FR3038378A1 - Dispositif de mesure pour mesurer le jeu d'une articulation a rotule et procede de mesure - Google Patents

Dispositif de mesure pour mesurer le jeu d'une articulation a rotule et procede de mesure Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de mesure (60) pour mesurer le jeu d'une articulation à rotule (30). Le dispositif de mesure (60) comporte un collier (65), un support (70), et un système magnétique de mesure (85) muni d'un organe de mesure (86) solidaire dudit collier (65) et d'un autre organe de mesure (86) solidaire dudit support (70). Un desdits organes de mesure (86) comprend une cible magnétique (87) et l'autre organe de mesure (86) comprend un capteur magnéto-inductif (88). Une unité de traitement (95) déportée par rapport au système magnétique de mesure (85) communique avec ledit capteur magnéto-inductif (88), ladite unité de traitement (95) exécutant des instructions pour déterminer une information relative audit jeu en fonction d'une mesure effectuée par ledit capteur magnéto-inductif (88).

Description

Dispositif de mesure pour mesurer le ieu d’une articulation à rotule et procédé de mesure
La présente invention concerne un dispositif de mesure pour mesurer le jeu d’une articulation à rotule, ainsi qu’un procédé de mesure mettant en œuvre ce dispositif de mesure.
Un système mécanique peut comporter au moins une articulation à rotule, dénommée plus simplement « rotule » par l’homme du métier. Une articulation à rotule permet d’articuler une première pièce mécanique à une deuxième pièce mécanique.
Une articulation à rotule comporte usuellement une bille centrale à portée sphérique. Cette bille est aussi parfois dénommée « bille sphérique » ou encore « rotule ». Toutefois, l’expression « bille sphérique » peut paraître abusive dans la mesure où la bille comporte parfois deux méplats à deux extrémités opposées. Ainsi, la bille est en fait une sphère tronquée au niveau de deux pôles.
La bille coopère en outre avec une broche apte à être reliée à la première pièce mécanique. Classiquement, la broche est alors portée par une chape de la première pièce mécanique. La broche peut comporter un boulon ayant des extrémités filetées coopérant avec des écrous. Cette broche peut traverser la bille ou être solidaire de la bille.
Par ailleurs, la bille est agencée dans une cuvette ménagée dans une cage extérieure solidaire de la deuxième pièce mécanique. La cage extérieure peut être une partie constitutive de la deuxième pièce mécanique.
En outre, l’articulation à rotule peut comporter un moyen de glissement favorisant le déplacement de la bille par rapport à la cage extérieure. Un tel moyen de glissement est parfois dénommé « liner » par l’homme du métier.
Par exemple, la cage extérieure est solidaire d’une sangle de maintien, le moyen de glissement étant agencé entre la sangle de maintien et la bille. Le moyen de glissement peut adhérer soit à la sangle de maintien soit à la bille.
Dans ce contexte, les degrés de liberté de la bille par rapport à la cage extérieure sont dans des conditions normales limités à trois degrés de liberté en rotation.
En particulier, un aéronef peut comporter de multiples organes reliés deux à deux par une articulation à rotule. Par exemple, des articulations à rotule peuvent être agencées dans une chaîne de transmission mécanique d’un mouvement. A titre illustratif, un rotor principal d’un hélicoptère comporte une pluralité de pales mobiles en rotation. Chaque pale est reliée à un ensemble de plateaux de commande tournants par une bielle de pas. Chaque bielle de pas est alors articulée à cet ensemble de plateaux tournants par une articulation à rotule. De plus, chaque bielle de pas est articulée à une pale ou à un manchon d’une pale par une autre articulation à rotule.
En outre, chaque pale peut être articulée à au moins un amortisseur dénommé parfois « amortisseur de traînée ». Ainsi, un amortisseur de traînée est articulé à une pale ou à un manchon d’une pale par une articulation à rotule, ainsi qu’à une autre pale ou à un moyeu par une autre articulation à rotule.
Le bon fonctionnement du rotor peut alors notamment dépendre du bon état des articulations à rotule.
Toutefois, le moyen de glissement d’une articulation à rotule se dégrade lors de son utilisation. Par exemple, le déplacement en rotation de la bille par rapport à la cage extérieure d’une articulation à rotule tend à éroder le moyen de glissement. L’épaisseur du moyen de glissement décroît alors.
Par suite, l’usure d’une articulation à rotule induit la création d’un jeu axial en translation et/ou d’un jeu radial en translation entre la bille et la cage extérieure. L’expression « jeu radial en translation » désigne par la suite un jeu permettant à la bille de se déplacer en translation dans un plan de la cage extérieure contenant deux axes de rotation de la bille. Le terme « radial » est utilisé en référence à un rayon d’un orifice de la cage extérieure dans lequel est agencée la bille. L’expression « jeu axial en translation » désigne un jeu permettant à la bille de se déplacer en translation selon un axe géométrique perpendiculaire audit plan de la cage extérieure contenant deux axes de rotation de la bille. Dès que le jeu axial en translation et/ou le jeu radial en translation atteint une valeur prédéterminée, l’articulation à rotule doit être remplacée.
Par suite, une opération de maintenance peut consister à vérifier si le jeu axial en translation et/ou le jeu radial en translation atteint cette valeur prédéterminée.
Une telle opération peut être longue et onéreuse, en particulier dans le cadre d’un rotor d’un aéronef.
En effet, un opérateur effectue une mesure sensitive pour évaluer si une articulation à rotule d’un système mécanique est susceptible de présenter un jeu indu. L’opérateur essaie alors de manœuvrer au moins une pièce mécanique pour déterminer la présence éventuelle d’un tel jeu.
Si l’opérateur estime qu’une articulation à rotule présente un jeu, cet opérateur démonte l’articulation à rotule du système mécanique. Par exemple, cet opérateur démonte la pièce mécanique solidaire de la cage extérieure de l’articulation à rotule. Dans le cadre d’un rotor d’hélicoptère, l’opérateur démonte une bielle de pas ou un amortisseur de traînée pour avoir accès à l’articulation à rotule suspectée d’être défaillante. L’opérateur dispose alors l’articulation à rotule sur une table et utilise un comparateur mécanique pour quantifier les jeux présents dans une articulation à rotule. Un tel comparateur mécanique peut comporter un palpeur appliqué contre la bille de l’articulation à rotule examinée.
En l’absence de toute contrainte exercée sur l’articulation à rotule, l’opérateur peut aisément déplacer la bille par rapport à la cage extérieure. Cette possibilité de déplacement permet de déterminer avec le comparateur mécanique si le jeu mesuré est acceptable au regard des critères d’acceptation définis par le constructeur.
Cette méthode est donc intéressante en permettant de mesurer précisément un jeu d’une articulation à rotule sur une table. Néanmoins, une limitation de cette méthode réside dans la subjectivité de la mesure sensitive faite par l’opérateur pour estimer si l’articulation à rotule doit être démontée. Par sécurité, un opérateur peut alors démonter une articulation à rotule en l’absence de jeu afin de la contrôler pour éviter un remplacement tardif.
En outre, cette méthode est relativement longue dans la mesure où chaque articulation à rotule doit être enlevée du système mécanique pour pouvoir être inspectée précisément.
Le document FR 2756916 décrit une bielle munie d’une articulation à rotule. Cette articulation à rotule présente une bille traversée par une broche qui est portée par une chape.
Ce document FR 2756916 décrit un outillage de mesure pour mesurer le jeu dénommé précédemment « jeu axial en translation » de l’articulation à rotule.
Cet outillage comporte deux armatures rigides emboîtées l’une dans l’autre. Une première armature comporte une première fourche en appui contre une première face d’une cage extérieure d une articulation à rotule, et un premier organe de poussée associé à un comparateur mécanique. Le premier organe de poussée exerce un effort sur la chape selon un premier sens. Réciproquement, la deuxième armature comporte une deuxième fourche en appui contre une deuxième face de la cage extérieure, et un deuxième organe de poussée qui exerce un effort sur la chape selon un deuxième sens opposé au premier sens.
La bille est alors agencée entre la première fourche et la deuxième fourche.
Pour mesurer un jeu axial en translation, le premier organe de poussée est sollicité pour pousser la chape jusqu’à la mise en appui de la bille contre la chape. Le comparateur mécanique est alors initialisé. Le deuxième organe de poussée est ensuite sollicité pour déplacer la cage extérieure et effectuer une mesure à l’aide du comparateur.
Le document US 8.957.672 décrit aussi un premier outillage de mesure pour mesurer le jeu dénommé précédemment « jeu axial en translation » d’une articulation à rotule.
Cet outillage comporte un premier organe à fixer sur une cage extérieure de l’articulation à rotule et un deuxième organe à fixer à une bille de l’articulation à rotule. Le deuxième organe est mécaniquement relié au premier organe. Un comparateur mécanique vise à déterminer le déplacement de la bille par rapport à la cage extérieure.
Le premier organe est aimanté à la cage extérieure.
Le deuxième organe comporte une poutre portant un coulisseau mobile. Le coulisseau est muni d’un aimant repoussant un aimant du premier organe pour induire un déplacement de la cage extérieure par rapport à la bille.
Ce document US 8.957.672 décrit en outre un deuxième outillage de mesure pour mesurer le jeu dénommé précédemment « jeu radial en translation » d’une articulation à rotule.
Cet outillage comporte un premier organe à fixer sur une bielle portant une articulation à rotule et un deuxième organe à fixer à une bille de l’articulation à rotule. Le premier organe est mécaniquement relié au deuxième organe. Un comparateur mécanique vise à déterminer le déplacement de la bille par rapport à la cage extérieure.
Le premier organe est fixé à la bielle.
Le deuxième organe comporte une poutre portant un coulisseau traversant la bille. La poutre est portée par le premier organe et comporte une saillie en appui contre un palpeur du comparateur mécanique.
La présente invention a alors pour objet de proposer un dispositif de mesure pour mesurer le jeu d’une articulation à rotule sans avoir à démonter cette articulation à rotule d’un système mécanique. L’invention vise donc un dispositif de mesure pour mesurer le jeu d’une articulation à rotule portée par une pièce mécanique, la pièce mécanique comprenant un corps allongé qui est prolongé par une cage extérieure de l’articulation à rotule, l’articulation à rotule comprenant une bille agencée dans la cage extérieure, la bille étant reliée à une broche, la broche traversant deux joues d’une chape distincte de la pièce mécanique, les joues étant agencées de part et d’autre de la bille selon une direction transversale.
La bille est en outre mobile en rotation selon trois axes de rotation perpendiculaires entre eux au sein de la cage extérieure.
Ce dispositif de mesure comporte : un collier à fixer sur le corps de la pièce mécanique portant l’articulation à rotule à tester, - un support à fixer sur la chape portant l’articulation à rotule à tester, le support étant indépendant mécaniquement du collier, - un système magnétique de mesure muni d’un organe de mesure solidaire dudit collier et d’un autre organe de mesure solidaire dudit support, un desdits organes de mesure dudit système magnétique comprenant une cible magnétique et l’autre organe de mesure de ce système magnétique comprenant un capteur magnéto-inductif agencé en regard de la cible magnétique, - une unité de traitement déportée par rapport au système magnétique, ladite unité de traitement communiquant avec ledit capteur magnéto-inductif, ladite unité de traitement exécutant des instructions pour déterminer une information relative audit jeu en fonction d’une mesure effectuée par ledit capteur magnéto-inductif. A titre illustratif, le collier peut donc être fixé sur le corps d’une bielle de pas ou d’un amortisseur de traînée par exemple. De plus, le support est fixé sur une chape articulée par l’articulation à rotule à cette bielle de pas ou à cet amortisseur de traînée.
Le dispositif de mesure ne nécessite donc pas de démonter totalement ou partiellement les pièces mécaniques reliées à l’articulation à rotule à tester.
En outre, le dispositif de mesure repose sur une mesure réalisée à l’aide d’un système magnétique. Ce système magnétique comporte un capteur magnéto-inductif permettant de quantifier une distance séparant le collier du support.
En effet, la cible magnétique génère un champ magnétique. Dès lors, le capteur magnéto-inductif est muni d’une bobine. Cette bobine génère une tension électrique qui varie en fonction du champ magnétique perçu. Par suite, le capteur magnéto-inductif émet un courant électrique présentant une tension électrique qui varie en fonction de la distance séparant ce capteur magnéto-inductif de la cible magnétique. Dès lors, la pièce mécanique et/ou la chape reliée à l’articulation à rotule sont sollicitées par un opérateur. Si l’articulation à rotule présente un jeu, le collier est déplacé par rapport au support.
La tension électrique du courant électrique émis par le capteur magnéto-inductif vers l’unité de traitement varie donc en fonction de la variation de la distance séparant le capteur magnéto-inductif de la cible magnétique. L’unité de traitement exécute alors des instructions pour déterminer une information relative audit jeu.
Par suite, l’unité de traitement peut mémoriser la valeur de la variation de la tension électrique du courant électrique émis par le capteur magnéto-inductif. En effet, cette variation de la tension électrique est représentative de la distance parcourue par le collier par rapport au support, et donc du jeu de l’articulation à rotule. L’unité de traitement peut éventuellement indiquer que le jeu est inacceptable à partir d’un seuil de tension électrique.
Eventuellement, l’unité de traitement peut convertir cette variation de tension électrique en une distance. La conversion peut être par exemple réalisée en appliquant une loi mémorisée fournissant ladite distance en fonction de la variation de la tension électrique, ou encore un tableau de valeur. L’unité de traitement peut éventuellement afficher la valeur de ce jeu, et/ou peut indiquer que le jeu est inacceptable à partir d’une distance seuil.
Ce dispositif de mesure ne nécessite donc ni le démontage de l’articulation à rotule ni une mesure sensitive préalable faite par un opérateur.
En outre, ce dispositif de mesure présente un système magnétique muni de deux organes de mesure distants l’un de l’autre et sans lien mécanique entre eux. En effet, le support et le collier portant respectivement les deux organes de mesure sont indépendants mécaniquement.
Par conséquent, le placement du support par rapport au collier ne doit pas nécessairement être réalisé de manière précise. Le support et le collier doivent cependant être positionnés l’un par rapport à l’autre de manière à positionner la cible magnétique dans la plage de fonctionnement du capteur magnéto-inductif.
Par suite, l’agencement du dispositif de mesure s’avère relativement aisé.
En outre, cet agencement peut permettre le fonctionnement du système mécanique. Dans le cadre d’une bielle de pas d’un rotor d’aéronef, des commandes de vol peuvent éventuellement être utilisées pour manoeuvrer la chape reliée à une articulation à rotule de la bielle de pas.
De plus, l’utilisation d’un système magnétique de mesure permet d’obtenir des résultats exploitables même sur une pièce mécanique qui tend à vibrer.
Par ailleurs, l’unité de traitement est déportée par rapport au système magnétique. Cette conception particulière peut permettre de maintenir le personnel à distance pendant certaines manipulations, et donc de maintenir le personnel en sécurité.
Ce dispositif de mesure peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent.
Ainsi, le système magnétique de mesure peut comporter une cible magnétique solidaire du collier et un capteur magnéto-inductif solidaire du support. De manière alternative, le système magnétique de mesure peut comporter une cible magnétique solidaire du support et un capteur magnéto-inductif solidaire du collier.
Par ailleurs, la cible magnétique est agencée dans le prolongement dudit capteur magnéto-inductif selon un axe de mesure, ledit axe de mesure étant par exemple perpendiculaire à un axe géométrique de symétrie axial dudit corps.
Cette configuration permet d’évaluer un jeu axial en translation de l’articulation à rotule.
De manière alternative, la cible magnétique est agencée dans le prolongement du capteur magnéto-inductif selon un axe de mesure, l’axe de mesure étant parallèle à un axe géométrique de symétrie axial dudit corps.
Cette configuration permet d’évaluer un jeu radial en translation de l’articulation à rotule, et en particulier selon l’axe de symétrie du corps.
Par ailleurs, une pièce mécanique comprenant éventuellement un corps s’étendant entre deux articulations à rotule, une seule articulation à rotule étant testée avec le dispositif de mesure, le dispositif de mesure comporte une cale indépendante mécaniquement du support et du collier, la cale bloquant selon au moins un degré de liberté en rotation l’articulation à rotule qui n’est pas testée transversalement entre deux branches portant une broche de l’articulation à rotule qui n’est pas testée.
Les termes « branche » et « joue » désignent des organes de même nature d’une chape. Toutefois, le terme « joue » est employé dans le cadre de l’articulation à rotule testée, et le terme « branche » est employé dans le cadre de l’armature qui n’est pas testée pour distinguer les divers organes décrits.
Cette cale vise à éviter une rotation de l’articulation à rotule qui n’est pas testée pour s’assurer qu’un mouvement éventuel du collier par rapport au support résulte de la présence d’un jeu dans l’articulation à rotule. En particulier, la cale permet d’éviter une rotation de la pièce mécanique autour de l’axe de symétrie du corps.
Cette cale a par exemple un socle en forme de U à insérer entre les deux branches portant l’articulation à rotule qui n’est pas testée.
Par ailleurs, le support peut comporter une armature et un moyen d’immobilisation pour immobiliser l’armature contre au moins une joue.
Le moyen d’immobilisation permet de solidariser le support à la chape.
Le moyen d’immobilisation peut comporter un moyen de vissage apte à plaquer l’armature contre une joue.
Selon une réalisation, une vis solidarise l’armature à une joue.
Selon une autre réalisation, l’armature comporte un siège ayant une section en forme de U et un couvercle fermant ladite forme de U, le moyen d’immobilisation solidarisant le couvercle à au siège pour que ladite armature enserre lesdites joues.
Le moyen d’immobilisation comporte par exemple au moins une vis permettant de visser le couvercle à la section en forme de U pour coincer les joues de la chape dans l’armature.
Par ailleurs, le collier peut comporter deux demi-colliers aptes à enserrer entre eux ledit corps, ledit collier comprenant un moyen de solidarisation pour fixer de manière réversible un demi-collier à l’autre demi-collier.
Un tel collier peut aisément être agencé sur le corps allongé d’une pièce mécanique.
Par ailleurs, l’unité de traitement peut comporter un moyen de signalisation pour signaler une information relative à ladite information et / ou une mémoire mémorisant ladite information.
Le moyen de signalisation peut comporter un écran, voire un moyen d’alerte visuel et/ou sonore.
Outre un dispositif de mesure, l’invention concerne un procédé pour mesurer le jeu d’une articulation à rotule portée par une pièce mécanique, la pièce mécanique comprenant un corps allongé qui est prolongé par une cage extérieure de l’articulation à rotule, cette articulation à rotule comprenant une bille agencée dans la cage extérieure, la bille étant reliée à une broche, la broche traversant deux joues d’une chape distincte de la pièce mécanique, lesdites joues étant agencées de part et d’autre de ladite bille selon une direction transversale,
Selon ce procédé : - on exerce un effort sur ladite chape, - on utilise un dispositif de mesure selon l’invention pour déterminer une information relative audit jeu en fonction d’une mesure effectuée par ledit capteur magnéto-inductif.
Eventuellement, après avoir exercé un effort sur la chape, on déplace manuellement ledit corps. Dès lors, ce procédé propose d’exercer un effort au moins sur la chape portant l’articulation à tester. Dans le cadre d’une bielle de pas d’un rotor de giravion, l’utilisation des commandes de vol est pleinement utile pour réaliser une mesure sans avoir à agir à la main sur une bielle de pas pour obtenir une mesure d’un jeu radial en translation, ce qui exige un effort conséquent.
Les commandes de vol sont donc utilisées pour déplacer la chape et pour réaliser la mesure requise.
Pour mesurer un jeu axial en translation sur une bielle de pas, un opérateur doit déplacer manuellement la bielle de pas. Néanmoins, la bille de l’articulation à rotule peut être coincée en raison des efforts exercés sur l’articulation à rotule.
La chape est déplacée pour décoincer la bille, puis la bielle de pas est manceuvrée à la main.
Selon une variante, le corps portant l’articulation à rotule à tester s’étendant entre deux articulations à rotule portées chacune par une chape, on exerce un effort sur les deux chapes avant d’utiliser le dispositif de mesure.
En effet, les efforts exercés par les chapes sur les deux articulations à rotule peuvent fausser les résultats de la mesure effectuée. Cette caractéristique vise ainsi à décharger les articulations à rotule avant de réaliser une mesure. L’invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, une vue d’un aéronef muni de bielles de pas ayant des articulations à rotule, - la figure 2, une vue d’un aéronef muni d’amortisseur de traînée ayant des articulations à rotule, - la figure 3, une vue d’une bielle de pas, - la figure 4, une vue explicitant l’usure d’une articulation à rotule, - les figures 5 et 6, des vues présentant un dispositif de mesure pour mesurer un jeu radial en translation, les figures 7 et 8, des vues présentant un dispositif de mesure pour mesurer un jeu axial en translation, - la figure 9, une vue d’une armature, et - la figure 10, une vue d’une cale.
Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d’une seule et même référence.
La figure 1 présente un système mécanique 1, et en particulier un système mécanique 1 d’un aéronef. Ce système mécanique est muni d’au moins une pièce mécanique 15 comprenant au moins une articulation à rotule 30.
Par exemple, ce système mécanique 1 est un rotor 1’. Ce rotor 1’ comporte un mât rotor 2 entraînant en rotation une pluralité de pales 3, par exemple via un moyeu 4.
Pour contrôler l’incidence des pales 3, le système mécanique 1 peut comporter un ensemble de plateaux de commande 5. Classiquement, un tel ensemble de plateaux de commande 5 comprend un plateau non tournant 6 immobilisé en rotation à une structure 8 par un compas inférieur 7. De plus, l’ensemble de plateaux de commande 5 comprend un plateau tournant 9 solidarisé en rotation au mât rotor 2 par un compas supérieur 10.
Chaque pale est alors reliée au plateau tournant 9 par une pièce mécanique 15 de type bielle de pas 16. Dès lors, la bielle de pas 16 présente un corps central 20 débouchant sur deux articulations à rotule 30. Une articulation à rotule 30 est portée par une chape 25 munie de deux joues 26 solidaire d’une pale ou d’un manchon de pale, et l’autre articulation à rotule 30 est portée par une chape 25 munie de deux joues 26 solidaire du plateau tournant 9.
En référence à la figure 2, un rotor peut aussi comprendre une pièce mécanique 15 de type amortisseur de traînée 17. Un amortisseur de traînée est muni d’un corps central 20 débouchant sur deux articulations à rotule 30. Une articulation à rotule 30 est portée par une chape 25 munie de deux joues 26 solidaires d’une pale ou d’un manchon de pale, et l’autre articulation à rotule 30 est portée par une chape 25 munie de deux joues 26 solidaires du moyeu 4 ou d’une pale adjacente ou d’un manchon d’une pale adjacente.
La figure 3 illustre une pièce mécanique 15 munie d’une articulation à rotule, et en particulier une bielle de pas.
La pièce mécanique est donc munie d’un corps central 20 qui est allongé le long d’un axe géométrique de symétrie axial AX2. Chaque articulation à rotule 30 comprend alors une cage extérieure 31 prolongeant le corps 20. Cette cage extérieure peut être une partie intégrante du corps 20 ou être fixée au corps 20.
En outre, chaque articulation à rotule 30 comprend une bille 35 à portée sphérique positionnée dans un orifice défini par la cage extérieure 31. Dans des conditions normales de fonctionnement, à savoir en l’absence de jeu, la bille 35 est alors mobile par rapport à la cage extérieure selon trois degrés de liberté en rotation autour de trois axes perpendiculaires entre eux.
De plus, la bille 35 est traversée ou solidarisée à une broche 50 pouvant être fixée aux joues 26 d’une chape 25. Les joues 26 sont alors disposées de part et d’autre de la bille selon une direction transversale 100.
Par ailleurs et en référence à la figure 4, une articulation à rotule peut comporter une sangle de maintien 32 et un moyen de glissement 33 interposé entre la bille 35 et la cage extérieure 31. Selon l’exemple de la figure 4, la sangle de maintien 32 est solidarisée à une paroi interne de la cage extérieure 31, et le moyen de glissement 33 est solidarisé à la sangle de maintien 32.
La figure 4 présente sur la représentation de gauche une articulation à rotule en bon état de fonctionnement. A l’inverse, la représentation de droite représente une articulation à rotule munie d’un moyen de glissement érodé. Dès lors, l’articulation à rotule présente un jeu 40 susceptible d’induire le remplacement de l’articulation à rotule. Ce jeu peut être un jeu radial en translation présent dans un plan 200, et/ou un jeu axial en translation selon une direction 300 orthogonal au plan 200. L’invention vise un dispositif de mesure pour mesurer un tel jeu 40.
En particulier, les figures 5 et 6 illustrent des dispositifs de mesure 60 selon l’invention pour mesurer un jeu radial en translation. Les figures 7 et 8 illustrent des dispositifs de mesure 60 pour mesurer un jeu axial en translation.
En référence à la figure 5 et indépendamment de la réalisation, le dispositif de mesure 60 comporte un collier 65.
Ce collier 65 est fixé de manière amovible au corps 20 de la pièce mécanique portant l’articulation à rotule 30 à tester.
Par exemple, le collier 65 est muni de deux demi-colliers 66, 67 enserrant entre eux le corps 20. Les deux demi-colliers 66, 67 sont fixés l’un à l’autre de manière amovible par un moyen de solidarisation 68.
Ce moyen de solidarisation 68 prend la forme de vis sur les figures 5, 7 et 8.
En référence à la figure 6, les deux demi-colliers 66, 67 peuvent être articulés l’un à l’autre pour former une mâchoire. Le moyen de solidarisation 68 peut alors prendre la forme d’un levier par exemple. Un tel levier est articulé à un demi-collier, et peut coopérer par interférence de forme avec l’autre demi-collier.
Par ailleurs et en référence à la figure 5, le dispositif de mesure 60 est muni d’un support 70. Ce support 70 est mécaniquement indépendant du collier 65.
Ce support 70 est fixé de manière amovible sur la chape 25 portant l’articulation à rotule devant faire l’objet d’une mesure de jeu. Une telle articulation à rotule est dénommée « articulation à rotule à tester ».
En particulier, le support 70 est muni d’une armature 71. De plus, le support 70 possède un moyen d’immobilisation 80 pour être solidarisé à la chape 25 durant la durée de la mesure.
Un tel moyen d’immobilisation 80 peut comporter un moyen de vissage apte à plaquer l’armature 71 contre au moins une joue 26.
Selon les réalisations des figures 5 et 6, le moyen d’immobilisation permet de visser l’armature à une joue.
Selon la réalisation de la figure 5, l’armature peut avoir une forme de U pour être plaquée contre trois côté d’une joue 26. Plus précisément, une joue peut posséder une face interne 262 dirigée vers une bille et une face externe 261 opposée à la face interne 262. En outre, la face interne 262 est reliée à la face externe 261 par une tranche supérieure 263 et une tranche inférieure 264. Dès lors, l’armature est plaquée contre la face externe 261, la tranche supérieure 263 et la tranche inférieure 264. L’armature peut posséder une ouverture apte à être traversée par la broche de l’articulation à rotule à tester.
Le moyen d’immobilisation 80 peut alors comporter un écrou 82 apte à être vissé à un boulon 81 solidaire de la joue. Par exemple, un boulon 81 s’étend à partir de la joue 26 et traverse un orifice de l’armature. L’écrou 82 est alors vissé sur le boulon 81.
Selon la réalisation de la figure 6, l’armature 71 peut comporter une première plaque 72 pliée qui est accolé contre une face externe 261 et une face supérieure 263 d’une joue. Cette première plaque 72 est alors vissée par un écrou à un boulon 81 saillant de la face externe.
De plus, l’armature 71 comporte une deuxième plaque 73 fixée à la première plaque 72 par un pion de fixation par exemple.
Selon les réalisations des figures 7 et 8, le moyen d’immobilisation permet d’immobiliser l’armature 71 contre les deux joues 26 de la chape 25.
En référence à la figure 7, cette armature 71 comporte une boîte fermée enserrant les joues 26. Ainsi, cette boîte est munie d’un siège 710 ayant une section en forme de U. Le siège peut être réalisé à partir de trois plaques formant ladite forme en U.
De plus, l’armature 71 est munie d’un couvercle 78 fermant la forme de U du siège. Dès lors, le moyen d’immobilisation 80 solidarise le couvercle 76 au siège 710 par des moyens de fixation réversible pour que la boîte de l’armature 71 soit coincée autour des joues 26. Par exemple, le moyen d’immobilisation comporte des vis 83.
La figure 9 illustre une telle armature 71. Le siège 710 comporte alors un fond 711. Deux parois latérales 712 parallèles entre elles s’étendent à partir du fond pour pouvoir être disposées de part et d’autre des joues d’une chape selon une direction transversale.
Chaque paroi latérale peut comporter une ouverture 713 apte à être traversée par une broche de l’articulation à tester.
Par ailleurs, le couvercle peut comporter au moins une paroi 761, 762 s’étendant d’une paroi latérale à l’autre. Par exemple, deux parois 761, 762 du couvercle peuvent être agencées de part et d’autre des joues d’une chape selon une direction en élévation.
En référence à la figure 5 et quelle que soit la réalisation du collier et du support, le dispositif de mesure 60 comporte de plus un système magnétique de mesure 85.
Ce système magnétique de mesure 85 possède un organe de mesure 86 solidaire du collier 65 et un autre organe de mesure 86 solidaire du support 70.
En particulier, un organe de mesure 86 comprend une cible magnétique 87. L’expression « cible magnétique » désigne un objet émettant un champ magnétique, tel qu’un aimant. L’autre organe de mesure 86 du système magnétique de mesure 85 comprend un capteur magnéto-inductif 88 agencé en regard de la cible magnétique 87. Le capteur magnéto-inductif génère un courant électrique présentant une tension électrique qui varie en fonction du champ magnétique perçu. Par conséquent, cette tension électrique varie en fonction de la distance séparant la cible magnétique 87 du capteur magnéto-inductif 88.
Selon les variantes schématisées sur les figures 5 à 6, la cible magnétique 87 est solidaire du support 70, alors que le capteur magnéto-inductif 88 est solidaire du collier 65 Néanmoins et en référence aux figures 7 et 8, la cible magnétique 87 peut être solidaire du collier 65, le capteur magnéto-inductif 88 étant solidaire du support 70.
Cependant selon une variante non représentée, la cible magnétique 87 est solidaire du support 70, alors que le capteur magnéto-inductif 88 est solidaire du collier 65.
Quelle que soit la variante et en référence à la figure 5, la cible magnétique 87 est agencée dans le prolongement du capteur magnéto-inductif 88 selon un axe de mesure AX1. L’expression « la cible magnétique 87 est agencée dans le prolongement du capteur magnéto-inductif 88 selon un axe de mesure AX1 » signifie que la cible magnétique est agencée en regard du capteur magnéto-inductif selon une direction passant par cet axe de mesure AX1.
Par ailleurs, le dispositif de mesure 60 inclut une unité de traitement 95.
Cette unité de traitement 95 est reliée au capteur magnéto-inductif par une liaison filaire ou non filaire. L’unité de traitement 95 est ainsi déportée par rapport au système magnétique de mesure 85.
En outre, l’unité de traitement 95 peut comprendre une unité de calcul 96. L’unité de calcul peut comprendre par exemple un processeur, un circuit intégré, un système programmable, un circuit logique, ces exemples ne limitant pas la portée donnée à l’expression « unité de calcul ».
De plus, l’unité de traitement 95 peut comporter une mémoire 97 apte à stocker des résultats de mesure.
Enfin, l’unité de traitement peut comporter un moyen de signalisation 98 pour signaler visuellement et/ou oralement des résultats de la mesure effectuée à un opérateur.
Ainsi, l’unité de traitement 95 exécute des instructions pour déterminer une information relative à un jeu d’une articulation à rotule en fonction de la mesure effectuée par le capteur magnéto-inductif 88.
En effet, le capteur magnéto-inductif génère un courant électrique dont la tension électrique dépend de la distance séparant la cible magnétique de ce capteur magnéto-inductif.
En présence d’un jeu dans l’articulation à rotule, le collier peut se déplacer par rapport au support. Dès lors, la cible magnétique se déplace par rapport au capteur magnéto-inductif.
Ce déplacement se traduit par une variation de l’information transmise par le capteur magnéto-inductif à l’unité de traitement. Dès lors, l’unité de traitement peut mémoriser cette information dans la mémoire 97 pour un traitement ultérieur. L’unité de traitement peut aussi comparer cette information à un seuil et en déduire la présence d’un jeu acceptable ou inacceptable. L’unité de traitement signale la présence d’un jeu acceptable ou inacceptable à un opérateur via le moyen de signalisation. Par exemple, le moyen de signalisation comporte une diode verte allumée si l’unité de traitement détecte la présence d’un jeu nul ou acceptable, et une diode rouge allumée en présence d’un jeu inacceptable. L’unité de traitement peut aussi convertir cette information en une distance en sollicitant l’unité de calcul. Par exemple, l’unité de calcul applique une loi fournissant la valeur du jeu d’une articulation à rotule en fonction d’une variation de la tension électrique du courant électrique généré par le capteur magnéto-inductif.
Les dispositifs de mesure schématisés sur les figures 5 et 6 sont plus particulièrement dédiés à la mesure d’un jeu radial en translation. Dès lors, la cible magnétique 87 est agencée dans le prolongement du capteur magnéto-inductif 88 selon un axe de mesure AX1 qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe géométrique de symétrie axial AX2 du corps 20. A cet effet, le collier peut comprendre un déport 69 orthogonal à l’axe de mesure visant à positionner la cible magnétique au regard du capteur magnéto-inductif.
Ce dispositif de mesure peut alors être utilisé en appliquant le procédé suivant.
Lorsque le dispositif de mesure est en place, un opérateur initialise l’unité de traitement. Une telle initialisation vise à mémoriser la tension électrique dite « tension électrique initiale » du courant électrique généré par le capteur magnéto-inductif.
Un opérateur exerce alors un effort sur la chape 25 reliée à l’articulation à rotule à tester.
Pour tester une bielle de pas, l’opérateur peut utiliser un bras de levier pour modifier le pas de la pale reliée à la bielle de pas pour décharger les articulations à rotule. De plus, l’opérateur déplace par exemple des commandes de vol pour mettre en mouvement le plateau tournant relié aux bielles de pas.
Pour tester un amortisseur de traînée, un opérateur peut utiliser une sangle pour mouvoir la pale reliée à l’articulation à rotule à tester.
Le mouvement de la chape reliée à l’articulation à rotule testée induit la création d’un effort sur la broche 50 de cette articulation à rotule. Cet effort tend à déplacer la bille 35 de cette articulation à rotule à tester selon la double flèche F1. Dès lors, en présence d’un jeu radial en translation, la bille se déplace par rapport à la cage extérieure tant que le jeu n’est pas comblé. Par suite, le support 70 relié à la chape 25 se déplace aussi par rapport au collier 65.
Ce déplacement du support 70 par rapport au collier induit un déplacement de la cible magnétique par rapport au capteur magnéto-inductif.
Par suite, le capteur magnéto-inductif génère un courant électrique présentant une tension électrique distincte de la tension électrique initiale.
Cette tension électrique est transmise à l’unité de traitement pour traitement.
En fonction de la variation de la tension électrique, l’unité de traitement peut en déduire la valeur du jeu de l’articulation à rotule.
Les dispositifs de mesure schématisés sur les figures 7 et 8 sont plus particulièrement dédiés à la mesure d’un jeu axial en translation. Dès lors, la cible magnétique 87 est agencée dans le prolongement du capteur magnéto-inductif 88 selon un axe de mesure AX1 qui est sensiblement parallèle à l’axe géométrique de symétrie axial AX2 du corps 20. A cet effet, le support peut comprendre un déport 76 s’étirant à partir de la boîte de l’armature 75. Ce déport 76 est orthogonal à l’axe de mesure pour positionner la cible magnétique au regard du capteur magnéto-inductif.
Par ailleurs, le dispositif de mesure peut comporter une cale 61 indépendante mécaniquement du support 70 et du collier 65. Cette cale est utilisée pour bloquer le cas échéant une articulation à rotule de la pièce mécanique qui n’est pas testée. Dès lors, la cale est insérée entre deux branches 27 portant une broche 50 de l’articulation à rotule qui n’est pas testée.
Par exemple et en référence à la figure 10, une telle cale 61 comporte un socle 62 en forme de U à insérer entre les deux branches 27 de part et d’autre du corps 20. Ce socle comporte alors un fond et deux branches latérales 621, 622. De plus, chaque branche latérale 621, 622 du socle peut comporter une fourchette 630.
Ce dispositif de mesure peut alors être utilisé en appliquant le procédé suivant.
Lorsque le dispositif de mesure est en place, un opérateur initialise l’unité de traitement. Une telle initialisation vise à mémoriser la tension électrique dite « tension électrique initial » du courant électrique généré par le capteur magnéto-inductif.
Un opérateur exerce alors un effort au moins sur la chape 25 reliée à l’articulation à rotule à tester. Cet effort vise à soulager l’articulation à rotule pour permettre le déplacement manuel de la cage extérieure par rapport à la bille.
Pour tester une bielle de pas, l’opérateur déplace par exemple des commandes de vol pour mettre en mouvement le plateau tournant relié aux bielles de pas. Pour tester un amortisseur de traînée, un opérateur peut utiliser une sangle pour mouvoir la pale reliée à l’articulation à rotule à tester.
Par suite, l’opérateur saisit la pièce mécanique pour la déplacer selon la double flèche F2, Dès lors, en présence d’un jeu axial en translation, la cage extérieure se déplace par rapport à la bille tant que le jeu n’est pas comblé.
Par suite, le collier 65 relié au corps 20 se déplace aussi par rapport au support 70.
Ce déplacement du collier par rapport au support 70 induit un déplacement de la cible magnétique par rapport au capteur magnéto-inductif.
Par suite, le capteur magnéto-inductif génère un courant électrique présentant une tension électrique distincte de la tension électrique initiale.
Cette tension électrique est transmise à l’unité de traitement pour traitement.
En fonction de la variation de la tension électrique, l’unité de traitement peut en déduire la valeur du jeu de l’articulation à rotule.
Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu’il n’est pas concevable d’identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de mesure (60) pour mesurer le jeu d’une articulation à rotule (30) portée par une pièce mécanique (15), ladite pièce mécanique (15) comprenant un corps (20) qui est allongé et prolongé par une cage extérieure (31) de ladite articulation à rotule (30), ladite articulation à rotule (30) comprenant une bille (35) agencée dans ladite cage extérieure (31), ladite bille (35) étant reliée à une broche (50), ladite broche (50) traversant deux joues (26) d’une chape (25) distincte de la pièce mécanique (15), lesdites joues (26) étant agencées de part et d’autre de ladite bille (35) selon une direction transversale (100), caractérisé en ce que ledit dispositif de mesure (60) comporte : - un collier (65) à fixer sur ledit corps (20), - un support (70) à fixer sur ladite chape (25), ledit support (70) étant indépendant mécaniquement dudit collier (65), - un système magnétique de mesure (85) muni d’un organe de mesure (86) solidaire dudit collier (65) et d’un autre organe de mesure (86) solidaire dudit support (70), un desdits organes de mesure (86) dudit système magnétique de mesure (85) comprenant une cible magnétique (87) et l’autre organe de mesure (86) de ce système magnétique de mesure (85) comprenant un capteur magnéto-inductif (88) agencé en regard de la cible magnétique (87), - une unité de traitement (95) déportée par rapport au système magnétique de mesure (85), ladite unité de traitement (95) communiquant avec ledit capteur magnéto-inductif (88), ladite unité de traitement (95) exécutant des instructions pour déterminer une information relative audit jeu en fonction d’une mesure effectuée par ledit capteur magnéto-inductif (88).
  2. 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - la cible magnétique (87) est solidaire dudit collier (65) et le capteur magnéto-inductif (88) solidaire du support (70), ou - la cible magnétique (87) est solidaire dudit support (70) et le capteur magnéto-inductif (88) solidaire du collier (65).
  3. 3. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ladite cible magnétique (87) est agencée dans le prolongement dudit capteur magnéto-inductif (88) selon un axe de mesure (AX1 ), ledit axe de mesure (AX1 ) étant perpendiculaire à un axe géométrique de symétrie axial (AX2) dudit corps (20).
  4. 4. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la cible magnétique (87) est agencée dans le prolongement dudit capteur magnéto-inductif (88) selon un axe de mesure (AX1 ), ledit axe de mesure (AX1 ) étant parallèle à un axe géométrique de symétrie axial (AX2) dudit corps (20).
  5. 5. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce mécanique (15) comprenant un corps (20) s’étendant entre deux articulations à rotule (30), une seule articulation à rotule étant testée avec ledit dispositif de mesure (60), ledit dispositif de mesure (60) comporte une cale (61) indépendante mécaniquement dudit support (70) et dudit collier (65), ladite cale (61) bloquant selon au moins un degré de liberté en rotation l’articulation à rotule qui n’est pas testée entre deux branches (27) portant une broche (50) de l’articulation à rotule qui n’est pas testée.
  6. 6. Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite cale (61) a un socle (62) en forme de U à insérer entre lesdites deux branches (27).
  7. 7. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit support (70) comporte une armature (71) et un moyen d’immobilisation (80) pour immobiliser ladite armature (71) contre au moins une joue (26).
  8. 8. Dispositif de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen d’immobilisation (80) comporte un moyen de vissage (81, 82, 83) apte à plaquer ladite armature (71) contre une joue (26).
  9. 9. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que ladite armature (71) comporte un siège (710) ayant une section en forme de U et un couvercle (76) fermant ladite forme de U, ledit moyen d’immobilisation (80) solidarisant ledit couvercle (76) au siège (75) pour que ladite armature (71) enserre lesdites joues (26).
  10. 10. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit collier (65) comporte deux demi-colliers (66, 67) aptes à enserrer entre eux ledit corps (20), ledit collier (65) comprenant un moyen de solidarisation (68) pour fixer de manière réversible un demi-collier à l’autre demi-collier.
  11. 11. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite unité de traitement (95) comporte un moyen de signalisation (98) pour signaler une information relative à ladite information et / ou une mémoire (97) mémorisant ladite information.
  12. 12. Procédé pour mesurer le jeu d’une articulation à rotule (30) portée par une pièce mécanique (15), ladite pièce mécanique (15) comprenant un corps (20) allongé qui est prolongé par une cage extérieure (31) de ladite articulation à rotule (30), ladite articulation à rotule (30) comprenant une bille (35) agencée dans ladite cage extérieure (31), ladite bille (35) étant reliée à une broche (50), ladite broche (50) traversant deux joues (26) d’une chape (25) distincte de la pièce mécanique (15), lesdites joues (26) étant agencées de part et d’autre de ladite bille (35) selon une direction transversale (100), caractérisé en ce que : - on exerce un effort sur ladite chape (25), - on utilise un dispositif de mesure (60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 pour déterminer une information relative audit jeu en fonction d’une mesure effectuée par ledit capteur magnéto-inductif (88).
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit corps s’étendant entre deux articulations à rotule portées chacune par une chape, on exerce un effort sur les deux chapes avant d’utiliser le dispositif de mesure.
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