Brevet FR2417748A1 — publié le 19790914

La présente invention, due à M. Jacques BIRTT,R, se rapporte à un dispositif de captage des écarts géométriques de l'état de surface de pièces de révolution suivant le profil de l'une de leurs directrices et notamment de surfaces de révolu- tion, usinées en fabrication mécanique. Dans le mesurage de tels écarts géométriques d'état de surface, l'utilisation d'un calculateur de critères d'état de surface ou d'un enregistreur restituant le profil mesuré nécessite une vitesse de palpage donnée permettant le traitement ou l'enregistrement du signal électrique délivré par le palpeur. La fréquence de ce signal dépendra du pas des irrégularitées rencontrées par le palpeur sur la surface et de la vitesse de déplacement du palpeur. Dans ces conditions, quel que soit le diamètre d'une pièce de révolution, le palpeur doit parcourir la directrice-explorée à la vitesse constante permettant le traitement ou l'enregistrement du signal. Cette possibilité de permettre au palpeur de parcourir la directrice explorée à une vitesse constante, qui peut être celle de la translation du bras d'une téte de mesurage (T) ou de la vitesse linéaire de la circonférence d'une poulie (R) est le but de l'invention. Cette adaptation permet d'appliquer à ces surfaces de révolution les critères d'état de surface définis dans la norme NFE. 05.015 pour des déplacements linéaires de palpeur avec le meme appareillage de mesure. Sur un-profilomètre à réponse électrique, le dispositif a pour but de rendre la vitesse de palpage d'une directrice circulaire de diamètre donné identique à la vitesse de déplacement du bras porte-capteur de la tête de mesurage. I1 se compose essentiellement d'une poulie du même diamètre que celui de la surface de révolution sur laquelle s'effectue la mesure et recevant cinématiquement le méme déplacement angulaire relatif entre le palpeur et la surface mesurée, un brin souple,non extensible,tendu, s'enroulant sans glissement autour de ladite poulie et dont 1' extrémité libre est fixée au bras porte-capteur de la teste de mesurage,ou en variante, à la poulie de sortie d'un réducteur, assurant ainsi la même vitesse linéaire de déplacement relatif du palpeur sur la directrice de la surface de révolution mesurée et du bras porte-capteur de la teste de mesurage. Plus généralement, l'invention concerne donc un dispositif de captage de l'état de surface de pièces de révolution suivant le profil d'une de leurs directrices, par un capteur de rugosité dont le palpeur se déplace suivant ladite directrice dans un mouvement de rotation relatif pièce-palpepr autour de l'axe de révolution de la pièce, la mesure de rugosité étant captée et amplifiée par une tête de mesurage, caractérisée en ce que le mouvement d'avance du palpeur sur la pièce est assuré par la traction d'un lien tendu, inextensible, attacbé- par-une exiSeitte à Ves moyens d'entr2nement à vitesse constante et s' enroulant, sans glissement, à l'extr6- mité opposée sur une poulie liée cinématiquement en rotation à la méme vitesse angulaire du déplacement relatif pièce-palpeur et dont le brin neutre du lien s'enroule suivant le même diamètre de la directrice parcourue par le palpeur. En variante de réalisation, le raccordement du lien de captage à la poulie de sortie d'un motoréducteur permettra d'adapter la capacité des moyens d'enregistrement aux dimensions de la surface à mesurer.Par exemple, cette réduction des vitesses de déplacements angulaires par rapport à la vitesse d'enregistrement permettra de mesurer dans de bonnes conditions, sans équipement coûteux, ltétat de surface de gorges de roulements à billes de petits diamètres dont le faible déplacement linéaire le long de la direc trie sera ainsi amplifié dans les limites d'utilisation normale de la vitesse d'enregistrement du capteur. Des exemples de réalisation du dispositif de captage selon l'invention seront décrit ci-dessous, en référence aux dessins annexés où - la figure 1 montre schématiquement un exemple de montage pour la mesure de rugosi té d'une surface brochée circulaire ; - la figure 2 montre la vérification d'une surface sphérique telle qu'une tête de rotule - la figure 3 montre la vérification d'une surface plane circulaire - la figure 4 montre une vérification du type de la figure 1 mais où la poulie est directement associée au palpeur qui se déplace alors en rotation au lieu de la pièce (cas de surfaces de grandes dimensions)';; - la figure 5 montre la poulie et sa liaison par brin au bras porte-capteur de la tête de mesurage - la figure 6 montre la poulie et sa liaison à une autre poulie ayant une vitesse linéaire identique à celle du déplacement de la tête de mesurage, cette autre poulie constituant la sortie d'un moto-réducteur assurant une amplification rela tive de la vitesse d'enregistrement sur l'a tête de mesurage. Comme il apparat sur ces figures, une pièce P à mesurer ou le capteur (N) et son palpeur (S) (figure 4) sont montés sur une broche-support (non représentée) et sont centrés libres en rotation sur l'axe de deux paliers Â et B de cette broche, éventuellement complétés d'une butée d'appui (C). Une poulie du même diamètre #î, 1 2, 2, que la directrice de la surface de révolution à mesurer est également centrée sur la broche, solidaire de celle-ci, et entraîne par l'intermédiaire du brin tendu (F), suivant un mouvement Lu, le bras porte-capteur de la tête de mesurage (T), assurant le déplacement le long de l'axe des abscisses de l'enregistrement. Dans la mesure de tels états de surface, pour utiliser un calculateur de critères d'état de surface ou un enregistreur restituant le profil d'une coupe de surface avec une amplification donnée suivant cet axe des abscisses Xp tel que défini dans la norme NF E05.0I5, il faut que le palpeur ou la pièce se déplace l'un par rapport à l'autre à une vitesse donnée, le palpeur suivant la directrice de la pièce. Pour palper suivant le diamètre d'une directrice de pièce de révolution, le palpeur doit suivre la directrice à une vitesse équivalant à celle affichée pour le déplace ment du support du capteur de la tête de mesurage qui est un déplacement linéaire suivant l'axe Xp d'abscisse de ltenregistrement. Ainsi, le dispositif, selon l'invention, permet de rendre la vitesse de palpage identique ou proportionnelle à la vitesse de déplacement du bras portecapteur de la tête de mesurage. La pièce ou le capteur sont montés sur un axe de rotation matérialisé par des paliers À et B. Les paliers peuvent être cylindriques ; l'axe est matérialisé par une broche cylindrique ou conique avec un montage entre pointes de la broche (figures 1, 2, 3, 4). L'axe de rotation supporte une poulie p (figures 1, 2, 3, 4) dont le diamètre est égel à celui du diamètre à palper moins le diamètre du fil F d' entratnement ou ltépaisseur du ruban d'entrafnecet F. Le fil d'entrainement ou le ruban F sont attachés d'un c8té au bras portecapteur de la tête de mesurage T, de l'autre, ils sont enroulés sur la poulie d'entrainement p de l'axe porte-pièce ou porte-capteur. Le fil ou le ruban F sont attachés à la poulie. Tout déplacement du bras porte-capteur à une vitesse V entraine le déplace ment du palpeur par rapport à la pièce à une mame vitesse V ou, dans les cas d'utilisation d'un moto-réducteur, à une vitesse proportionnelle. Le signal émis p?r le capteur peut- alors être traité par l'une- des structures -de calcul du calculateur. I1 peut aussi être reçu directement par l'enregistreur sans déformation de l'échelle suivant l'axe d'abscisse Xp de la norme précitée. Ainsi, le dispositif est utili'sable avec tous les types d'appareils existent sur le marché, soit directement avec un enregistreur, soit avec un moto-réducteur, soit avec'un calculateur. I1 permet de capter des profils mesurés : - sur les pièces brochées circulairoe (figure 1) - sur les rotules ou sur les billes, sur les portions cylindriques des cames ; - sur les faces associées aux diamètres par rectification lorsque la typologie des stries s'y prote. La figure 6 montre une variante du dispositif d'entrainement en introduisant l'éventualité du déplacement du lien tendu par une poulie dont la vitesse linéaire de déplacement serait égale à la vitesse de déplacement de la tête de mesurage (figure 6). Cette disposition permet par des combinaisons simples de poulies et avec l'utilisation d'un petit moto-réducteur existant sur le marché, d'aborder le domaine de la vérification de l'état de surface des gorges de roulement à billes de petit diamètre, en amplifiant proportionnellement le trajet parcouru par le palpeur au niveau de celui de la tête d'enregistrement dont la distance parcourue en abscisse Xp restera celle de la capacité normale de l'appareil pour une trajectoire correspondante du palpeur réduite par le moto-réducteur G assurant son déplacement, suivant la disposition à deux poulies identiques de la figure 6. Ce dispositif pernet notamment dans l'industrie mécanique - de déterminer les cadences de réaffQtage des broches sur des bases expérimentales mesurées - de suivre la régularité de la qualité de l'état de surface de surfaces de pièces dont le contre est assez difficile jusqu'à présent. REVENDICAIIIONS 1 - Dispositif de captage de l'état de surface de pièces de révolution suivant le profil d'une de leurs di-ectrices, par un capteur de rugosité dont le palpeur se déplace suivant ladite directrice dans un mouvement de rotation relatif pièce-palpeur autour de l'axe de révolution de la pièce, la mesure de rugosité étant captée et amplifiée par une tête de mesurage, caractérisé en ce que le mouvement d'avance du palpeur sur la pièce est assuré par la traction d'un lien tendu, inextensible (F) attaché par une extrémité à des moyens d'entrainement à vitesse constante et s'enroulant sans glissement à l'extrémité opposée, sur une poulie (p) liée cinématiquement en rotation à la même vitesse angulaire du dé placement relatif pièce (P)-palpeur (S) et dont le brin neutre du lien (F) s'enroule suivant le même diamètre (1 2 3, 4, e ) de la directrice par courue par le palpeur (S). 2 - Dispositif de captage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'entraSnement du palpeur à vitesse constante sont le bras porte-capteur de la tête de mesurage (T). 3 - Dispositif de captage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entratnement du palpeur à vitesse constante sont un moto-réducteur (G) sur la poulie de sortie duquel s'enroule le lien d'entrainement (F).