Brevet FR2209102A1 — publié le 19740628

La présente invention est relative à l'essai non destructif de pièces mécaniques ou d'objets par l'application à ces pièces ou objets d'une charge par choc. L'invention s'applique notamment à l'essai de volants de direction comprenant un cadre ou corps métallique, composé d'éléments soudés par exemple, qui est entièrement ou partiellement recouvert d'un revêtement de caoutchouc ou d'une autre matière. Comme le contrôle des soudures d'un volant de direction fini est impossible, on a déjà proposé de fixer le volant par son moyeu sur un banc d'essai approprié et d'appliquer un couple de grandeur connue à la jante du volant. Un tel essai n'est cependant pas entièrement satisfaisant puisqu'il risque d'endommager le revêtement d'un volant de direction en parfait état. L'un des objets de l'invention est un procédé permettant de contrôler la résistance d'une pièce ou d'un objet qui est seulement tenu à un endroit. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend l'application d'une charge accélératrice à une partie dtune pièce ou d'un objet devant être contrôlé pendant que le reste de la pièce ou de l'objet est laissé libre, de manière qu'il puisse être déplacé, et la mesure de la réaction de ladite partie à la charge accélératrice. Dans le cas d'un volant de direction par exemple, le moyeu du volant peut être mnnté sur un dispositif de montage approprié, auquel est appliquée une charge accélératrice sous forme d'un couple. La mesure de la réaction fournit une indication de la soLidité du volant. Un autre objet de l'invention est un appareil destiné à être utilisé pour contrôler ou tester la solidité de pièces ou d'objets. Un appareil suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de montage destiné à recevoir une partie de la pièce ou de l'objet devant être contrôlé, un dispositif pour l'application d'une charge d'accélération de la pièce ou de l'objet au dispositif de montage5 et un dispositif pour la mesure de la réaction à cette charge. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif pur l'application d'une charge d'accélération de la pièce ou de l'objet comprend une masse, un dispositif destiné à mouvoir cette masse, et un élement relié au dispositif de montage et disposé dans la trajectoire de ladite masse. Dans un tel mode de realisation, le dispositif pour la mesure de la réaction peut avoir la forme d'un transducteur de forces constituant l'accouplement entre ledit élément et ledit dispositif de montage. De préférence, le dispositif destiné à appliquer une charge accélératrice au dispotFif de montage comprend en outre une butée contre laquelle ledit élément peut être appliqué, de manière que la charge accélératrice soit appliquée au dispositif de montage en une direction tout d'abord et dans la direction opposée ensuite. Dans ce cas, le transducteur produit deux impulsions et chacune de ces impulsions peut être comparée, en ce qui concerne leur durée et leur amplitude, avec des signaux prédéterminés qui définissent les valeurs maximales et minimales acceptables pour la durée et l'amplitude. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus dairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un appareil suivant 11 invention - la figure 2 est une vue en plan de l'appareil représenté sur la figure 1 - la figure 3 est une -vue de détail pour illustrer le fonctionnement d'un verrouillage de sécurité incorporé dans l'appareil - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2, mais à plus grande échelle - la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4 - les figures 6 et 7 sont des graphiques montrant les signaux de sortie d'un transducteur faisant partie de l'appareil suivant l'invention, pendant le contrôle d'un volant en bon état et d'un volant défectueux - la figure 8 montre le schéma de l'équipement pneumatique de l'appareil suivant r invention ; et - la figure 9 est un schéma synoptique qui illustre le traitement de la sortie du trånsducteur. L'appareil représenté comprend un bStí 10, sur lequel est fixé un palier 11 qui supporte un dispositif de montage 12 pour tii volant de directinn. Ce dispositif de montage a la forme d'un axe dont l'extrémité cannelée peut être reçue dans l'ouverture centrale cannelée prévue habituellement dans le moyeu d'un volant de direction 13. Celui-ci est ainsi monté rotatif autour de son propre axe, correspondant sensiblement à celui de l'axe 12. Le bâti 10 porte un second palier 14, dans lequel un élément 15 peut tourner autour d'un axe-qui correspond à celui de l'axe 12. L'élément rotatif 15 porte un lobe 16 (figure 5) dont les faces extrêmes 16a, 16b sont convexes et sont tangentielles à des plans orthogonaux qui s'intersectent dans l'axe de l'élément 15. Comme le montre la figure 5, le lobe 16 de l'élément 15 peut coopérer avec une butée fixe 17 disposée dans le palier B et présentant en bas un méplat horizontal 17a, contre lequel peut venir s'appliquer la face 16b du lobe. La face 16a est destinée à coopérer avec un élément d'impact ou taquet 18 prévu sur l'extrémité inférieure d'une masse 19 qui peut coulisser sur des guides verticaux 20 solidaires du bSti 10. Le taquet 18 pénètre dans une cavité 14a formée dans le palier 14 et il peut venir heurter le fond 14b de cette cavité, qui est situé au-dessous de l'axe de l'élément rotatif 15. L'élément 15 porte un ressort 21 d'une force relativement faible (figure 4) et qui rappelle l'élément 15 à sa position de repos, représentée sur la figure 5, dans laquelle le plan tangentiel à la face 16a, mentionné ci-dessus, est horizontal. Pour faire monter la masse 19 jusqu'à une position haute sur les guides 2o, l'appareil comprend un vérin pneumatique 22 dont le cylindre est monté-sur blti 10 et dont la tige de piston est reliée à un poussoir 23 (figure 5) qui est monté coulissant dans un alésage ménagé dans 3- palier 14. La figure 1 montre que les guides 20 portent un dispositif de verrouillage pneumatique 24 qui peut être manoeuvré en vue du verrouillage de la masse 19 dans sa position haute. L'appareil comprend un dispositif protecteur 25 qui a la foras d'une cage entourant le volant de direction 13 pendant l'essai La cage de protection 25 est supportée sur deux barres d'accouplement supérieures 26 et deux barres d'accouplement inférieures 27. Les barres 27 sont articulées sur le bati 10 et elles sont essentiellement horizontales lorsque la cage de protection est en position de service autour du volant. Les barres d'accouplement 26 sont articulées sur ut support 28 qui est solidaire du bâti. Un mécanisme de verrouillage empêche que le taquet heurte le lobe 16 si la masse 19 est libérée alors que la cage 25 est ouverte ou écartée du volant de direction. Ce mécaisme de verrouillage comprend une tige 29 qui se déplace avec les barres d'accouplement 26 et qui traverse une fente ménagée dans un butoir 30 qui a la forme d'une plaque horizontale qui peut tourner autour d'un axe vertical et qui surplombe le palier 14. La fente ménagée dans ce butoir 30 affecte une forme telle que ce butoir est amené à pivoter dans la trajectoire d'une oreille 31 prite à l'extrémité inférieure de la masse 19; et hors de cette trajectoire. Par conséquent, l'oreille 31 heurte le butoir 30 au cas. où la masse serait libérée alors que la cage n'entoure pas le volant et le taquet de la masse ne viendr a pas en contact avec le lobe 16. Sur le caté inférieur de l'une des deux barres d'accouplement inférieures 27 de la cage de protection 25 est prévu un élément de retenue 32 qui coopère avec un verrou de cage 33 (figure 2) qui est constitué par un vérin pneumatique et par une cheville 34que ce vérin peut introduire dans l'élément de retenue 32. L'équipement pneumatique dont le schéma est représenté sur la figure 8 comprend plusieurs soupapes de fin de course qui sont actionnées par les différentes parties mobiles de l'appareil. il s'agit en particulier de deux soupapes 35 et 36 qui sont actionnées par la masse 19 aux extrémités supérieure et inférieure de sa course, d'une soupape 37 actionnée par le dispositif de verrouillage 24 de la masse, d'une soupape 38 actionnée par la cage de protection 25 lorsqu'elle est fermée, et d'une soupape 39 actionnée par le verrou de cage 33 lorsque la cheville 34 est engagée dans l'élément de retenue. Ces soupapes 35, 36, 37, 38 et 39, plus une soupape 40 à solénotde, agissent comme des soupapes pilotes pour trois soupapes principales ou distributeurs 41, 42, 43 qui commandent respectivement les vérins 22, 24 et 33.Le distributeur 41 est amené à l'une de ses deux positions par l'actionnement de la soupape 37, ce qui a pour effet que la source de pression P est reliée à l'extrémité supérieure du vérin 22 et que l'extrémité inférieure de ce vérin est reliée à l'échappement. Le.distributeur 41 est amené à son autre position, ce qui provoque l'inversion de ces branchements, lorsque la soupape 36 est actionnée. Le distributeur. 42 est amené à l'unede ses deux positions par l'actionnement de la soupape 35, de sorte que l'une des extrémités du vérin 24 est raccordée à la source dé pression P, et que son autre extrémité est raccordée à l'échappement, ce qui entratne la manoeuvre du dispositif de verrouillage de la masse 19. Le distributeur 42 est amené à son autre position, correspondant à l'inversion de ces branchements, par l'actionnement de la soupape 39. Enfin, le distributeur 43 est amené à l'une de ses deux positions par l'actionnement de la soupape 38, ce qui a pour effet que l'une des extrémités du vérin 33 est raccordée à la source de pression, que son autre extrémité est raccordée à l'échappement et que la cheville 34 est introduite dans le trou de l'élément de retenue 32. le distributeur 43 est amené à son autre position, soit par la manoeuvre manuelle d'une soupape 44, soit par l'actionnement simultanée de la soupape 37 et de la soupape à solénoïde 40.Une soupape 45 à double clapet empêche que la manoeuvre de la soupape 44 ne provoque le mouvement du distributeur 43 à sa position mentionnée en premier. On peut considérer qu'un cycle de fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit commence lorsque la masse 19 esten position haute, le piston du vérin 22 étant déjà abaissé, le dispositif de verrouillage 29 de la masse 19 est engagé, et la cage de protection ouverte ou écartée du volant. Au moment de la fermeture de la cage de protection, l'actionnement de la soupape 38 commande le distributeur 43 dans le sens de l'engagement du verrou de cage. L'actionnement de la soupape 39 commande le distributeur 42 dans le sens du déverrouillage du dispositif de verrouillage 24 de la masse 19, de sorte que celle-ci tombe et actionne pendant sa chute la soupape 36. De ce fait, le distributeur 41 est commandé dans le sens du relevage de la masse 19 par le vérin 22, jusqu'à l'actionnement de la soupape 35. Le distributeur 42 est de ce fait commandé dans k sens du verrouillage de la masse 19 par le dispositif de verrouillage 24, ce qui provoque l'actionnement de la soupape 37 et le retour du piston du vérin 22 à sa position basse par l'inversion du distributeur 41. Après l'actionnement de la soupape 37, la cage de protection 25 aurait pu être ouverte par la mise sous tension du solénoïde de la soupape 40. L'élément 15 et l'axe 12 sont accouplés l'un à l'autre par un transducteur de forces de torsion 46 qui est le seul élément de l'appareil pouvant transmettre uncDuple de ltélément 15 à l'axe 12. Ce transducteur produit une sortie électrique correspondant au couple qu'il transmet la sortie de ce transducteur pendant le contrôle d'un volant de direction en parfait état sur l'appareil décrit est représentée par les graphiques de la figure 6. Au moment où le taquet 18 heurte le lobe 16, une force d'accélération "en avant" est appliquée à travers le transducteur 46 à l'axe 12, donc également au volant de direction 13.Après l'impact, le signal de sortie du transducteur 46 suit une pente raide, représentée par la partie 47 du graphique, ce qui correspond à l'absorption de 1'ssp'act par la déformation de parties du volant de direction. Le taquet 18 heurte ensuite le fond 14b de la cavité 14a, et le couple mesuré par le transducteur atteint un sommet, désigné par 48, et décroît ensuite suivant une courbe 49 à forte pente. A ce moment, le volant de direction, l'axe 12, le transducteur 46 et l'élément 15 tournent librement comme un ensemble cohérent, jusqu'à ce que le lobe 16 heurte la butée 17 ; à ce momént, une force d'accélération "en arrière est appliquée par l'intermédiaire du transducteur au volant de direction, et le transducteur produit une seconde impulsion de sortie, dont le profil est semblable à celui de la première impulsion, mais dont la polarité est inversée. La figure 7 représente, à titre de comparaison, le graphique obtenu si le corps du vouent de direction présente un défaut de soudure. Dans ce cas, le signal de sortie du transducteur monte suivant une pente raide, comme avant, mais le sommet de l'impulsion est beaucoup plus bas parce que le volant n'est pas assez solide pour transmettre tout le couple du moyeu jusqu'à la jante, et le volant se déforme davantage. De plus, en raison de cette déformation supplémentaire, la vitesse d'amortissement du signal de sortie du transducteur est plus faible, de sorte que l'impulsion est plus longue. I1 est possible, pour n'importe quel type de volant de direction, de déterminer les limites entre lesquelles doivent être comprises l'amplitude et la largeur de l'impulsion de sortie du transducteur, et ces limites sont représentées schématiquement sur les figures 6 et 7 par des zones portant des hachures croisées. Le circuit logique représenté sur la figure9 est destiné à être utilisé puur déterminer si oui ou non un volant de direction contrôlé sur un tel appareil est acceptable par référence à ces limites. Le signal de sortie du transducteoe 46 est appliqué à un discriminateur 50 qui sépare les deux impulsions par la mesure de leur polarité. Les deux impulsions sont appliquées à des circuits séparés pour la mesure de l'amplitude de l'impulsion 51 et 53 et de la largeur de l'impulsion 52 et 54. La sortie du circuit de mesure de l'amplitude de l'impulsion 51 est appliquée à deux comparateurs 55 et 56 qui reçoivent également des signaux de mémoires 57 et 58 dans lesqueUesles valeurs maximale et minimale de l'amplitude des impulsions ont été fixées au préalable.Le comparateur 55 produit un signal de sortie si l'amplitude de l'impulsion reçue est plus grande que la valeur maximale fixée au préalable, et le comparateur 56 produit un signal de sortie si l'amplitude de l'impulsion reçue est plus petite que la valeur minimale fixée au préalable. Des dispositifs analogues de comparaison et de fixation des valeurs maximale et minimale coopèrent avec les circuits 52, 53 et 54. Les sorties de tous les comparateurs sont appliquées à un circuit logique 59 qui présente deux sorties 59a et 59b. Un signal est seulement obtenu sur la sortie 59b si aucun des comparateurs ne produit un signal de sortie, et ce signal sur la sortie 59b est utilisé pour l'allumage d'un voyant "acceptable" désigné par 60ter pour alimenter le solénotde de 18 soupape 40, ce qui permet l'ouverture de la cage de protection. Si l'un quelconque des comparateurs produit un signal de sortie, il n'y aura pas de signal sur la sortie 59b ; par contre, un signal apparaîtra sur la sortie 59-j, et ce signal provoque l'allumage d'un voyant "rejet". Dans ce cas, la soupapé 40 n'est pas actionnée et un dispositif de commutation spécial incorporé dans le circuit doit alors être manoeuvré avant que la cage de protection ne puisse Btre- ouverte en vue de ltenlèvement du volant de direction. REVENDICATIONS 1. Procédé pour contrôler la solidité d'une pièce ou d'un objet, caractérisé en ce qu'il conprend l'application d'une charge accélératrice à une partie d'une pièce ou d'un objet devant être contrôlé pendant que le reste de la pièce ou de l'objet est laissé libre, de manière qu'il puisse être déplacé, et la mesure de la réaction de ladite partie à la charge accélératrice. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en cé que la charge appliquée à ladite partie est une sollicitation à la torsion. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la charge est appliquée pour accélérer la pièce ou l'objet tout d'abord en une direction et ensuite dans la direction opposée, la réaction étant mesurée dans les deux directions. 4. Appareil destiné à être utilisé pour contrôler la solidité de pièces ou d'objets, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de montage destiné à recevoir une partie de la pièce ou de l'objet devant être contrôlé, un dispositif pour l'application d'une charge d'accelération de la pièce ou de l'objet au dispositif de montage, et un dispositif ppur la mesure de la réaction à cette charge. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérise en ce que ledit dispositif pour appliquer une charge d'accélération de la pièce ou de l'objet comprend une masse, un dispositif destiné à mouvoir cette nasse, 'et un élément relié au dispositif de montage et disposé dans la trajectoire de ladite masse. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que=la masse est monte coulissante sur une voie de guidage verticale, et en ce que ledit dispositif destiné à mouvoir ladite masse comprend un dispositif de verrouillage pouvant être déverrouillé et destiné à retenir la masse dans une position haute sur cette voie de guidage. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif pour le verrouillage de la masse comprend un vérin commandé par un fluide sous pression. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un autre vérin commandé par un fluide sous pression ainsi qu'un poussoir pour élever la masse jusqu'à ladite position haute. 9. Appareil selon l'vine quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de mesure est un transducteur de forces électrique qui constitue le seul élément d'accouplement entre ledit élément rotatif et ledit dispositif de montage. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le transducteur est un transducteur de forces de torsion, et en ce que ledit élément rotatif et ledit dispositif de montage peuvent tourner autour d'un ase commun. 11. Appareil selon I'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que ledit dispositif destiné à appliquer uoe force d'accélération à i pièce ou à l'objet comprend en outre une butée fixe contre laquelle ledit élément peut être appliqué, et en ce que ledit dispositif de mesure effectue la mesure de la réaction pendant l'accélération et la décélération.