FR2788594A1 - Dipositif pour controler la valeur du rayon externe d'une roue, notamment d'une roue d'engrenage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne les dispositifs permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne circulaire 1 comportant une paroi latérale externe 3, deux faces opposées 4, 5 et une percée 6. Le dispositif selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comporte une embase 10 avec une surface de référence 11, un plateau 12 avec une surface 13 complémentaire de la surface 11, le plateau 12 étant monté en rotation de façon que la surface 13 soit en regard de la surface 11, des moyens d'injection 16 d'un fluide entre les deux surfaces 11 et 13, un arbre 17 d'un diamètre inférieur au diamètre de la percée 6, des moyens d'injection 18 d'un fluide entre la percée 6 et l'arbre, un capteur de palpage 21 solidaire de l'embase 10 de façon que sa tête de palpage 22 puisse coopérer avec la paroi 3 de la couronne 1. Application, notamment, au contrôle de roues dentées d'engrenage.

Description

La présente invention concerne les dispositifs permettant de contrôler la

valeur du rayon de la paroi latérale externe d'une couronne de forme générale circulaire sensiblement centrée sur un premier axe, cette couronne comprenant en outre deux première et seconde faces opposées, et une percée cylindrique de révolution centrée sur le premier axe et d'un diamètre d'une valeur déterminée, dispositifs qui trouvent une application particulièrement avantageuse pour le contrôle de la valeur du rayon en tout point de la paroi latérale externe d'éléments comme des disques, des roues dentées d'engrenage, etc., par exemple pour la réalisation des boîtes de vitesse

des véhicules automobiles.

Il est déjà connu des dispositifs permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne de forme générale circulaire comprenant une percée centrale. Ces dispositifs comportent un plateau tournant sur une embase au moyen par exemple de roulements à aiguilles ou analogues, et un mandrin du type expansible qui est introduit dans la percée centrale pour maintenir la couronne. Le dispositif comporte en outre un palpeur du type palmer ou analogue fixé par rapport à l'embase et dont la tête de palpage vient au contact de la paroi latérale externe de la couronne. En faisant tourner la couronne par rapport au palpeur, il est alors possible de contrôler la valeur du rayon en tout point de la paroi latérale externe de la couronne et donc la

variation de ces valeurs.

Ces dispositifs selon l'art antérieur peuvent donner des résultats intéressants mais présentent des limites quant à la précision de ces résultats, notamment par le fait qu'il est impossible que l'axe de la couronne soit

parfaitement confondu avec l'axe de rotation du mandrin.

Ils ne permettent donc pas d'effectuer des mesures avec la précision demandée actuellement, notamment par les fabricants de roues dentées destinées, par exemple, à la réalisation de boîtes de vitesse à hautes performances. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un dispositif permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne de forme générale circulaire sensiblement centrée sur un premier axe, la couronne comportant une paroi latérale externe, deux première et seconde faces opposées, et une percée cylindrique de révolution centrée sur le premier axe et d'un diamètre d'une valeur déterminée, avec une précision nettement plus grande que celle obtenue avec les dispositifs de contrôle connus de l'art antérieur. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne de forme générale circulaire sensiblement centrée sur un premier axe, ladite couronne comportant une paroi latérale externe, deux première et seconde faces opposées, et une percée cylindrique de révolution centrée sur ledit premier axe et d'un diamètre d'une valeur déterminée, caractérisé par le fait qu'il comporte: - une embase comprenant une surface plane de référence, - un plateau comprenant une surface plane complémentaire de la surface de référence, - des moyens pour monter le plateau en rotation autour d'un second axe de facon que la surface complémentaire soit en regard de la surface de référence, - des premiers moyens pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence et complémentaire, - un arbre de rotation centré sur le second axe, cedit arbre de rotation ayant un diamètre d'une valeur inférieure à la valeur du diamètre de la percée de la couronne, l'arbre de rotation et le plateau étant agencés par rapport à l'embase de façon que, lorsque l'arbre de rotation est enfiché dans la percée de la couronne, l'une des deux faces de la couronne repose sur le plateau, - des deuxièmes moyens pour injecter un fluide sous pression entre la paroi de ladite percée et la paroi latérale dudit arbre de rotation, - un capteur à tête de palpage apte à délivrer un signal représentatif du déplacement de la tête de palpage, et - des moyens pour monter ledit capteur en association avec ladite embase de facon que la tête de palpage soit apte à coopérer avec la paroi

latérale de ladite couronne.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention

apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins

annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne de forme générale circulaire, la figure 1 en représentant une vue en coupe schématique référencée I-I sur la figure 2, et la figure 2 en représentant une vue de dessus, et La figure 3 représente une vue en coupe schématique d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention permettant de contrôler la

valeur du rayon externe d'une couronne de forme générale circulaire.

La Demanderesse tient à préciser que ces figures ne représentent que deux exemples de mode de réalisation de l'objet selon l'invention, et qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette

invention, notamment celle donnée dans la première revendication.

Elle précise en outre que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction

donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments.

Elle précise aussi que, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et

que si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention

doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces

éléments.

Il est en outre souligné que, bien que les figures 1 à 3 représentent deux modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne de forme générale

circulaire, dans le but de faciliter la compréhension de la présente description

et de la simplifier, les mêmes références y désignent les mêmes éléments

quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent.

La présente invention concerne un dispositif permettant d c contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne 1 de forme générale circulaire sensiblement centrée sur un premier axe 2, cette couronne comportant une paroi latérale externe 3, deux faces opposées 4, 5, et une percée cylindrique de révolution 6 centrée sur le premier axe 2 et d'un diamètre d'une valeur déterminée. Cette couronne peut présenter différentes formes, par exemple celle d'une galette, d'un disque ou d'une roue, en sachant qu'elle peut même comporter, sur sa paroi latérale externe 3, des dentures pour constituer

une roue d'engrenage ou analogue.

D'une façon générale, ce dispositif comporte une embase 10 comprenant une surface plane de référence 11, un plateau 12 comprenant une surface plane complémentaire 13 de la surface de référence, des moyens 1 4 pour monter le plateau 12 en rotation autour d'un second axe 15 et le positionner de façon que la surface complémentaire 13 soit en regard de la surface de référence 11, des premiers moyens 16 pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence 11 et complémentaire 13, un arbre de rotation 17 centré sur le second axe 15, cet arbre de rotation ayant un diamètre d'une valeur inférieure à la valeur du diamètre de la percée 6 de la couronne 1, l'arbre de rotation 17 et le plateau 12 étant agencés par rapport à l'embase 10 de façon que, lorsque l'arbre de rotation est enfiché dans la percée de la couronne, l'une 4 des deux faces 4, 5 de la couronne repose sur le plateau 12, en l'occurrence la face 4 sur les figures annexées, et des deuxièmes moyens 18 pour injecter un fluide sous pression entre la paroi 19 de la percée 6 et la

paroi latérale 20 de l'arbre de rotation 17.

Ce dispositif comporte en outre un capteur 21 à tête de palpage 22 apte à délivrer un signal représentatif du déplacement de la tête de palpage, et des moyens 23 pour monter ce capteur 21 en association avec l'embase 10 de façon que la tête de palpage 22 soit apte à coopérer avec la paroi latérale

externe 3 de la couronne 1.

En accord avec cette définition du dispositif selon l'invention, les figures 1 et 2 d'une part, et 3 d'autre part, en représentent deux modes de

réalisation avantageux.

Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation du dispositif, dans lequel l'arbre de rotation 17 est solidaire de l'embase 10, le

plateau 12 étant monté en rotation autour de cet arbre de rotation.

Dans ce cas, les premiers moyens 16 mentionnés ci-dessus pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence 11 et complémentaire 13 comportent une première rainure circulaire 30 réalisée dans l'embase 10 et centrée sur le second axe 15 et une première pluralité d'orifices 31 réalisés entre cette rainure circulaire et la surface de référence 11, ces orifices 31 étant avantageusement répartis autour du second axe 15 et à

égale distance de celui-ci.

Ces moyens 16 comportent en outre un premier conduit 32

traversant l'embase 10 pour déboucher dans la première rainure 30.

Dans cette réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, les deuxièmes moyens 18 pour injecter un fluide sous pression entre la paroi 19 de la percée 6 et la paroi latérale 20 de l'arbre de rotation 17 comportent un deuxième conduit 33 traversant l'embase 10 en étant sensiblement centré sur le second axe 15 et une deuxième pluralité d'orifices 34 reliant le deuxième conduit 33 à la paroi latérale 20 de l'arbre 17, ces orifices 34 débouchant dans l'espace délimité entre

3 5 ces deux parois 19 et 20.

Ces deux conduits 32 et 33 sont aptes à être reliés à une source de fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé ou analogue. Cette source de fluide sous pression n'a pas été représentée dans l'unique souci de

simplifier les dessins.

Le mode de réalisation décrit ci-dessus et illustré sur les figures 1 et 2 fonctionne et s'utilise de la façon suivante: Lorsque l'on veut contrôler la valeur du rayon en différents points de la paroi latérale externe d'une roue 1, par exemple dentée comme celle qui est illustrée, on place cette roue sur le plateau 12, avec sa percée 6 autour de l'arbre de rotation 17. On alimente ensuite les deux conduits 31 et 33 en fluide sous pression, par exemple en air comprimé, de façon que la roue soit sustentée par rapport à la surface de référence 11, via le plateau 12, par le coussin gazeux créé entre les deux surfaces 11 et 13, mais aussi automatiquement centrée autour de l'arbre de rotation 17 par la gaine gazeuse cylindrique de

révolution créée entre les deux surfaces 19 de la percée 6 et 20 de l'arbre 17.

Les coussin et gaine de gaz permettent de compenser les éventuels défauts de réalisation de l'arbre de rotation, par exemple quant à sa cylindricité et sa concentricité. La tête de palpage 22 du capteur 21 est alors amenée au contact de la

paroi latérale 3 de la roue et la mesure donnée par ce capteur est enregistrée.

La roue est ensuite pivotée, de façon continue ou pas-à-pas, par tout moyen notamment par les moyens 50 décrits ci-après, et les valeurs de rayon

successives mesurées sont enregistrées.

Ces valeurs peuvent être comparées, soit entre elles soit à des valeurs de référence, notamment pour définir la cylindricité et la concentricité de

cette roue.

Il est bien évident que, dans le cadre de la présente description, il

n'est pas possible de préciser les valeurs de pression de fluide utilisées pour obtenir la sustentation de la roue et son centrage, car elles dépendent de nombreux paramètres, notamment du poids de la roue, de ses dimensions, de la viscosité du fluide utilisé. Cependant, ces pressions seront facilement déterminées et adaptées, notamment expérimentalement, par les hommes du

métier aptes à mettre en oeuvre le dispositif selon l'invention.

La figure 3 représente un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, trouvant une application particulièrement avantageuse dans le cas notamment o la couronne 1 comporte, dans sa percée 6, par exemple au moins une encoche 7 apte à recevoir une clavette de fixation ou

analogue 8.

Dans ce cas, l'arbre de rotation 17 n'est pas solidaire de l'embase 10 mais du plateau 12. Le dispositif comporte alors en outre un contreplateau 35 et une entretoise 36 de forme générale sensiblement cylindrique de révolution reliant le plateau 12 et le contre-plateau 35, l'ensemble comportant le plateau 12, le contre-plateau 35 et l'entretoise 36 formant sensiblement une bobine délimitant une gorge circulaire 37 d'une largeur donnée. L'embase 10 comporte alors une partie 38 sensiblement complémentaire de la gorge circulaire 37 et d'une largeur inférieure à la largeur de cette gorge, cette partie d'embase 38 délimitant une traversée 39 d'un diamètre supérieur au diamètre de l'entretoise 36, l'ensemble formant la bobine étant monté en coopération avec l'embase 10 de facon que la partie d'embase 38 plonge dans la

gorge circulaire 37.

Dans le cas de cette réalisation, les premiers moyens 16 pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence 11 e t complémentaire 13 comportent une seconde rainure circulaire 40 réalisée dans l'embase 10 et centrée sur le deuxième axe 15, une troisième pluralité d'orifices 41 reliant cette seconde rainure circulaire 40 respectivement aux trois espaces définis ci-après, pour former un coussin gazeux de sustentation d'une forme sensiblement en "H" de révolution. Ces trois espaces sont respectivement, pour le premier celui qui est défini entre la surface de référence 11 et la surface complémentaire 13, pour le deuxième celui qui est défini entre la paroi latérale 42 de la traversée 39 et la surface 47 de l'entretoise 36, et pour le troisième celui qui est défini entre la surface 43 de la partie d'embase 38 et la surface 48 appartenant au contre-plateau 35 située en regard de cette surface 43. Ces moyens 16 comportent en outre un troisième conduit d'alimentation en gaz 44 traversant l'embase 10 pour déboucher dans

la seconde rainure 40.

Les deuxièmes moyens 18 pour injecter un fluide sous pression entre la paroi 19 de la percée 6 et la paroi latérale 20 de l'arbre de rotation 17 comportent un quatrième conduit 45 sensiblement centré sur le second axe 15 et traversant le contre-plateau 35, l'entretoise 36, le plateau 12 et l'arbre de rotation 17, et une quatrième pluralité d'orifices 46 reliant le quatrième conduit 45 à la surface latérale 20 de l'arbre 17, ces orifices 46 débouchant dans

l'espace délimité entre les parois 19 et 20.

Dans une réalisation possible, la sortie du quatrième conduit 45 peut être guidée, comme illustré sur la figure 3, par un joint souple 49 qui permet à ce quatrième conduit, qui est dans ce second mode de réalisation solidaire de l'ensemble "contre-plateau, entretoise, plateau et arbre de rotation", de pivoter autour de l'axe 15 par rapport à l'embase 10 sans influer sur la position de cet ensemble. Ces deux conduits 44 et 45 sont aptes à être reliés à une source de fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé ou analogue. Cette source de fluide sous pression n'a pas été représentée dans l'unique souci de

simplifier les dessins.

Le mode de réalisation décrit ci-dessus et illustré sur la figure 3

fonctionne dans son ensemble comme celui décrit en regard des figures 1 et 2.

Il est cependant précisé que, dans ce mode de réalisation, la roue est directement clavetée sur l'arbre de rotation 17 qui va pivoter en même temps que la roue. Le coussin de fluide sous pression, par exemple d'air comprimé, se

présente sensiblement sous la forme d'un "H" de révolution comme défini ci-

avant et la roue est toujours centrée sur l'axe 15 grâce à la gaine d'air créée entre la paroi 19 de la percée 6 et la paroi 20 de l'arbre 17, au moyen de la

quatrième pluralité d'orifices 46.

Pour pouvoir contrôler le rayon externe de la couronne sur tout son pourtour, il est nécessaire de faire tourner la couronne de façon que la tête de palpage 22 du capteur parcoure toute la surface latérale externe 3 de la couronne. Dans une réalisation qui permet d'automatiser le contrôle de la valeur du rayon en tout point de la paroi latérale externe d'une couronne, il est très avantageux que le dispositif selon l'invention comporte en outre des

moyens 50 pour commander la rotation de la couronne autour du second axe 15.

Un mode réalisation de ces moyens 50 a été illustré sur la figure 2

qui est une vue de dessus du premier mode de réalisation du dispositif décrit ci-

avant. Mais il est bien évident que l'homme du métier saura transposer cette réalisation des moyens 50 au second mode de réalisation du dispositif selon la

figure 3.

L'exemple de réalisation des moyens 50 est donné dans le cas d'une roue dentée. Dans ce cas, ces moyens 50 comportent par exemple une came 51

comprenant une denture 52 complémentaire de celle de la roue 1 à contrôler.

Le pied de cette came est montée sur l'embase, par exemple au moyen de deux glissières de déplacement 53, 54 à angle droit, illustrées schématiquement par

les deux paires de flèches 55 et 56.

Ces glissières 53 et 54 sont commandées en translation, par exemple par des vérins ou analogues qui n'ont pas été représentés car ils ne posent

aucun problème de réalisation et de mise en oeuvre par un homme du métier.

En commandant ces vérins de façon connue en elle-même, il est possible de faire subir à la came 51 un mouvement suivant un chemin en forme de rectangle comme illustré en traits interrompus sur la figure 2, de façon que, sur une partie de ce chemin, la denture 52 vienne coopérer avec la

$ denture de la roue 1, commne illustré sur la figure 2.

Il est ainsi possible de faire tourner la roue pas-à-pas, comme le fait

un échappement d'horloge.

Le mode de réalisation des moyens 50 décrit ci-dessus n'est donné qu'à titre d'exemple. D'autres modes de réalisation sont possibles en fonction

notamment de la forme et de la nature de la surface latérale 3 de la couronne 1.

Avec des dispositifs tels que décrits ci-dessus, la Demanderesse a augmenté considérablement la précision de la mesure des rayons d'une roue d'engrenage, par rapport à la précision qu'elle obtenait avec les dispositifs antérieurs. Elle a par exemple atteint une précision nettement inférieure au centième de millimètre, alors que, avec les dispositifs du même type selon l'art antérieur, la précision obtenue n'était pas inférieure à cinq centièmes de millimètre.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1- Dispositif permettant de contrôler la valeur du rayon externe d'une couronne (1) de forme générale circulaire sensiblement centrée sur un premier axe (2), ladite couronne comportant une paroi latérale externe (3), deux faces opposées (4, 5), et une percée cylindrique de révolution (6) centrée sur ledit premier axe (2) et d'un diamètre d'une valeur déterminée, caractérisé par le fait qu'il comporte: - une embase (10) comprenant une surface plane de référence (11), - un plateau (12) comprenant une surface plane complémentaire (13) de la surface de référence, - des moyens (14) pour monter le plateau (12) en rotation autour d'un second axe (15) et le positionner de façon que la surface complémentaire (13) soit en regard de la surface de référence (11), - des premiers moyens (16) pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence (11) et complémentaire (13), - un arbre de rotation (17) centré sur le second axe (15), cedit arbre de rotation ayant un diamètre d'une valeur inférieure à la valeur du diamètre de la percée (6) de la couronne (1), l'arbre de rotation (17) et le plateau (12) étant agencés par rapport à l'embase (10) de façon que, lorsque l'arbre de rotation est enfiché dans la percée de la couronne, l'une (4) des deux faces (4, 5) de la couronne repose sur le plateau (12), - des deuxièmes moyens (18) pour injecter un fluide sous pression entre la paroi (19) de ladite percée (6) et la paroi latérale (20) dudit arbre de rotation (17), - un capteur (21) à tête de palpage (22) apte à délivrer un signal représentatif du déplacement de la tête de palpage, et - des moyens (23) pour monter ledit capteur (21) en association avec ladite embase (10) de façon que la tête de palpage (22) soit apte à coopérer avec

la paroi latérale externe (3) de ladite couronne (1).

2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre de rotation (17) est solidaire de l'embase (10), ledit plateau (12) étant

monté en rotation autour dudit arbre de rotation (17) (Fig. 1, 2).

3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les premiers moyens (16) pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence (11) et complémentaire (13) comportent une première rainure circulaire (30) réalisée dans l'embase (10) et centrée sur le second axe (15), une première pluralité d'orifices (31) réalisés entre cette rainure circulaire et la surface de référence (11), et un premier conduit (32) traversant l'embase (10) pour déboucher dans la première rainure (30), et que les deuxièmes moyens (18) pour injecter un fluide sous pression entre la paroi (19) de ladite percée (6) et la paroi latérale (20) dudit arbre de rotation (17) comportent un deuxième conduit (33) traversant l'embase (10) en étant sensiblement centré sur le second axe (15) et une deuxième pluralité d'orifices

(34) reliant ledit deuxième conduit (33) à la paroi latérale (20) dudit arbre (17).

4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que

l'arbre de rotation (17) est solidaire dudit plateau (12) (Fig. 3).

5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un contre-plateau (35), une entretoise (36) de forme générale sensiblement cylindrique de révolution reliant le plateau (12) et le contre-plateau (35), l'ensemble comportant le plateau (12), le contre-plateau (35) et l'entretoise (36) formant sensiblement une bobine délimitant une gorge circulaire (37) d'une largeur donnée, ladite embase (10) comportant une partie (38) sensiblement complémentaire de ladite gorge circulaire (37), cette partie d'embase (38) délimitant une traversée (39) d'un diamètre supérieur au diamètre de l'entretoise (36), la largeur de cette partie d'embase (38) étant inférieure à la largeur de ladite gorge circulaire (37), l'ensemble formant la bobine étant monté en coopération avec l'embase (10) de façon que ladite

partie d'embase (38) plonge dans ladite gorge circulaire (37).

6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les premiers moyens (16) pour injecter un fluide sous pression entre les deux surfaces de référence (11) et complémentaire (13) comportent une seconde rainure circulaire (40) réalisée dans l'embase (10) et centrée sur le deuxième axe (15), une troisième pluralité d'orifices (41) réalisés entre cette seconde rainure circulaire (40) et respectivement la surface de référence (11), la paroi latérale (42) de la traversée (39) délimitée par la partie d'embase (38) et la surface (43) de cette partie d'embase (38) en regard du contre-plateau (35), et un troisième conduit (44) traversant l'embase (10) pour déboucher dans la seconde rainure (40), et que les deuxièmes moyens (18) pour injecter un fluide sous pression entre la paroi (19) de ladite percée (6) et la paroi latérale (20) dudit arbre de rotation (17) comportent un quatrième conduit (45) sensiblement centré sur le second axe (15) et traversant le contre-plateau (35), l'entretoise (36), le plateau (12) et l'arbre de rotation (17), et une quatrième pluralité d'orifices (46) reliant ledit quatrième conduit (45) à la surface

latérale (20) dudit arbre (17).

7- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le

fait qu'il comporte des moyens (50) pour commander la rotation de ladite

couronne (1) autour dudit second axe (15).