Brevet FR2262284A1 — publié le 19750919

Dans le domaine technologique dit de la fluidique; on a déjà proposé la mise en oeuvre d'éléments sous forme de composants pneumatiques qui peuvent se dispenser de pièces mécaniques mobiles et ne faire appel qutà des canaux parcourus par des jets d'air comprimé ou autre fluide, ces composants étant groupés dans un coffret de traitement à circuit fluidique, auquel est appliqué le signal pneumatique de détection et qui délivre le signal pneumatique de commande ou de mesure correspondant.On peut avoir recours à divers phénomènes aérodynamiques dans le fonctionnement des éléments fluidiques-qui peuvent entre notamment du type à déviation de jetez Bes uns ont un fonctionnement analogique : ce sont des amplificateurs fluidiques proportionnels qui délivrent une pression qui varie proportionnellement à la pression de commande ; d'autres ont un fonctionnement par tout ou rien : ce sont les bascules fluidiques ; d2alltres éléments encore tels que les bascules de Schmitt sont hybrides, étant constitués d'un amplificateur proportionnel (souvent à plusieurs étages) suivi dtune bascule, d'où une sortie tout ou rien mais; gracie aux- amplificateurs qui précèdent, ces éléments sont de très grande sensibilité et de faible hystérésis. A cette sensibilité prononcée des éléments fluidiques s'ajoutent d'ailleurs- des qualités d'endurance (nombre de manoeuvres virtuellement infini) et de stabilité des caractéristiques dans le temps. les éléments fluidiques ont reçu une variété étendue d'applications et toutes sortes d'agencements adaptés à ltapplication envisagée. On peut en trouver une description dans l'exposé de P. FACON "Applications of Fluidics in Xeasurementsn fait à la cinquième Oranfield Fluidics Conference tenue en juin 1972 à l'Université d'Uppsala, Suède, et publié par la BHRA Fluid Engineering, Oranfield, Bedford, Aulgleterre (texte XII, pages 145 à 155 > . la présente invention est relative à l'application de tels circuits fluidiques à la mesure au diamètre externe d'un produit manufacturé tel qu'un cible revêtu d'isolant plastique, par affichage de l'écart par rapport à une valeur nominale préalablement fixée et/ou par délivrance, lorsque le diamètre détecte sort de tolérances imposées, de signaux nminimum-maximum't appliqués en tant qu'ordres électriques à la machine de production débitant le produit afin de maintenir le diamètre de celuici à l'intérieur des tolérances. L'invention a plus particulièrement pour objet une tette de mesure que traverse le produit débite par la machine de production, en passant entre deux touches qutil écarte l'une de l'autre à la mesure de son diamètre, La position de l'une des touches est fixe quoique réglable, tandis que le déplacement de l'autre est détecté sans contact matériel par un capteur constitué d'une buse pneumatique qui coopère avec une palette en regard et qui est connectée à un circuit fluidique de traitement auquel est asservi un dispositif de commande de la machine de production. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le capteur a sa buse, circulaire par exemple, alimentée par un débit d'air et débouchant en face et à proximité de la palette, laquelle est solidaire de la touche mobile détectriee dti dia- mètre du produit. En cas de surépaisseur accidentelle de celui- ci; la plaquette s'éloigne de la buse, ce qui évite tout risque de détérioration par chocs de cette dernière. La description qui va suivre en regard des dessins annexé donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien óm- prendre comment l'invention peut entre réalisée. a figure 1 montre très schématiquement les éléments essentiels constitutifs d'une tête de mesure conforme à la présente invention; appliquée au contre du diamètre d'un produit manufacturé, par exemple un cible isolé débité par une machine de production. les figures 2 et 5 sont des vues de détail en plan et en élévation, avec coupes partielles, d'une telle tête de mesure. la figure 4 est un schéma d'un circuit fluidique de traitement des signaux de mesure émis par celle-ci. La figure 5 est un schéma d'un circuit électromécanique de commande selon l'invention. Dans le mode de réalisation des figures 1, 2 et 3 le produit manufacturé dont le diamètre est à contrler, en l'espèce un cible isolé 1 passe, à sa sortie de la machine de production (non représentée), sur des organes adéquats de guidage 2 2 tels que des doigts de renvoi disposés à l'entrée et à la sortie de la tête de mesure proprement dite. Dans celle-ciS le cible 1 défile entre des touches 3 et 4, par exemple en céramique ou mieux en corrindon synthétique (rubis ou saphir) présentant une meilleure résistance à l'abrasion, La touche 3 est montée en bout d'un levier 5 articulé en 6 sur des roulements à jeu réduit et sollicité à s'écarter de touche opposée 4 par un ressort spiral 7 incorporé à la tette d'articulation 6 de ce levier ; la position de la touche 3 est maintenue fixe, bien qu'elle soit réglable avec précision, par butée permanente du levier 5 sous l'action du ressort 7 contre l'extrémité d'une vis micrométrique 8 manoeuvrée par un bouton 9.La touche opposée 4 est de meme montée en bout d'un levier 10 articulé en 11 sur des roulements à Jeu réduit, mais elle est sollicitée à se rapproeher de la touche 7 formant butée par un ressort spiral 12 également incorporé à la tette d'arti eulation-11 du levier 10. Ce dernier peut Qtre verrouillé à l'aide d'un poussoir à ressort escamotable 13. le levier 10 est solidaire d'une palette 14 en regard de laquelle débouche une buse calibrée 15 fixée par via de blocage 16 et alimentée en air comprimé de façon permanente par un tuyau 17 raccordé au circuit fluidique de traitement qui sera décrit plus loin. Les diverses pièces de la tette de mesure ainsi constituée sont montées sur un socle 18 ayant quatre trous de fixation 19. Il est clair que les variations de diamètre du cible t -qui défile entre les touches 3 et 4 dont la première est maintenue fixe par butée contre la pis micrométrique 8 et dont la seconde est maintenue appliquée contre le cible 1 par le ressort 12- se traduisent par des variations proportionnelles de 11 écart e séparant la palette 14 de la buse calibrée 15 et déterminant la chute de pression dans celle-ci, cet intervalle e constituant de ce fait une perte de charge variable qui module de façon correspondante la pression dans la tuyau 17. C'est cette pression modulée qui servira de signal pneumatique de mesure du diamètre du cible 1. L'étalonnage de la tête de mesure à pied d'oeuvre est fort simple : - on prend une cale étalon d'épaisseur correspondant au diamètre du produit à contrôler ; - on I1 introduit entre les touches 3 et 4 - à l'aide du micromètre 8-9, on enfonce la touche 3 jusqu'à obtenir le zéro sur l'appareil de contre ce qui correspond à une valeur nominale de l'intervalle e. Ce jeu nominal e de fonctionnement de l'appareil étant ainsi fixé, le cible 1, quel que soit son diamètre, sera toujours contraint de cette valeur en arrière des renvois 22 comme indiqué sur la figure 1. On notera qu'en cas de surépaisseur accidentelle de ltisolant revotant le cible 1, la palette 14 s'éloigne de la buse 15, évitant ainsi tout risque de détérioration par chocs que courrait au contraire cette dernière si l'on avait opté pour une disposition inverse à rapprochement de la palette en cas de surépaisseur du câble. On peut aussi éviter tout choc de la palette 14 contre la buse 15 dans l'éventualité d'une rupture du cible 1 ou de son extraction intempestive hors de la tête de mesure, par butée préalable de la touche mobile 4 contre la touche fixe 3. On notera que l'appareil objet de la présente invention présente de nombreux avantages de rapidité précision et solidité : - Faculté de mette en place latéralement le produit 1 dans la tette de mesure suivant un plan vertical donc sans enfilage du produit, ce qui permet une introduction ou un retrait rapide et aisé. - Possibilité dune grande vitesse-de défilement. - Verrouillage du levier 10 au moyen du poussoir 13 lors d'un démarrage de fabrication (afin d'éviter les chocs dus aux raccords, noeuds, etc...). - Articulation des leviers 5, 10 supports des touches 3, 4 sur roulement à billes à åeu réduit. - Affichage du zéro de l'appareil de contrôle facilité grace au micromètre 8-9. - Position des touches 2 étudiées pour assurer un contact franc du produit 1 dans la zone de mesure. - Protection efficace de la buse calibrée 15 contre les ruptures du produit 1. - Touches 3, 4 facilement interchangeables. Comme on lta dit plus hautS la pression qui règne dans le tuyau 17 de la buse 15 et qui est modulée-en fonction de l'écart instantané e, est exploitée par un circuit fluidique de traitement illustré sur la figure 4 (où liron a représenté sché- matiquement les sources d'air comprimé ou autre fluide moteur sous la forme de petits cercles) et composé d'une partie "mesure" (analogique) et d'une partie seuils (tout ou rien). Dans la partie "mesure", la pression 2 délivrée par le capteur 15 est appliquée sur l'une des entrées 20 d'un amplificateur différentiel fluidique 21 qui reçoit sur l'autre entrée 22 une pression constante de réSérence Po. Les variations de diamètre de cible entraient un déplacement de la palette 14 et provoquent un changement de la pression n régnant dans le tuyau 17 de la buse 15. La différence entre la pression et la référence Po qui traduit en définitive l'écart entre le diamètre réel et le diamètre nominal du cabale, est amplifiée dans l'rm- plificateur différentiel 21.La pression délivrée à la sortie 23 de ce dernier est appliquée sur un manomètre 24 gradué en unités de longueur (microns par exemple) et affichant par conséquent directement l'indication de l'écart instantané en question. Dans la partie "seuils" qui est en parallèle avec la partie nmesure" le même signal pneumatique p provenant de la buse 15 est appliqué simultanément sur l'une des entrées 25, 26 de deux bascules de Schmitt 27, 28 qui sont constituéesde fa çon usuelle d'un amplificateur suivi d'une bascule et qui re çoivent- sur leur autre entrée 29, 30 une pression de polarisation P1 ou P2 réglée pour matérialiser respectivement une valeur minimum choisie el et une valeur maximum choisie e2 de cet écart instantané e que matérialise la pression de mesure p. la bascule de Schmitt 27 fonctionne alors de la manière suivante :: - lorsque la pression de mesure p est inférieure à la pression de polarisation P1 (e > e1), la sortie de la bascule 27 31 se fait d'un coté/de celle-ci ; se fait - à l'inverse, la sortie/de l'autre cEté 32 si la pression de mesure 2 est supérieure à la pression de polarisation Pi (e (e1). Il en sera de même pour l'autre bascule de Schmitt 28, à ceci près que le paranètre de polarisation n'est plus la valeur minimum el mais la valeur maximum e2 - si le signal pneumatique p est inférieur à la pression de polarisation P2 (e > e2) la sortie de la bascule 28 se fait du côté 33 ; - dans le cas contraire (e4e2), elle se fait du coté 34. les sorties 31 et 34 des bascules de Schmitt 27 et 28 attaquent un circuit ET 35 qui fournit un signal Sg si ei S1 si tel et la bascule de Schmitt 28 un signal S2 si eue2, En somme, une des bascules de Schmitt (la bascule 27) est réglée pour basculer à el et l'autre (28) à e2, les valeurs el et e2 étant les seuils minimum et maximum au-delà desquels un ordre de correction S1 ou 52 selon le cas doit être donné à la machine de production, les signaux pneumatiques S1 et S2 étant transformés à cet effet en signaux électriques par des manocontacteurs classiques à fermeture de contacts sous ltAe- tion de la pression. Pour pouvoir mesurer avec précision le diamètre du cible il est nécessaire que l'enveloppe du cible soit d'une consistance suffisante, donc refroidie et séchée la tête de mesure de diamètre est ainsi placée à une distance relativement grande de l'extrudeuse, Pour éviter des corrections continuelles et de grandes amplitudes de la machine, différentes temporisations sont appliquées au circuit électrique. 10/ les signaux de correction électrique provenant des signaux pneumatiques par l'intermédiaire des mano-contacteurs ne sont pris en compte que s'ils durent un certain temps (5 secondes par exemple). On évite ainsi d'effectuer des corrections sur des défauts isolés. 20/ Si le défaut se prolonge; un ordre de correction : défilement plus vite ou moins vite du câble, ou vitesse de rotation de la vis d'extrudeuse plus ou moins grande, est donné sous forme d'une impulsion calibrée. -Fuis une temporisation interdit même si le défaut persiste, une nouvelle correction. Il faut en effet laisser le temps au cable d'arriver jusqu'à la tête de mesure, ce qui peut prendre jusquà 20 secondes pour des cibles défilant lentement. Après ce temps de repos, si le diamètre est à l'intérieur des seuils, la vitesse du-moteur est laissée à la dernière valeur atteinte. Au contraire, si le défaut n'a pas disparu, une nouvelle impulsion de correction est donnée, impulsion qui peut agir sur un servo-moteur modifiant la tension aux bornes d'un moteur à courant continu ou la position d'une couronne portebalais. La figure 5 représente à titre d'exemple un mode de réalisation d'un circuit électromécanique suivant la présente invention, Ce circuit comporte deux mano-contacteurs doubles 41a, 41b en liaison avec la sortie du signal S1 et 42a, 42b en liaison avec la sortie du signal S2 un relais de temporisation comportant le contact 43 actionné avec un certain retard par la bobine 44 et des contacts 45, 46, 47 et de temporisation de neutralisation 48 et de correction 49, actionnés par la bobine 50. le fonctionnement de ce circuit est le suivant L'un des mano-contacteurs, par exemple 41a, 41b, est actionné. la bobine 44 est excitée et ferme le contact 43 si l'excitation persiste après le temps de filtration (par exemple compris entre O et 5 secondes), Ce réglage permet d'éliminer les corrections provoquées par des défauts isolés- du produit. Lorsque le signal dépasse le temps de filtration, la fermeture du contact 43 permet la fermeture de la branche comportant la bobine 50 et le contact 48, ce dernier étant normalement fermé. La bobine 50 actionne et ferme alors les contacts 45, 46, 47 et assure ainsi la fermeture de la branche 41a, 45 ce qui provoque la correction désirée (42a étant ouvert, la branche 42a, 46 est donc ouverte). le contact temporisé de correction 49 (temps réglable compris entre O et 5 secondes) s'ouvre alors, provoquant l'arret- de la correction. le contact temporisé de neutralisation 48 (réglable entre O et 20 secondes) ouvert par l'action du relais 50 ne se ferme qu'après sa temporisation, ce qui permet de neutraliser l'émission de signaux pendant la temporisation après la correction effectuée sur la machine. Si, à la fin de temps de neutralisation, le contact 43 actionné par-la bobine 44 est encore fermé, on effectue un nouveau cycle a1asservissement. le circuit illustré par la figure 5 est un circuit électromagnétique. Il va de soi que ce circuit de commande pourrait 8tre-également réalisé à partir de composants électroniques ou pneumatiques. REVENDICATIONS li. Dispositif de óntrtle au diamètre externe d'un produit manufacturé allongé et continu tel qu'un cible revêtu d'isolant plastique; ce dispositif comportant essentiellement une ttte de mesure que traverse le produit à contrtler en défi lant entre deux touches qu'il écarte l'une de l'autre à la mesure de son diamètres l'écartement des deux touches étant dé testé par un capteur constitué d'une Bise pneumatique qui coopère avec une palette en regard et qui est connectée à un montage de traitement adéquat auquel cette buse fournit un signal pneumatique qui est fonction dudit écartement, lequel dispositif est caractérisé en ce que la liaison cinématique entre lesdites touches et ledit capteur est agencée pour éviter toute possibili- té de contact matériel entre ladite buse pneumatique et ladite palette en regards quelles que soient les variations de diamètre externe dudit produit et en ce que ledit montage de trai- tement eet constitué par un circuit à amplificateur etZou bascule fluidique ?* Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une seule desdites deux touches est mobile et fait office de palpeur de diamètre du produit à contrôler, tandis que l'autre touche demeure fixe quoique étant réglable en position; par exemple au moyen d'une butée à réglage micrométrique-. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2; caracté risé en ce que ladite liaison cinématique est telle qu'un accroissement de diamètre du produit à contrôler se traduit par un accroissement correspondant de l'intervalle entre ladite palette et ladite buse. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, carac térisé -en ce qu'une seule desdites deux touches est montée sur un levier sollicité par un ressort vers le produit à contrtlerj tandis que l'autre touche est montée sur un levier sollicité au contraire par un ressort à l'écart dudit produit. 50 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à la tete d'articulation de chaque-levier est incorporé ressort spiral 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites touches sont en céramique ou de préférence en corrindon synthétique. T. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes; caractérisé en ce ue ledit circuit fluidique comporte une ou plusieurs bascules de Schmitt ou analogues agissantS par des mano-contacteurs, sur les organes de réglage d'une machine débitant ledit produit à contrtlers lorsqu'un seuil de tolérance se trouve franchi et cela pendant un temps prédéterminé 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'action sur lesdits organes de réglage de la machine se produit après un temps de filtration prédéterminé afin d'éliminer les corrections provoquées par les défauts isolés du produit et après un temps de neutralisation suivant une précédente correction.