainte des vis par apolication du nro-

cédé ultrasons-impulsion-écho, ou une sonde d'essai est ins-

tallée directement dans une chape de vis et montée sur une tête de vis avec une faible fente d'accouplement, le palpeur de contrôle étant accouplé électriquement à un appareil à

ultrasons et à un ordinateur.

La demande de brevet allemand publiée n0 28 53 988

décrit un prodédé pour la mesure indirecte de la précontrain-

te des vis, en utilisant une impulsion ultrasonore pour

mesurer la longueur de la vis avant et après le serrage.

Partant -de la différence des longueurs, on détermine la force de précontrainte à l'aide d'un ordinateur. Afin de trouver l'unité de calcul nécessaire à ce sujet, on précontraint

une vis de même type dans une rmachine d'essai et on déter-

mine la différence des longueurs de la vis par rapport à la force exercée. Pour serrer la vis, le palpeur de contrôle

est installé dans une chape de vis et transmet les impul-

sions ultrasonores, reflétées par le bout de la vis, par

l'intermédiaire d'une ligne à un appareil ultrasonore com-

biné à un ordinateur. Par l'installation du palpeur de con-

trôle dans la chape de vis, on a bien créé un dispositif

pour mettre en oeuvre le procédé mentionné au début, dispo-

sitif à l'aide duquel la précontrainte peut être mesurée de façon continue lors du processus de serrage sans déposer

le palpeur de contrôle. Mais ce dispositif n'est pas appro-

prié à réaliser la précontrainte des vis dans la fabrication

en série. Il n'est applicable que pour le processus e'e ser-

rage manuel des vis.

A l'encontre de cela, la présente invention a pour

but de développer un dispositif destiné à mesurer la précon-

trainte des vis, qui est apte à serrer les vis dans la fa-

brication en série avec une faible déviation de la valeur de consigne de la précontrainte des vis, sans avoir à subir

l'influence gênante d'un raccordement par câbles.

Ce résultat est obtenu Dar le fait aue l'accou-

plement du palpeur de contrôle à l'appareil ultrasonore et à l'ordinateur s'effectue sans contact par l'intermédiaire

d'un dispositif entourant la chape de vis de façon concen-

trique et que la chape de vis est accouplée à une kbroche

d'entraînement, de façon positive en rotation, par l'extré-

mité opposCe à la tête de vis.

L'accouolement sans contact permet la transmis- sion d'impulsions ultrasonores de l'annareil à ultrasons dans le fût de la vis et le retour des impulsions réfléchies vers l'appareil) ultrasons et vers l'ordinateur sans que les sianaux soient faussés par des résistances variables de contact comme par exemple, des baques de contact, et sans que soit nécessaire un raccordement par câbles, oui ne peut

mas être utilisé pour la fabrication en série.

Selon une configuration complémentaire avanta-

geuse de l'invention, le dispositif se compose d'une bobine de rotor et d'une bobine de stator, oui entourent la chape de vis en constituant un anneau en forme de O et de façon concentrique tout en laissant une fente d'air, et la bobine de rotor est raccordée à la chape de vis, de façon rigide sur le plan mécanique et au palpeur de contrôle de façon rigide sur le plan électrique, et la bobine de stator est

logée sur la chape de vis de façon orientable par l'inter-

rédiaire d'un palier, mais non déplaçable dans le sens axial, et la bobine de stator est accouplée électriauement

l'appareil à ultrasons et à l'ordinateur par l'inLerr.C-

diaire d'une ligne.

La transmission des impulsions par induction

permet d'éviter les imprecisions de mesure, gui sont iné-

vitablemert causées par des résistances variables des ba-

gues de contact. Le disnositif de mesure peut être utilisé sans restrictions parce que la transmission par induction rend superflu un câble comme raccordement fixe. Lors de la fabrication automaticue, la chape de vis peut être montée sans restrictions sur les vis et reste là jusau'à ce que

l'opération de vissage soit terminée en atteignant la pré-

contrainte souhaitée. Cela présente aussi l'avantage que l'accouplement du palpeur de contrôle à la tête de vis reste toujours le même et ne subit aucun changement par le fait que la chape de vis doit être montée pour la mesure

et démontée ultérieurement.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif se compose d'une électrode de rotor et d'une

électrode de stator, qui entourent la chape de vis en cons-

tituant un anneau en forme de O et de façon concentrique tout en laissant une fente d'air, et l'électrode de rotor est raccordée à la chape de vis de façon rigide sur le plan mécanique, mais isolée sur le plan électrique, l'électrode

de rotor étant en liaison électrique avec le palpeur de con-

trôle, et l'électrode de stator est logée sur la chape de vis de façon orientable, mais non déplaçable dans le sens

axial, et l'électrode de stator est accouplée électrique-

ment à l'appareil à ultrasons et à l'ordinateur par l'in-

termédiaire d'une ligne.

En utilisant l'accouplement capacitif ainsi que

l'accouplement par induction, on peut se passer d'un rac-

cordement par câbles non-détachable et gênant. L'utilisa-

tion sans restrictions pour la fabrication en série est

donc atteinte.

Selon une autre-caractéristique de l'invention,

une bague d'écartement est disposée entre le palpeur de con-

trôle et la tête de vis et cette bague d'écartement, par un alésage, est maintenuecentralement par rapport à la

sonde d'essai.

La pose d'une bague d'écartement circulaire entre le palpeur de contrôle et la tête de vis permet de maintenir constante la fente entre ces deux éléments et, par conséquent, aussi l'accouplement. Ceci est valable aussi bien pour l'accouplement d'un émetteur d'ultrasons piézo-électrique à l'aide d'un fluide d'accouplement que pour l'utilisation de palpeurs de contrôle accouplés selon

le principe électrodynamique par une fente d'air.

D'autres caractéristiques de l'invention apparai-

tront au cours de la description qui va suivre donnée à

titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. ap;e 01 Doleqs ai auT oq el Q 2 iTnpuoo el aud quessed ua S suoselln Q ITaardde,I ap Tqaed sas-Tpsueil Iuos sozoaoseagln suo sIndaT sal ' I sTA aunp a5t.os np siol aqTp 4uaualdold ainsau vl auaaouoD Tnb aD us Sú xnap sal aajua aqueusuoo; uau -aldnoDoep aquaj aun,p u aTquTe al ainssu Tnb anfieq 't STA ap agog eI la E aTQgtuoD ap anad-ed al a.aua agoeld;sa aTelInuue ET quauaqteDgZ,p anoev aun 'sasTDgad uaaualdnoov,p sxnaleA sap aTuaqqo inod 'aanaTagdns flS aptxa uos avd ZI 0L quauwealua,p aqDooq aun V uoei4o. ua quaaIDATTsod agTla WsD TDo-aIIa 'z sTA ap au2qs 21 ap quauauUequa,I aaansse anoa '11 aaTled un suep aguou qsa 6 ao;oa ap auTqoq el V;loCcdea aed aque4suoo aTe. p aqua; al aTua;uTew ap uç;e nub auTqoq'wTep aquao aun IussWe ua;nol anbrzauaouoa SZ aaQTuru? ap juuano;UDal 01 aot e s ap auTqoq aunp la anb 43uaDuoD la axTj aa Qu'eu ap z STA ap adeqo UT ans aqquouz 6 zo0o0 ap auTqoq aun.p asodWoD as 'TionpuT adToDuTd al uoIas;uelTveAeaz 'L jT; sodsTp aq 'uope$oIdxa ianod 9 Inal -euTpao,l Q la S suoseimn g Ieaedde,T V a amnpuoo er aed OZ luessed ua ú al;uoa ap inadIed np aTaed V jouuoo sues uoTssTIusuva eT;uatxd Tnb a gTlonpuT adToDuTld ail uoias 9aTU1;v Tnb; TITsodsTp 'g9 inalruTpao un V ú alaQCuoo Dp znadIed np sag;iglaa saaouosalRln suoTslnduwT sal aauano -ai inod ga ú algauoo ap inadIed ne S suosezuin Q iTaed Sl -de un,p saaouosealin suoTslnduw sal agz;awsuea.nod nAgrd isv L.TlTsodsTp un *V liossai un, p aaTeTp)ultaqutu, I ed 01elauao la apquesuol aa1Tuew ap I SSA ap aqgq VI aaquoo as -saxd a uo UO5e; ap z sçA op adeqD 1T suep quaewaqDoTp 9I -leTsuT sa I algîauoo ap axnadied aq 'I spA ap aqeg aun ans 01 a-aou z syZ ap adPy{l aun aruasgadai 1 ainb1fl e7 uauodldnoD,t îaTj;gp anod quauaeDp anLeq aun DAẻ IT9Pp ua Tsso,p apuos e-[ ' aanbTj i)tede3:uowaull3nO:oDe Da i6a4uT 0ID2UoD:3p anadied k siA ap adeqo aun 'I zannT STA ap a-j el ns auoui 'uoTionpuT led uualaIdnoDoe qo gpabauT OiV[auoo op Jiriad[ed 2 sri ap odeqij aun I aan6Jj : uaIuoa SUTssop s5o t, OS6Z6tZ celle-ci, en traversant la fente d'air, par induction A la

bobine de rotor 9 et au palpeur de contrôle 3, relié rigi-

dement à celle-ci. Après avoir parcouru la vis 14, les im-

pulsions ultrasonores sont réfléchies è son extrémité libre, reviennent à l'appareil à ultrasons 5 en empruntant le même

chemin et, de 1l, sont amenées à l'ordinateur 6 o s'effec-

tue l'exploitation et o sont déterminées l'allongement de

la vis 14 et, 1 nartir de celui-ci, sa précontrainte.

En alternative à l'accouplement par induction,

représenté sur la figure 1, on peut utiliser selon la fi-

gure 2 un accouplement capacitif comme dispositif 7 sans contact. Il faut simplement remplacer les bobines de rotor et de stator 9, 10 par des électrodes de rotor et de stator 9a, 10a. Dans le cas d'un accouplement capacitif, il faut prendre les précautions nécessaires à l'aide d'un isolement spécial, pour éviter une connexion conductrice des électrodes

de rotor et de stator 9a, lOa, par le palier 11.

La figure 3 est une représentation détaillée du palier de contrôle 3 avec la tête de vis 1 et une fente

d'accouplement 15 définie. Dans cet exemple, la fente d'ac-

couplement 15 n'est pas réglée par la bague d'écartement 13 mais par la lame 16 extérieure du carter 17 enveloppant le palpeur de contrôle 3. Le palpeur de contrôle 3 comprend

un émetteur piézo-électrique ou une sonde électrodynamique.

RE7VE!;DICTIONIS:

1.- Dispositif destiné r nesurer la prCcontrainte des vis selon le procédé ultrason /impulsicn/écho, o une sonde d'essai est installée directerent dans une chape le vis prévue nour être montée sur une tête de vis avec une faible fente e'accouplerent, le nalpeur de contrôle étant accounlé electricuerent un an"areil à ultrasons et à un ordinateur, caractérisé par le fait que l'accouplerert du palpeur de controle (3) 1 l'appareil ultrasons (5) et 2 l'ordinateur (6) s'effectue sans contact par l'intermédiaire d'un dispositif (7) entourant la chape de vis (2) de façon concentrique et que la chape de vis (2) est accouplée de façon positive en rotation à une broche d'entraînement (12)

par l'extrémité opposée à la tête de vis.

2.- Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé par le fait qu'il comporte une bobine de rotor et une bobine de stator (9,10) qui entourent la chape de vis en constituant un anneau en forme de O et de façon concentrique tout en laissant une fente d'air, et que la bobine de rotor (9) est raccordée à la chape de vis (2) de façon rigide sur le plan mécanique et au palpeur de contrôle (3) de façon rigide sur le plan électriaue, et aue la bobine de stator (10) est loaée sur la chape de vis (2) de façon orientable par l'inter-mrédiaire d'un palier (11), mais non déplaçable dans le sens axial, ainsi que par le fait que la bobine de stator (10) est accouplée électriquement à l'appareil à ultrasons (5) et à l'ordinateur (6) par l'intermédiaire

d'une conduite (8).

3.- Dispositif selon une des revendications 1 ou

2, caractérisé par le fait qcrue le dispositif (7) se compose d'une électrode de rotor et d'une électrode cde stator (9a, a) qui entourent la chape de vis (2) en constituant un

anneau en forme de O et de façon concentrique tout en lais-

sant une fente d'air, et que l'électrode de rotor (9a) est raccordée à la chape de vis (2) de façon rigide sur le plan mécanique, rais isolée sur le plan électrique, l'électrode de rotor (9a) étant en liaison électrique avec le palpeur de contrôle (3) et eue l'électrode de stator (10a) est logée

sur la chape de vis (2) de façon orientable, mais non dépla-

çable dans le sens axial, ainsi que par le fait que l'élec-

trode de stator (10a) est accouplée électriquement à l'ap-

pareil à ultrasons (5) et à l'ordinateur (6) par l'intermé-

diaire d'une conduite (8).

4.- Dispositif selon une des revendications 1 A

3, caractérisé par le fait qu'il comporte une bague d'écar-

tement (13) entre le palpeur de contrôle (3) et la tête de vis (1) et que cette bague d'écartement (13), par un alésage (18), est maintenue centralement par rapport à la sonde

d'essai.

5.- Dispositif selon une des revendications 1 à

3, caractérisé par le fait que le carter (17) du palpeur de contrôle (3) est exécuté en forme de lame (16) vers la tête de vis (1) afin de maintenir une fente d'accouplement

(15).