FR3109995A1 - Device and method for measuring a spring - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif (1) de caractérisation d’un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal, s’étendant selon un axe (X), comportant un premier organe de fixation (3) destiné à être fixé à une première zone dudit ressort, un second organe de fixation (4) destiné à être fixé à une seconde zone dudit ressort, des moyens (10, 20) de mise sous contrainte dudit ressort aptes à déplacer en translation selon ledit axe (X, Y) le premier organe de fixation (3) par rapport au second organe de fixation (4), entre une position de repos et au moins une position de mise sous contrainte du ressort, des moyens (21, 22) de mesure de l’effort appliqué par le ressort selon ledit axe (, YX) entre les premier et second organes de fixation (3, 4) , en position de mise sous contrainte, et des moyens (11, 13, 24) de mesure du déplacement, selon ledit axe (X, Y), du second organe de fixation (4) par rapport au premier organe de fixation (3). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1The invention relates to a device (1) for characterizing a spring, for example a helical spring, extending along an axis (X), comprising a first fixing member (3) intended to be fixed to a first zone of said spring, a second fixing member (4) intended to be fixed to a second zone of said spring, means (10, 20) for stressing said spring capable of moving in translation along said axis (X, Y) the first member (3) with respect to the second fixing member (4), between a rest position and at least one position in which the spring is stressed, means (21, 22) for measuring the force applied by the spring along said axis (, YX) between the first and second fixing members (3, 4), in the stressing position, and means (11, 13, 24) for measuring the displacement, along said axis (X, Y ), of the second fixing member (4) with respect to the first fixing member (3). Figure to be published with abstract: Figure 1
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
L’invention concerne un dispositif de caractérisation d’un ressort hélicoïdal ainsi qu’un procédé correspondant.The invention relates to a device for characterizing a helical spring as well as a corresponding method.
Etat de la technique antérieureState of the prior art
Lors d’opérations de maintenance, il peut être utile de vérifier l’état d’un ressort, c’est-à-dire vérifier si ce ressort rempli ou non les spécifications souhaitées et, si le ressort est défaillant, procéder à son remplacement éventuel.During maintenance operations, it may be useful to check the condition of a spring, i.e. to check whether or not this spring fulfills the desired specifications and, if the spring is faulty, replace it. possible.
Une telle caractérisation du ressort en maintenance permet par exemple de vérifier l’état de corrosion d’un ressort et l’influence d’une éventuelle corrosion sur les caractéristiques intrinsèques du ressort.Such characterization of the spring during maintenance makes it possible, for example, to check the state of corrosion of a spring and the influence of any corrosion on the intrinsic characteristics of the spring.
A l’heure actuelle, les ressorts sont inspectés visuellement par un opérateur de maintenance et, en cas de doute sur l’état du ressort compte tenu de la corrosion apparente et l’apparition de crics ce ressort est remplacé. La raideur du ressort n’est pas contrôlée.At present, the springs are visually inspected by a maintenance operator and, in case of doubt about the condition of the spring given the visible corrosion and the appearance of jacks, this spring is replaced. The spring rate is not controlled.
L’invention vise à proposer un dispositif permettant de caractériser avec précision un ressort, par exemple lors d’une opération de maintenance, ainsi qu’un procédé de caractérisation dudit ressort.The invention aims to provide a device for accurately characterizing a spring, for example during a maintenance operation, as well as a method for characterizing said spring.
A cet effet, l’invention concerne un dispositif de caractérisation d’un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal, s’étendant selon un axe, comportant un premier organe de fixation destiné à être fixé à une première zone dudit ressort, un second organe de fixation destiné à être fixé à une seconde zone dudit ressort, des moyens de mise sous contrainte dudit ressort aptes à déplacer en translation selon ledit axe le premier organe de fixation par rapport au second organe de fixation, entre une position de repos et au moins une position de mise sous contrainte du ressort, des moyens de mesure de l’effort appliqué par le ressort selon ledit axe entre les premier et second organes de fixation, en position de mise sous contrainte, et des moyens de mesure du déplacement, selon ledit axe, du second organe de fixation par rapport au premier organe de fixation.To this end, the invention relates to a device for characterizing a spring, for example a helical spring, extending along an axis, comprising a first fixing member intended to be fixed to a first zone of said spring, a second member fastener intended to be fixed to a second zone of said spring, means for stressing said spring able to move the first fastener member in translation along said axis relative to the second fastener member, between a rest position and at least a position for stressing the spring, means for measuring the force applied by the spring along said axis between the first and second fixing members, in the stressing position, and means for measuring the displacement, along said axis, of the second fixing member with respect to the first fixing member.
Un tel dispositif permet de caractériser efficacement un ressort hélicoïdal de compression ou de traction, à partir des mesures de déplacement et d’effort réalisées à l’aide dudit dispositif lors de la mise sous contrainte dudit ressort. En particulier, un tel dispositif permet de déterminer la constante de raideur K du ressort à partir des mesures de l’élongation ou de la contraction du ressort entre ses positions de repos et de mise sous contrainte.Such a device makes it possible to effectively characterize a helical compression or tension spring, from the displacement and force measurements taken using said device during the stressing of said spring. In particular, such a device makes it possible to determine the stiffness constant K of the spring from measurements of the elongation or contraction of the spring between its positions of rest and stressing.
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe précité.The terms axial, radial and circumferential are defined with respect to the aforementioned axis.
Les moyens de mise sous contrainte peuvent comporter une vis solidaire en translation suivant l’axe par rapport au premier organe de fixation, ou respectivement par rapport au second organe de fixation, et un écrou coopérant avec ladite vis et solidaire en translation suivant l’axe par rapport au second organe de fixation, ou respectivement par rapport au premier organe de fixation, la vis étant apte à pivoter relativement par rapport à l’écrou de façon à permettre le déplacement en translation du premier organe de fixation par rapport au second organe de fixation.The stressing means may comprise a screw fixed in translation along the axis with respect to the first fixing member, or respectively with respect to the second fixing member, and a nut cooperating with said screw and fixed in translation along the axis with respect to the second fixing member, or respectively with respect to the first fixing member, the screw being capable of pivoting relatively with respect to the nut so as to allow the translational movement of the first fixing member with respect to the second fixation.
Lorsque le ressort est un ressort de traction, la mise sous contrainte du ressort correspond à un écartement des organes de fixation, provoquant un écartement des spires du ressort. Dans un tel cas, la mise sous contrainte du ressort permet également de réaliser une inspection visuelle des spires du ressort afin de vérifier notamment si des fissures sont ou non visibles lors d’une telle mise sous contrainte.When the spring is a tension spring, the stressing of the spring corresponds to a separation of the fixing members, causing a separation of the coils of the spring. In such a case, the stressing of the spring also makes it possible to carry out a visual inspection of the coils of the spring in order to check in particular whether or not cracks are visible during such stressing.
Au moins un organe de fixation comporte une surface radialement interne de forme complémentaire à la forme d’au moins une spire dudit ressort.At least one fixing member comprises a radially inner surface of shape complementary to the shape of at least one turn of said spring.
Les deux organes de fixation peuvent présenter une telle caractéristique.The two fasteners may have such a characteristic.
Au moins un organe de fixation peut comporter deux mâchoires ou brides opposées fixées de manière démontable l’une à l’autre et aptes à être montées de part et d’autre de la zone correspondante du ressort de façon à l’enserrer.At least one fixing member may comprise two opposite jaws or flanges removably fixed to one another and capable of being mounted on either side of the corresponding zone of the spring so as to enclose it.
Les deux organes de fixation peuvent présenter une telle caractéristique.The two fasteners may have such a characteristic.
Chaque organe de fixation peut comporter une bague destinée à être montée sur l’extrémité correspondante du ressort et destinée à être maintenue fixement entre les mâchoires ou les brides des organes de fixation. Chaque bague peut comporter une surface interne de forme complémentaire à la forme d’au moins une spire dudit ressort.Each fixing member may comprise a ring intended to be mounted on the corresponding end of the spring and intended to be held fixedly between the jaws or the flanges of the fixing members. Each ring may comprise an internal surface of a shape complementary to the shape of at least one turn of said spring.
Chaque bague peut comporter une collerette externe montée dans une gorge ou une portion de gorge formée par l’une et/ou l’autre des mâchoires ou brides.Each ring may include an external flange mounted in a groove or a groove portion formed by one and/or the other of the jaws or flanges.
Les moyens de mesure de l’effort appliqué par le ressort peuvent comporter une cellule de charge.The means for measuring the force applied by the spring may comprise a load cell.
Une cellule de charge est un transducteur qui convertit une force en une sortie électrique mesurable. La cellule de charge est par exemple basée sur une jauge de contrainte.A load cell is a transducer that converts a force into a measurable electrical output. The load cell is for example based on a strain gauge.
Les moyens de mesure du déplacement peuvent comporter un réglet.The displacement measuring means may include a ruler.
Le réglet peut être fixe par rapport au premier organe de fixation, ou respectivement par rapport au second organe de fixation.The ruler can be fixed relative to the first fixing member, or respectively relative to the second fixing member.
De cette manière il est possible de mesurer la position du second organe de fixation, ou respectivement du premier organe de fixation, par rapport au réglet, lors du déplacement en translation relatif des deux organes de fixation. Le second organe de fixation, ou respectivement le premier organe de fixation, peut comporter un repère apte à être déplacé en regard du réglet, de manière à faciliter la mesure.In this way it is possible to measure the position of the second fixing member, or respectively of the first fixing member, with respect to the ruler, during the relative translational movement of the two fixing members. The second fixing member, or respectively the first fixing member, may include a mark capable of being moved opposite the ruler, so as to facilitate measurement.
L’invention concerne également un procédé de caractérisation d’un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal, à l’aide d’un dispositif du type précité, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes consistant à :
- fixer les premier et second organes de fixation respectivement sur les première et seconde zones du ressort,
- contraindre le ressort par déplacement relatif du second organe de fixation par rapport au premier organe de fixation,
- mesurer le déplacement relatif de la seconde zone du ressort par rapport à la première zone du ressort ainsi que l’effort associé audit déplacement, généré par le ressort, à l’aide des moyens de mesure correspondants.The invention also relates to a method for characterizing a spring, for example a helical spring, using a device of the aforementioned type, characterized in that it comprises the steps consisting in:
- fix the first and second fasteners respectively on the first and second zones of the spring,
- Constrain the spring by relative movement of the second fixing member with respect to the first fixing member,
- measure the relative displacement of the second zone of the spring with respect to the first zone of the spring as well as the force associated with said displacement, generated by the spring, using the corresponding measuring means.
Les première et seconde zones du ressort sont par exemple les extrémités axiales du ressort.The first and second zones of the spring are for example the axial ends of the spring.
Le ressort peut être sollicité en traction, par écartement des premier et second organes de fixation.The spring can be stressed in tension, by separating the first and second fixing members.
Le ressort peut être un ressort d’un train d’atterrissage d’un aéronef, par exemple d’un avion.The spring can be a spring of a landing gear of an aircraft, for example of an airplane.
En particulier, le ressort peut être un ressort de verrouillage d’une contre-fiche, en particulier de la contre-fiche principale, du train d’atterrissage.In particular, the spring may be a spring for locking a strut, in particular the main strut, of the landing gear.
Brève description des figuresBrief description of figures
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif 1 de caractérisation d’un ressort hélicoïdal 2 de compression ou de traction selon une forme de réalisation de l’invention. Le ressort 2 s’étend selon un axe X.Figures 1 and 2 illustrate a device 1 for characterizing a coil spring 2 for compression or traction according to one embodiment of the invention. The spring 2 extends along an axis X.
Le dispositif comporte un premier organe de fixation 3, fixe et destiné à être fixé à une première extrémité axiale 2a dudit ressort 2, et un second organe de fixation 4, mobile et destiné à être fixé à une seconde extrémité axiale 2b dudit ressort 2.The device comprises a first fixing member 3, fixed and intended to be fixed to a first axial end 2a of said spring 2, and a second fixing member 4, movable and intended to be fixed to a second axial end 2b of said spring 2.
Le premier organe de fixation 3 comporte une bague 5 destinée à être montée sur la première extrémité 2a du ressort 2 et comportant une surface interne 5a de forme complémentaire à la forme d’une ou plusieurs spires du ressort 2 au niveau de ladite première extrémité 2a. La bague comporte une collerette radialement externe 5b.The first fixing member 3 comprises a ring 5 intended to be mounted on the first end 2a of the spring 2 and comprising an internal surface 5a of shape complementary to the shape of one or more coils of the spring 2 at the level of said first end 2a . The ring has a radially outer flange 5b.
Le second organe de fixation 3 comporte en outre deux mâchoires 6, 7, la bague 5 étant montée et enserrée entre les mâchoires 6, 7.The second fixing member 3 further comprises two jaws 6, 7, the ring 5 being mounted and clamped between the jaws 6, 7.
La mâchoire 6 est fixée de manière amovible ou mobile par rapport à la mâchoire 7, par exemple par l’intermédiaire d’une vis 8. Les mâchoires 6, 7 forment une partie d’une gorge 9 dans laquelle est montée la collerette 5b de la bague 5.The jaw 6 is fixed in a removable or movable manner relative to the jaw 7, for example by means of a screw 8. The jaws 6, 7 form part of a groove 9 in which is mounted the flange 5b of ring 5.
La mâchoire 7 est solidaire en translation d’une extrémité 10a d’une vis ou tige filetée 10, selon l’axe Y de la vis 10. L’axe X est destiné à être parallèle à l’axe X.The jaw 7 is integral in translation with one end 10a of a screw or threaded rod 10, along the Y axis of the screw 10. The X axis is intended to be parallel to the X axis.
Ladite extrémité 10a de la vis 10 peut pivoter, autour de l’axe Y, par rapport à la mâchoire 7. La vis 10 peut être entraîné en rotation au niveau d’une tête 10b, ici hexagonale, située à l’extrémité opposée à l’extrémité 10a.Said end 10a of the screw 10 can pivot, around the Y axis, with respect to the jaw 7. The screw 10 can be driven in rotation at the level of a head 10b, here hexagonal, located at the end opposite to end 10a.
Un réglet 11 s’étend selon l’axe X depuis la mâchoire 7, une extrémité 11a dudit réglet 11 étant fixée à la mâchoire 7, ici par l’intermédiaire d’une vis 12. Le réglet 11 comporte une graduation 13 et une ouverture oblongue 14 s’étendant selon l’axe X.A ruler 11 extends along the axis X from the jaw 7, one end 11a of said ruler 11 being fixed to the jaw 7, here by means of a screw 12. The ruler 11 comprises a graduation 13 and an opening oblong 14 extending along the X axis.
Le second organe de fixation 4 comporte une bague 15 destinée à être montée sur la seconde extrémité 2b du ressort 2 et comportant une surface interface 15a de forme complémentaire à la forme d’une ou plusieurs spires du ressort 2 au niveau de ladite seconde extrémité 2b. La bague 15 comporte une collerette radialement externe 15b.The second fixing member 4 comprises a ring 15 intended to be mounted on the second end 2b of the spring 2 and comprising an interface surface 15a of shape complementary to the shape of one or more coils of the spring 2 at the level of said second end 2b . The ring 15 has a radially outer flange 15b.
Le second organe de fixation 4 comporte en outre deux brides 16, 17, la bague 15 étant montée entre les brides 16, 17. La bride 17 est fixée de manière amovible sur la bride 16, ici par l’intermédiaire de vis 18. Les deux brides 16, 17 délimitent entre elles une gorge 19 dans laquelle est maintenue la collerette 15b de la bague 15. La bride 16 est reliée à un organe 20 formant écrou, par l’intermédiaire de moyens de mesure d’effort comportant ici une cellule de charge 21, en particulier une jauge de contrainte. Les moyens de mesure d’effort comportent également un dispositif 22 apte à recevoir le signal issu de la cellule de charge 21 et apte à afficher la valeur d’effort.The second fixing member 4 further comprises two flanges 16, 17, the ring 15 being mounted between the flanges 16, 17. The flange 17 is fixed in a removable manner on the flange 16, here by means of screws 18. two flanges 16, 17 delimit between them a groove 19 in which the flange 15b of the ring 15 is held. The flange 16 is connected to a member 20 forming a nut, via force measurement means comprising here a cell load 21, in particular a strain gauge. The force measurement means also include a device 22 able to receive the signal from the load cell 21 and able to display the force value.
L’organe 20 comporte un taraudage 20a coopérant avec la vis 10 servant à la mise sous contrainte du ressort 2.The member 20 comprises an internal thread 20a cooperating with the screw 10 serving to stress the spring 2.
L’organe 20 comporte en outre un plot de maintien, ici une vis 23, comportant une tige traversant l’ouverture oblongue 14 du réglet 11 et une tête 23a apte à venir en appui sur le réglet 11, en particulier sur les bords de l’ouverture oblongue 14, de manière à maintenir ledit réglet 11 et limiter sa flexion.The member 20 further comprises a holding stud, here a screw 23, comprising a rod passing through the oblong opening 14 of the ruler 11 and a head 23a capable of coming to rest on the ruler 11, in particular on the edges of the oblong opening 14, so as to maintain said ruler 11 and limit its bending.
L’organe 20 comporte également un repère, ici une flèche ou un triangle 24, situé en regard de la graduation 13 du réglet 11. Le repère 24 peut également être formé par le plot de maintien 23.The member 20 also includes a marker, here an arrow or a triangle 24, located opposite the graduation 13 of the ruler 11. The marker 24 can also be formed by the holding stud 23.
Un tel dispositif 1 peut être mis en œuvre de la manière suivante lors d’un procédé de caractérisation du ressort 2.Such a device 1 can be implemented as follows during a process for characterizing spring 2.
Tout d’abord, comme illustré à la figure 3, la bague 5 est montée sur l’extrémité 2a du ressort 2, ladite bague 5 étant ensuite engagée entre les mâchoires 6, 7, qui sont écartées l’une de l’autre, comme illustré à la figure 4. Dans cette position également, le second organe de fixation 4 est écarté du premier organe de fixation 3.First of all, as illustrated in Figure 3, the ring 5 is mounted on the end 2a of the spring 2, said ring 5 then being engaged between the jaws 6, 7, which are spaced apart from each other, as shown in Figure 4. Also in this position, the second fixing member 4 is moved away from the first fixing member 3.
Les mâchoires 6, 7 sont ensuite rapprochées l’une de l’autre, à l’aide de la vis 8, de façon à maintenir la bague 5 fixement entre les mâchoires 6, 7.The jaws 6, 7 are then moved closer to each other, using the screw 8, so as to hold the ring 5 fixedly between the jaws 6, 7.
Par ailleurs, la bague 15 est montée sur l’extrémité 2b du ressort 2 et la bride 17 est retirée. La bague 15 est insérée dans la bride 16 et les brides 16, 17 sont fixées l’une à l’autre à l’aide des vis 18, de manière à maintenir la bague 15 entre elles. Pour cela, la distance entre les organes de fixation 3, 4 est ajustée par rotation de la vis 10 autour de son axe Y. En effet, la rotation de la vis 10 permet de rapprocher ou d’éloigner le second organe de fixation 4 par rapport au premier organe de fixation 3, selon l’axe Y.Furthermore, ring 15 is mounted on end 2b of spring 2 and flange 17 is removed. The ring 15 is inserted into the flange 16 and the flanges 16, 17 are fixed to each other using the screws 18, so as to hold the ring 15 between them. For this, the distance between the fixing members 3, 4 is adjusted by rotation of the screw 10 around its axis Y. Indeed, the rotation of the screw 10 makes it possible to bring the second fixing member 4 closer or further apart by relative to the first fixing member 3, along the Y axis.
Le ressort 2 est ensuite contraint en traction par écartement du second organe de fixation 4 par rapport au premier organe de fixation 3, par actionnement de la vis 10.The spring 2 is then constrained in tension by separating the second fixing member 4 from the first fixing member 3, by actuating the screw 10.
Lors d’une telle mise sous contrainte, le déplacement relatif de la seconde extrémité 2b du ressort 2 par rapport à la première extrémité 2a du ressort 2 est mesuré à l’aide de la graduation 13, de même que l’effort associé audit déplacement, généré par le ressort 2, à l’aide des moyens de mesure correspondants 21, 22.During such stressing, the relative displacement of the second end 2b of the spring 2 with respect to the first end 2a of the spring 2 is measured using the scale 13, as well as the force associated with said displacement , generated by the spring 2, using the corresponding measuring means 21, 22.
Lors d’une telle mise sous contrainte également, une inspection visuelle des spires du ressort 2 peut être effectuée, de manière à détecter d’éventuelles fissures.Also during such stressing, a visual inspection of the turns of the spring 2 can be carried out, so as to detect any cracks.
Le ressort 2 peut être un ressort d’un train d’atterrissage d’un aéronef, par exemple d’un avion.The spring 2 can be a spring of a landing gear of an aircraft, for example of an airplane.
En particulier, le ressort 2 peut être un ressort de verrouillage d’une contre-fiche, en particulier de la contre-fiche principale, du train d’atterrissage.In particular, the spring 2 can be a spring for locking a strut, in particular the main strut, of the landing gear.
Un tel dispositif 1 et un tel procédé permettent de caractériser efficacement un ressort hélicoïdal de compression ou de traction, à partir des mesures de déplacement et d’effort réalisées à l’aide dudit dispositif 1 lors de la mise sous contrainte dudit ressort 2. En particulier, un tel dispositif 1 et un tel procédé permettent de déterminer la constante de raideur K du ressort 2 à partir des mesures de l’élongation ou de la contraction du ressort 2 entre ses positions de repos et de mise sous contrainte.Such a device 1 and such a method make it possible to effectively characterize a helicoidal compression or traction spring, from the displacement and force measurements carried out using said device 1 during the stressing of said spring 2. In particular, such a device 1 and such a method make it possible to determine the stiffness constant K of the spring 2 from measurements of the elongation or the contraction of the spring 2 between its positions of rest and stressing.
Claims (10)
- fixer les premier et second organes de fixation (3, 4) respectivement sur les première et seconde zones (2a, 2b) du ressort (2),
- contraindre le ressort (2) par déplacement relatif du second organe de fixation (4) par rapport au premier organe de fixation (3),
- mesurer le déplacement relatif de la seconde zone (2b) du ressort (2) par rapport à la première zone (2a) du ressort (2) ainsi que l’effort associé audit déplacement, généré par le ressort (2), à l’aide des moyens de mesure (21, 22) correspondants.Method for characterizing a spring (2), for example a helical spring (2), using a device (1) of the aforementioned type, characterized in that it comprises the steps consisting in:
- fixing the first and second fixing members (3, 4) respectively on the first and second zones (2a, 2b) of the spring (2),
- force the spring (2) by relative movement of the second fixing member (4) relative to the first fixing member (3),
- measuring the relative displacement of the second zone (2b) of the spring (2) with respect to the first zone (2a) of the spring (2) as well as the force associated with said displacement, generated by the spring (2), at the using the corresponding measuring means (21, 22).
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