Brevet FR2527104A1 — publié le 19831125

-Procédé pour le tri de classement d'un certain nombre de roues dentées affectées de défauts de surface et dispositif pour l'application automatique de ce pro- cédé ". La présente invention a pour objet un procédé pour le tri de classement de roues dentées affectées de défauts de surface, à partir d'un certain nombre de pièces, les roues dentées étant amenées l'une après l'autre à une Ins- tallation de montage dans laquelle chaque roue est mainte- nue rigidement, mais à rotation libre, en prise avec une roue maîtresse à axe parallèle montée avec élasticité en direction radiale, et entraînée en rotation, la roue à vérifier étant entraînée en rotation par la roue maitres- se, avec application d'une charge radiale sur les deux flancs. Elle s'étend à un dispositif pour l'application automatique de ce procédé. Les roues dentées, tout comme d'autres pièces méca- niques, sont toujours exposées, pendant la fabrication, le transport et autres manipulations, à un risque d'en- dommagements De petites égratignures, empreintes, refou- lements, et autres défauts sur les flancs des dents res- tent souvent non décelés lors du contrôle final, mais ils peuvent plus tard être la cause de bruits de fonctionne- ment gênants Un contrôle visuel avant le montage entraîne une dépense importante de personnel et ne donne aucune assurance que tous les défauts seront découverts Un essai de fonctionnement avec une roue mattresse, ou avec la roue conjointe n'aboutit pas non plus toujours au résul- tat désiré, car le comportement de bruit d'une roue den- tée ou d'une paire de roues dentées, dans la machine d:essai est souvent différent du comportement dans la réalité, dans un carter de mécanisme. Partant de ces observations, la présente invention a pour but de mettre au point un procédé et un dispositif avec lesquels des roues dentées fabriquées en série sont soumises dans une proportion de cent pour cent à un con- trôle relatif à des dégradations présentes sur les flancs, et les roues dentées non exemptes de défauts peuvent être retirées. Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé du type mentionné au début, caractérisé en ce qu'on détecte les déviations radiales de la roue maîtresse qui sont produites pendant la rotation de cette roue mattresse et de la roue dentée, on convertit ces déviations en Impul- sions de tension qui sont transmises à un dispositif électronique de mesure dans lequel elles sont comparées, du point de vue grandeur, durée et fréquence, à des va- leurs limites préréglées extérieurement, la roue dentée étant alors dirigée, par un aiguillage de classement, vers un magasin ou analogue, en fonction du résultat de l'examen. Chaque irrégularité de surface ou endommagement sur un ou plusieurs flancs de la roue à vérifier a pour conséquence un changement de la distance entre axes et ainsi un changement de position momentané de la roue maîtresse Ces changements sont convertis, dans un récep- teur,-en signaux de mesure électriques qui apportent un jugement sur l'importance de l'endommagement détecté Le récepteur peut être au choix du type à déplacement, à vitesse ou à accélération Suivant le temps dans lequel se maintient un signal de mesure, et/ou suivant la fré- quence de signaux identiques ou différents, peut être apportée une conclusion sur le type de défaut Ces si- gnaux de mesure sont comparés avec des valeurs limites extérieurement réglées, et les roues dentées sont ensui- te classées en fonction de ces résultats de mesure. Pour la comparaison des signaux de mesure avec les valeurs limites, il est judicieux, suivant une caracté- ristique de l'invention, de retirer de l'examen un défaut éventuel de faux rond de la roue en question. Etant donné que de nombreux défauts sont détectables dif- féremment selon le sens de rotation de la roue dentée, le contrôle est effectué de préférence dansles deux sens de rotation. Pour des raisons d'économie, le résultat de l'épreuve est réparti entre trois critères de jugement, à savoir "bon", "à corriger" et "rebut", en fonction chacune des roues vérifiées est amenée en un endroit approprié Il est possible d'envisager en plus d'autres critères, par exemple en spécifiant le travail de correc- tion qui est nécessaire. L'utilisation d'une roue maîtresse, avec une denture nettement différente de celle de la roue, par exemple avec un nombre de dents double de celui de la roue à vérifier, permet de déceler un défaut ou un dépôt de saleté sur la roue mattresse elle-même. Lorsque l'affectation des pièces vérifiées s'effec- tue automatiquement par un aiguillage de sortie en dépen- dance du résultat de l'examen, l'invention prévoit une indication optique du résultat Dans un but d'étalonnage ou de statistique, il peut être souhaitable de prévoir un enregistrement graphique des résultats d'examen. L'invention s'étend à un dispositif pour la mise en application du procédé ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend une installation de montage à poste fixe pour les roues dentées à vérifier, une installation d'amenée (goulotte) équipée au besoin avec une installation de distribution individuelle des pièces, un bras pivotant articulé vers un côté qui supporte, à son extrémité libre la roue maîtresse entraînée en ro- tation, une installation d'entraînement qui provoque un dépla- cement de pivotement du bras pivotant, une installation de charge (ressort) pour le bras pivo- tant, une installation d'évacuation avec un aiguillage de classement de position réglable, un organe récepteur qui convertit en impulsions de ten- sion les déviations de position éventuelles de la roue maitresse, une installation pour le choix de réglage préalable de valeurs limites admissibles pour le résultat, un ensemble électronique de mesure comprenant des ins- tallations pour le traitement d'exploitation des impul- sions de tension, et qui est en liaison avec l'instal- lation de réglage de valeurs limites, avec l'organe- récepteur et avec l'aiguillage de classement. Conformément à l'invention, l'ensemble électronique de mesure est pourvu d'un filtre pour l'élimination d'im- pulsions de tension provenant d'un défaut éventuel de rotation circulaire correcte. La roue mattresse peut être entraînée dans chaque direction de rotation. Conformément-à l'invention, les installations pour l'exploitation des impulsions de tension comprennent deux comparateurs pour la comparaison de la largeur de bande des impulsions avec une valeur limite extérieurement pré- réglée, inférieure et supérieure. Les installations prévues pour l'exploitation des impulsions de tension comprennent une installation de comptage ou d'addition pour détecter la fréquence des impulsions de tension, et un comparateur pour comparer cette fréquence à une valeur limite préréglée extérieu- rement. L'ensemble électronique ainsi que les comparateurs sont connectés de telle manière qu'ils distinguent les roues dentées vérifiées selon au moins les trois critè- res "bon", "à corriger" et "rebut", et que l'aiguillage de classement soit amené dans les positions appropriées correspondant à ce classement. Une installation indicatrice pour affichage optique du résultat de l'examen est raccordée à l'électronique de mesure, ou encore, si on le désire, un dispositif scrip- teur pour enregistrement graphique des résultats. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble simplifiée des éléments les plus importants d'un dispositif de vérifi- cation et de tri des roues dentées, la figure 2 est un schéma par blocs de l'ensemble électronique, la figure 3 est un diagramme de circulation des roues à vérifier, la figure 4 montre le signal de parcours d'une roue dentée, tel qu'il est enregistré lors d'une vérifica- tion des deux flancs de roue, les figures 5 à 11 montrent différentes formes du signal de mesure. Sur un socle 1, simplement schématisé dans la figure 1 par des hachures, est disposée une installation de mon- tage à poste fixe 2, 3, dçstinée à recevoir en rotation la roue dentée à vérifier 5, qui est amenée à l'instal- lation par l'intermédiaire d'une goulotte 4 ou autre dis- positif de transport de pièces La goulotte 4 est pourvue d'une installation de distribution par unités, non repré- sentée, en vue de n'amener toujours qu'une seule pièce ' à l'installation de montage 2, 3 Dans le socle 1 est supporté un axe 6 pour un bras pivotant 7, lequel reçoit, sur son extrémité libre, une roue maîtresse 8 entraînée en rotation Pour cet entrainement en rotation, il est prévu un moteur 9 concentrique à l'axe 6, qui est relié à la roue maîtresse par l'intermédiaire de roues dentées, non représentées, ou par un mécanisme de trans- mission par chaine ou courroie. La roue maîtresse 8 est placée, avec la roue dentée à vérifier 5, en engrénement de denture à deux flancs, sous une légère pression radiale produite par un ressort 11 Pour opérer un échange de la roue dentée 5, on soulève le bras pivotant 7, contre la force du ressort Il A cet effet, il est prévu une unité à cylindre et piston 10, dont la tige de piston est articulée sur le bras pivotant 7, et dont le carter de cylindre est articulé sur le socle 1 La roue vérifiée 5, parvient, lorsqu'elle est libérée par l'installation de montage 2, 3, par l'inter- médiaire d'une goulotte de-sortie 14, à un aiguillage de classement 15, par lequel, selon le résultat de l'examen, elle est dirigée dans l'un de trois magasins 17, 18, 19. Pour l'entrafnement de l'aiguillage de classement 15, il est prévu une unité de cylindre et piston 16 dont la tige de piston est articulée à l'aiguille de classement 15 et le carter de cylindre est articulé sur le socle 1, de l'installation de vérification. Le bras pivotant 7 est pourvu d'un appendice ou flèche 7 ' perpendiculaire à son axe longitudinal, qui coopère avec un organe récepteur 20 Cet organe récepteur peut être du type détecteur de déplacement, de vitesse, ou d'accélération Il reçoit les déviations radiales de la roue maîtresse 8 et les convertit en impulsions de tension Ces impulsions de tension sont transmises à un ensemble électronique de mesure 21, dans lequel elles sont traitées et comparées à des valeurs limites réglées extérieurement L'aiguille de classement est alors dépla- cée et positionnée en fonction du résultat de l'examen de vérification En même temps, ce résultat est indiqué optiquement. Dans l'exemple représenté, le classement est effec- tué en fonction de trois critères différents "bon", "à corriger", et "rebut", qui sont symbolisés par des lampes correspondantes 40, 41, 42 sur un tableau d'affi- chage 28 A cet ensemble électronique peut être raccordé en supplément un dispositif scripteur de mesure 29 pour enregistrer le résultat de l'examen, ce qui est utile notamment pour l'étalonnage de l'installation ou pour des buts statistiques. Les composants essentiels de l'ensemble électroni- que de mesure 21 sont représentés dans un schéma par blocs dans la figure 2, et leur mode de fonctionnement est représenté dans la figure 3 sous forme de diagramme de circulation Les impulsions de tension déli- vrées par le récepteur sont amenées l'une après l'autre à un amplificateur 24, à un redresseur 25, à un mesureur de niveau 26 et à deux comparateurs 31 et 32 Les seuils de traversée (valeurs limites) des comparateurs peuvent être réglées extérieurement sur des potentiomètres 34, 35 montés sur un panneau de manoeuvre 22 Le redresseur 25 est nécessaire, car les défauts relevés sur les flancs de dents de roue dentée 5 peuvent provoquer des impul- sions de tension de hauteurs différentes en direction positive et négative Etant donné que la tension de mesu- re ne doit pas être influencée par un défaut éventuel de rotation correcte de la roue dentée 5, cette influence est annulée au moyen d'un filtre 23 Les impulsions sont en- registrées, par exemple comptées, intégrées, ou analogue dans l'installation de comptage 27, dans chaque direction de rotation et cette amplitude est transmise sur un autre comparateur, lequel présente également un seuil de traver- sée réglable sur un potentiomètre 36. Si un ou plusieurs des comparateurs 31, 32, 33 répondent, les étages basculants qui leur sont affectés entrent en action, et ils commandent des relais 37, 38, 39 ou des transistors de connexion appropriés pour le positionnement de l'aiguillage de classement 15. On doit mentionner la possibilité de prévoir, pour la détection de défauts dans la rotation d'engrènement, un autre comparateur, dont le seuil de traversée est également réglable sur un potentiomètre monté sur le tableau de manoeuvre Ce comparateur n'est pas représenté dans les figures 2 et 3. Dans la figure 4 est représentée l'allure du signal de parcours d'une roue dentée exempte de défauts Elle montre la caractéristique typique d'un diagramme de rou- lement sur deux flancs avec le défaut de faux rond en forme de sinusoïde et le saut d'engrènement superposé Le signal de parcours est l'image électri- que de la variation d'espacement dans la mesure de par- cours telle qu'elle est habituellement mesurée et repré- sentée lors d'un essai de roulement d'engrènement à deux flancs de dent. La figure 5 montre, en comparaison avec la figure 4, le signal de mesure de la même roue dentée tel qu'il est traité conformément à la présente invention Ce signal de mesure est le signal électrique délivré par le récep- teur 20 dans lequel l'indice de rotation circulaire et la mesure absolue de la distance entre la roue dentée 5 et la roue maîtresse ont été refoulés, et qui, amplifié, montre les variations telles que le saut d'en- grènement des dents, et, par exemple dans la figure 6, les variations particulièrement brusques de la distance entre axes qui résultent de défauts. Dans la figure 5, en plus de la forme de signal, sont encore indiquées les valeurs limites inférieure ( 48) et supérieure ( 49) Ces valeurs peuvent être réglées au préalable, par exemple à 10 microns et 150 microns à partir d'une ligne zéro 47 Si la valeur limite inférieure n'est pas atteinte, il n'existe aucun défaut ou du moins aucun défaut notable et la roue dentée peut être classée comme "bonne". Dans la forme de signal de la figure 6, est par contre décelé un défaut qui est constaté par les pointes 50 Elles se trouvent au-dessus du seuil admissible de microns mais toutefois sans atteindre le seuil maximal supérieur La roue dentée est alors classée comme "à corriger". La figure 7 montre une forme de signal très voisine. La pointe 50 est encore présente en deux endroits corres- pondant à deux tours de rotation de la roue dentée 5 En outre, il existe une pointe 51 plus importante qui n'apparatt qu'une seule fois Cela est un indice certain qu'un défaut est également présent sur la roue maîtresse 8, ou qu'une saleté ou analogue s'est déposée sur l'une des dents de la roue mattresse La roue dentée 5 n'est alors classée, uniquement sur la base des pointes 50, à attribuer à la roue maîtresse, comme "à corriger". Au contraire de la figure 6, on observe, dans la figure 8, plusieurs pointes 52, qui font saillie au-delà de la limite supérieure réglée de 150 microns En règle générale, une telle roue ne peut pas être rectifiée et elle est par conséquent classée comme "rebut" Cependant, dans certains cas, les pièces qui ont été désignées comme "rebut" sont soumises ensuite à un examen visuel appro- fondi, afin de décider si un travail de rectification ne serait pas encore possible, soit à la main, soit avec une opération mécanique supplémentaire. Le procédé de vérification conforme à l'invention permet également de déceler des erreurs de fabrication. La possibilité de détecter des défauts du saut d'engrènement a été mentionnée ci-dessus Un autre cas est représenté dans la figure 9 Les nombreuses pointes 53 qui se succè- dent directement et qui dépassent la limite inférieure 47, font conclure à un défaut dans le travail de rectifi- cation fine des flancs de dents Les impulsions sont enregistrées, par exemple intégrées, et, si l'amplitude d'intégration dépasse une valeur limite préréglée, la dent est également classée comme "rebut". Avec le signal de mesure, peuvent également être détectés des défauts dans la denture Dans le cas d'une roue dentée dont les dents ont été réalisées trop gran- des, la valeur moyenne de signal 54 se trouve au-dessus de la ligne de zéro 47 (figure 10), tandis que, dans le cas d'une roue dentée fabriquée avec des dents trop petites, la valeur moyenne de signal 55 se trouve au- dessous de la ligne zéro 47 (figure 11) Dans les deux cas, la roue dentée est classée comme "rebut". La valeur limite inférieure 48 et la valeur limite supérieure 49 peuvent également être réglées à demeure dans le dispositif de classement Ainsi, ces valeurs limites seraient fixées pour toutes les pièces, indépen- damment de leurs dimensions (par exemple grosseur des dents ou module) et de leur but d'emploi Cependant, grâce à la possibilité de réglage particulier, le dispo- sitif de classement est facile à convertir dans son équi- pement et peut être ainsi utilisé de manière universelle, c'est-à-dire adapté à tous les cas. Les roues dentées qui ont été classées comme pièces "à corriger", peuvent être soumises à une opération ultérieure de rectification, par meulage ou rasage, ou autre processus de rectification fine adapté à des roues trempées, pour être amenées à un état conforme En géné-. ral, on règle la valeur limite supérieure 49 de telle manière que des roues présentant des défauts au-dessous de cette limite, puissent encore être rectifiées écono- miquement par les opérations mentionnées ci-dessus Un examen approfondi des roues dentées ayant été classées comme "rebut" peut amener à une conclusion relative à des erreurs fondamentales dans la fabrication (par exem- ple insuffisance d'usinage de rectification fine, comme dans la figure 9) ou dans le transport des pièces (endom- magements par insuffisance de protection contre les chocs réciproques), erreurs qui peuvent être évitées dans la suite. R E V E N D I C A T I O N S ) Procédé pour le tri de classement de roues dentées affectées de défauts de surface, à partir d'un certain nombre de pièces, les roues dentées étant ame- nées l'une après l'autre à une installation de montage dans laquelle chaque roue est maintenue rigidement, mais à rotation libre, en prise avec une roue maîtresse à axe parallèle montée avec élasticité en direction radiale, et entraînée en rotation, la roue à vérifier étant en- traînée en rotation par la roue maîtresse, avec applica- tion d'une charge radiale sur les deux flancs, procédé caractérisé en ce qu'on détecte les déviations radiales de la roue maîtresse ( 8) qui sont produites pendant la rotation de cette roue maîtresse ( 8) et de la roue dentée ( 5), on convertit ces déviations en impulsions de tension qui sont transmises à un dispositif électronique de mesure ( 21) dans lequel elles sont comparées, du point de vue grandeur, durée et fréquence, à des valeurs limites préréglées extérieurement, la roue dentée ( 5) étant alors dirigée, par un aiguillage de classement ( 15), vers un magasin ou analogue, en fonction du résultat de l'examen. ) Procédé suivant la revendication 1, caractéri- sée en ce qu'on élimine par filtration préalable des déviations provoquées éventuellement par des défauts de faux rond, ) Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la rotation de la roue maîtresse ( 8) et la roue dentée ( 5) s'effectue d'abord dans un sens, et ensuite dans le sens de rotation opposé - 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le résultat de l'exa- men est réparti entre au moins trois critères, à savoir "bon", "correction" et "rebut", l'aiguillage de classe- ment ( 15) étant amené dans des positions correspondantes, et un magasin approprié ou analogue étant prévu pour chaque critère. ) Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une roue maîtresse ( 8) pourvue d'un nombre de dents différant nettement de celui de la roue dentée ( 5). ) Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que le résultat de l'exa- men est indiqué optiquement. ) Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que le résultat de l'exa- men est enregistré graphiquement. ) Dispositif pour la mise en application du pro- cédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: une installation de montage à poste fixe ( 2, 3) pour les roues dentées à vérifier ( 5), une installation d'amenée (goulotte 4) équipée au besoin avec une installation de distribution indivi- duelle des pièces, un bras pivotant ( 7) articulé vers un côté qui supporte, à son extrémité libre la roue maîtresse ( 8) entraînée en rotation, une installation d'entraînement ( 10) qui provoque un déplacement de pivotement du bras pivotant ( 7), une installation de charge (ressort 11) pour le bras pivotant ( 7), une installation d'évacuation avec un aiguillage de classement de position réglable ( 15), un organe récepteur ( 20) qui convertit en impulsions de tension les déviations de position éventuelles de la roue maîtresse ( 8), une installation ( 22) pour le choix de réglage préala- ble de valeurs limites admissibles pour le résultat, un ensemble électronique de mesure ( 21) comprenant des installations pour le traitement d'exploitation des im- pulsions de tension, et qui est en liaison avec l'ins- tallation de réglage de valeurs limites ( 22), avec l'organe récepteur ( 20) et avec l'aiguillage de classe- ment ( 15). 90) Dispositif suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que l'ensemble électronique de mesure est pourvu d'un filtre ( 23) pour l'élimination d'impulsions de tension provenant d'un défaut éventuel de rotation circulaire correcte. 100) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 8 ou 9, caractérisé en ce que la roue maîtresse peut être entrainée dans les deux sens de rotation. 11 ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 8 à 10, caractérisé en ce que les Installations pour l'exploitation des impulsions de tension comprennent deux comparateurs ( 31, 32) pour la comparaison de la largeur de bande des impulsions avec une valeur limite extérieurement préréglée, inférieure et supérieure. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 8 à 11, caractérisé en ce que les installations pour l'exploitation des impulsions de tension comprennent une installation de comptage ou d'addition ( 26) pour détecter la fréquence des impulsions de tension, et un comparateur ( 33) pour comparer cette fréquence à une valeur limite préréglée extérieurement. 13 ) Dispositif suivant l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que l'ensemble électronique de mesure ( 21) ainsi que les comparateurs ( 31, 32, 33) sont connectés de telle manière qu'ils distinguent les roues dentées vérifiées selon au moins les trois critères "bon", "à corriger" et "rebut", et que l'aiguillage de classement ( 15) soit amené dans les positions appropriées correspondant à ce classement. 14 ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 8 à 13, caractérisé en ce qu'une Installation indicatrice ( 28), destinée à afficher optiquement le résultat de l'examen, est raccordée à l'ensemble électro- nique de mesure ( 21). ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 8 à 14, caractérisé en ce qu'un organe enregis- treur de mesure ( 29) est raccordé à l'ensemble électroni- que ( 21) pour enregistrer graphiquement les résultats d'examens.