Brevet FR2028843A1 — publié le 19701016

La présente invention a pour objet un procédé ainsi qu'un dispositif fonctionnant d4après ce procédé, destiné à la détection des défauts dans des éléments moulés en caoutchouc élastique particulièrement dans les lèvres d'étanchéité d'anneaux de joints d'arbres. Lors de la fabrication d'éléments moulés à utilisationtechnique en caoutchouc ou en matière similaire au caoutchouc, des défauts se produisent souvent dans la matière, défauts fortement préjudiciables au bon fonctionnement ultérieur de l'élément en caoutchouc. Les endroits particulièrement critiques se trouvent par exemple sur les anneaux de joints d'arbre, dans la zone des lèvres d'étanchéité (arête du joint, et rainure d'élasticité) ainsi que dans la membrane (racine de la lèvre d'étanchéité) reliant la lèvre d'étanchéité à l'élément adhérent. Les genres de défauts se présentant le plus souvent sont des inclusions de bulles d'air, qui peuvent se produire surtout à proximité des parties métalliques incorporées, des fissures et des différences sensibles de dureté dans le matériau. La détection de ce genre de défauts est très difficile, d'autant plus qu'en raison de leur position et de leur volume réduit, ils sont à peine -reconnaissables, Le contrôle des anneaux de joints d'arbres s'effectuait jusqu'à présent par triage, ou au toucher des zones critiques. La décision concernant les éléments à rejeter dépendrait de l'appréciation de la personne préposée au contrôle. Un dispositif est bien connu, destiné au sondage de l'arete d'étanchéité des anneaux de joints d'arbres, dispositif dans lequel un palpeur, dirigé axialement, parcourt dans la direction tangentielle, l'arête d'étanchéité, sous une pression radiale appropriée, cependant que l'on enregistre le frottement entre le palpeur et l'arête d'étanchéité. A proximité d'un défaut, il se produit une modification de la résistance au frottement, qui sert d'indication à la présence d'un défaut. Le défaut produit une impulsion sur le pipeur, qui est transmise à l'aide dtune barre basculante, à un transducteur piézoélectrique.De cette manière, on peut considérer facilement et sûrement comme déchets les an neaux de joints d'arbres qui ont dépassé une certaine valeur, seuil de frottement admissible. Ce dispositif n'est toutefois utilisable que pour le contrôle des arêtes de pièces facilement accessibles0 Pour le contrôle de dureté du caoutchouc selon DW, on mesure la profondeur de pénétration d'une pointe de contrôle en forme de bille, d'un tronc de cône ou d'une pointe de cône arrondie, dans la surface d'une plaque de caoutchouc d'une épaisseur donnée.La force agissant sur la pointe de contrôle, ainsi que la durée de son action, sont indiquées constantes, afin de permettre la comparaison des résultats de mesure les une avec les autres, La dureté est désignée comme étant la résistance du matériau, déterminée au-delà de la profondeur de pénétration de la pointe de contrôle, Le but de la présente invention est de trouver un procédé et un dispositif fonctionnant en conséquence, à l'aide desquels des éléments de pièces en caoutchouc particulièrement difficilement ou pas du tout accessibles, telles que par exemple des lèvres d'étanchéité dépouillées à la coupe, d'anneaux de joints d'étanchéité d'arbres, peuvent être contrslés au moins dans la zone de leur plus intense sollicitation, quant à leurs défauts de moulage et de finition. Ce but sera atteint, conformément à l'invention, par le fait que la lèvre d'étanchéité sera partiellement déformée, que le rapport de la force nécessaire à la déformation au parcours de la déformation sera déterminé, et que celui-ci sera comparé avec une valeur étalon, la déviation entre la valeur mesurée et la valeur étalon étant considérée comme indice de la présence d'un défaut La solution du problème posé est facilitée en sachant qu'une force agissant sur un corps en caoutchouc, provoque une déformation-, l'importance et le genre de la déformation étant fonction de la section transversale et de la capacité élastique du corps en caoutchouce-Si l'on part d'une section transversale de caoutchouc, constante sur une section donnée, par exemple le pourtour, le rapport de la force attaquante à la grandeur du parcours de déformation doit être partout à peu près invariable si l'homogé- néité du matériau est constante, et la section transversale sans défaut0 Par une mesure partielle de ce rapport, et la comparaison avec une valeur étalon déterminée auparavant sur un corps en Ca- outchouc sans défaut, on peut obtenir un indice quant à la présence d'un défaut dans le matériau, ou dans la section transversale. Il n'est pas nécessaire dans ce cas, de déterminer de façon précise le gènre du défaut, étant donné que l'indice "déchet" suffit lors du contrôle d'un corps en caoutchouc moule. Pour le genre de façonnage du corps en caoutchouc, il semble avantageux de provoquer la déformation par la flexion ou par la traction, étant donné que sur un corps en caoutchouc sollicité par traction, les défauts-existants apparaissent au mieux, en raison de sa résistance réduite à la traction. Pour un contrôle optimal, et pour la simplification de l'opération, il est proposé en outre de déformer et de mesurer continuellement et successivement, l'ensemble du pourtour de la lèvre d'étanchéité de l'anneau de joint d'arbre. De plus, il est avantageux Si, poule contrôle de la dureté de la manière habituelle, l'une des deux valeurs du rapport est donnée constante, et la seconde valeur est mesurée. Etant donné que la détection dtun défaut est fonction de l'importance de la déformation de la section transversale du caoutchouc à l'endroit du défaut, ou de la valeur de la tension à la traction se présentant dans le caoutchouc, le point d'attaque de la force sur la forme de la section transversale est à choisir de telle manière que la plus grande déformation se présente damans la véritable zone de contrôle. En conséquence, il est proposé que la lèvre dtétanchéité ou la section transversale de la lèvre d'étanchéité, soit subdivisée en zones de contrôle séparées, et que chaque zone de contrôle soit déformée et mesurée séparément, de sorte qu'aucune forme des sections transversales voisines de la lèvre d'étanchéité ne puisse influencer le résultat de la mesure. Conformément à l'invention, un dispositif fonctionnant selon le procédé ci-dessus décrit, est constitué par un palpeur en un matériau élastique, maintenu serré à l'un de ses bouts, dont la flexion servira de mesure pour la déformation0 Â cet effet, des extensomètres à fil seront fixés sur le palpeur, dans la zone de sa plus grande flexion0 En principe, un set extensomètre à fil suffit pour obtenir une valeur de la flexion du palpeur, et donc du parcours de la déformation. Par une disposition opposée dtun second extensomètre à fil, on peut toutefois équilibrer les influences thermiques qui provoqueraient une différence de la valeur mesurée, à condition que les extensomètres à fil soient conformément connectés à l'intérieur d'un pont de Wheatstone. Il est proposé en outre, que l'extrémité libre du palpeur en contact avec la lèvre dtétanchéitéX présente une pointe de touche en forme de petit roulement à galet. Une telle disposition a l'avantage qulen parcourant sous pression la lèvre d'étanchéité dans le sens de son pourtour, le frottement entre le palpeur et le matériau élastique de la lèvre, et donc, l'influ- ence du frottement sur le résultat de la mesure, sera largement éliminé. En outre, on évitera une détérioration mécanique de la lèvre d'étanchéité. Dans une conception extensive, on peut faire attaquer plusieurs palpeurs répartis sur le pourtour de la lèvre d'étant chéité, afin d'obtenir plusieurs mesures0 On peut ainsi explorer et mesurer plusieurs zones de contrôle sur la section transversale de la lexe d'étanchéité, en une seule opération. Le dessin annexé représente un modèle d'exécution l'invention, et sera expliqué ci-après plus en détail La figure représente une installation cylindrique 1, logée de façon rotative, pour la réception de l'anneau de joint d'ar- bre 2 à contrôler. Dans ltanneau de joint d'arbre 2, ouvert vers-le haut, s'introduit le palpeur 3, dont l'extrêmité renforcée 4 est solidement raccordée à un support 5 du dispositif de mesure. Le palpeur 3 peut être réglé horizontalement ou verticalement, au moyen de vis de réglage 6 et 7. Dans la partie centrale 8 du palpeur 3, deux extensomètres à fil 9 et 10, placés en opposition, ont été prévus.La pointe du palpeur 11, en contact avec l'anneau de joint d'arbre 2, est constituSe-par un petit roulement à galet. La lèvre d'étanchéité 13, présente doux zones à contrôler, d'une part la rainure élastique 12 et la racine de la lèvre d'étanchéité 16, dont l'état est déteriinant pour la fonction de la lèvre d'étanchéité. Lors de la recherche des défauts dans la rainure élastique 12 de la lèvre d'étanchéité 13, le roulement à galet tourne sur le bord de support élastique avant 14 dans le sens du pourtour. On obtient, de ce fait, une flexion-dirigée radialement vers l'iTs- térieur, de la section thansversale de la lèvre d'étanchéité dans la zone élastique 12. Si, par contre, la racine 16 de la lèvre d'étanchéité doit hêtre contrôlée quant à la présence de défauts, le palpeur sera réglé de façon convenable par la vis 7, de sorte que le roulement à galet tourne sur le bord du support arrière, comme cela est indiqué en pointillés sur le dessin. Lors de la rotation de l'anneau de joint d'arbre 2 autour de son axe 18, on obtient un renvoi de la lèvre d'étanchéité 13 par rapport à son axe 18,propoftionnel à la flexion du palpeur 3 au moyen de la force agissant par le palpeur à ressort 3 sur la lèvre d'étanchéité 13, et de la déformation ainsi provoquée. Si, lors d'un contrôle continu, il se présente des valeurs situées en dehors de la zone d'une valeur seuil, cela est un indice qu'il se trouve un endroit défectùeux dans la zone partielle du pourtour de la section transversale de la lèvre d'étanchéité. Le procédé conforme à l'invention ainsi que le dispositif fonctionnant selon celle-ci peuvent également être utilisés avec succès pour le contrôle d'autres anneaux de points ou d'autres éléments moulés, même plats, en caoutchouc élastique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes variantes à la portée d'un homme de métier. REVENDICAfflIONS 1) Procédé pour la détection des défauts dans des éléments moulés en caoutchouc élastique à utilisation technique, particulièrement dans les lèvres d'étanchéité des anneaux de joints d'arbres, caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité sera partiellement déformée. que le rapport de la force nécessaire à la déformation au parcours de la déformation sera déterminé et com- paré avec une valeur étalon, unz déviation entre la valeur mesurée et la valeur étalon étant considérée comme indice de la présence d'un défaut. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité sera déformée par flexion ou traction. 3) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble du pourtour de la lèvre d'étanchéité sera de façon continue successivement déformé et mesuré. 4) Procédé selon revendications l à 3, caractérisé en ce que, de la façon habituelle, l'une des deux valeurs du rapport est donnée constante. 5) Procédé selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité sera subdivisée en zones de contrôle séparées, et que chaque zone de contrôle sera déformée séparé- ment. 6) Dispositif pour l'exécution du procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en c-e que ce dispositif est constitué par palpeur 3, en un matériau à ressort maintenu serré â l'une de ses extrémités, dont la flexion servira de mesure pour la déformation0 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extreité libre du palpeur présente une pointe de contact en forme de roulement à galet 8) Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que pour l'exploration d'une ou de plusieurs zones de con trôle, plusieurs palpeurs ont été prévuse