Brevet FR2566520A1 — publié le 19851227

TAMPON POUR LE CONTROLE ET LA MESURE CAPACITIVE ET SANS CONTACT DES EXCENTRICITES. La présente invention se rapporte à un appareil de mesure des excentricités et vise plus particulièrement un tampon capacitif destiné à fournir des indications sur l'excentricité d'un singe de soupape de moteur à combustion interne notamment par rapport a aie sage d'un guide de soupape associé. Ce tampon trouve une application immédiate dans le contrôle dimensionnel des pièces sur des machines d'usinage en grandes séries. L'invention a donc pour objet un tampon de mesure d'excentricités qui est particulièrement bien adapté aux grandes séries pour le contrôle des culasses de moteurs à combustion interne mais aussi d'éléments d'une ligne d'alésage, d'un vilebrequin de cartercylindres, d'une ligne d'arbre à cames, Suivant une particularité de l'invention, un tel tampon capacitif comprend - un corps cylindrique venant s'engager dans un alé sage dont la concentricité est à vérifier en fonc tion d'une surface de référence - une première extrémité constituant une portée d'ap pui sur cette surface de référence - une seconde extrémité constituant un palier aérosta tique pour le centrage de celle-ci ; et - un capteur capacitif formé par une série de sondes positionnées à l'entrée de l'alésage à contrôler, à proximité de la surface de celui-ci de manière à constituer chacune avec cette surface une capacité dont la valeur varie en fonction de la distance qui les sépare. Ce tampon capacitif se présente comme un appareil industriel dont le pouvoir de résolution atteint le micron et dont la stabilité en température se révèle excellente. Suivant une autre particularité de l'invention, ces sondes sont formées par quatre lamelles métalliques isolées, collées sur le corps cylindrique du tampon suivant deux directions orthogonales, et alimentées en tension haute fréquence. Cet appareil de mesure permet une lecture instantanée des défauts de concentricité en valeur et en sens suivant deux directions perpendiculaires, notamment sur deux galvanomètres étalonnés. I1 autorise également des mesures de diamètres d'alésages à contrôler avec les memes rapidité et fidélité de lecture. I1 s'avère en outre particulièrement bien adapté au montage sur un poste de contrôle entièrement automatique pour la grande série. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui suit d'un mode de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique d'un tampon capacitif conforme à l'invention , et - la figure 2 représente une vue en coupe transversale suivant le plan 2-2 du tampon illustré à la figure 1. Un tampon 2 de mesure et de contrôle des excentricités conforme à l'invention et représenté aux figures 1 et 2 est constitué par un corps cylindrique 4, une première extrémité 6, une seconde extrémité 8 et un capteur capacitif 10. Ce tampon comporte à sa première extrémité 6 une portée d'appui speerigue 12 sur une surface de référence 14 d'un siège de soupape 16. Cette extrémité se prolonge par le corps cylindrique 4 qui vient s'engager dans un alésage 18 d'un guide de soupape 20 dont la concentricité est à vérifier en fonction de la surface de référence 14. Un palier aérostatique 22 centre la seconde extrémité 8 du tam pon 2 d'axe tt' dans l'alésage 18 du guide 20 d'axe gag'. Le capteur du type capacitif 1C est fixé sur le corps cylindrique 4 au niveau de l'entrée du guide de soupape 20. I1 est constitué par quatre sondes 24 positionnées à proximité de la surface de l'alésage 18 de manière à constituer chacune avec cette surface un condensateur dont la capacité varie en fonction de la distance qui sépare cette sonde de l'alésage 18 Ces sondes 24 sont formées par des lamelles métalliques isolées, collées sur ce corps cylindrique 4 suivant deux directions orthogonales et soumises à un courant haute fréquence. Le principe appliqué au moyen du tampon précédemment décrit pour la mesure des excentricités des sièges de soupape par rapport aux guides de soupape correspondants consiste à définir l'erreur d'alignement de trois points théoriques I,'J et 0. T t T Deux de ces points sont les centres/de l'alésage 18 du guide de soupape 20 aux extrémités de ce dernier et le o troisième point est le centre/de la sphère tangente à la surface conique 14 du siège de soupape 16. Le tampon capacitif 2 matérialise l'axe théorique tt' aui - - 1.0 et J passe par ces trois points/ éux-mêmes matérialisés par le palier aérostatique 22 à l'extrémité 8, la portée sphériquel2 notamment en quatre points à l'autre extrémité 6 et le capteur capacitif 10 intermédiaire, positionné au niveau de l'entrée du guide de soupape 20. Les différences de jeux entre l'alésage excentré 18 et les quatre lamelles 24 montées par exemple en pont donnent des variations de capacité qui sont mesurées électroniquement. Ces variations de capacité peuvent aussi être mesurées au moyen d'un dispositif électronique qui regroupe - un circuit de sortie associé à chacune des sondes 24 pour en recevoir, en réponse à l'application d'un signal électrique, un signal représentant la capacité entre la sonde respective et l'alésage 18 selon des caractéristiques connues de ce circuit de sortie - un dispositif destiné à mémoriser des informations relatives aux caractéristiques connues de chaque circuit de sortie ; et - un dispositif de traitement destiné à fournir, pour chaque sonde et à partir du signal produit par le circuit de sortie associé) une évaluation de dis tance entre cette sonde et l'alésage 18 en tenant compte des informations mémorisées relatives aux caractéristiques connues du circuit de sortie associe. REVENDICATIONS 1. Tampon (2) pour le contrôle et la mesure capacitive et sans contact des excentricités notamment de sièges de soupape en fonction d'alésage de guides de soupape dans les culasses de moteurs à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend - un corps cylindrique (4) venant s'engager dans un alésage (18) d'un guide de soupape (20) - une première extrémité (6) constituant une portée d'appui sphérique sur la surface de référence (14) d'un siège de soupape (16) - une seconde extrémité (8) constituant un palier aérostatique (22) pour le centrage de celle-ci ; et - un capteur capacitif (10) formé par une série de sondes (24) positionnées à l'entrée de l'alésage (18) à proximité de la surface de celui-ci de manière à constituer chacune avec cette surface, une capacité dont la valeur varie en fonction de la distance qui les sépare. 2. Tampon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ces sondes (24) sont formées par quatre lamelles métalliques isolées, collées sur le corps cylindrique (4) suivant deux directions orthogonales, et alimentées en tension haute fréquence. 3. Tampon suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les quatre sondes (24) sont montées en pont pour mesurer les variations de capacité. 4. Tampon suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les variations de capacité sont mesurées au moyen d'un dispositif électronique qui regroupe - un circuit de sortie associé à chacune des sondes (24) pour en recevoir, en réponse à l'application d'un signal électrique, un signal représentant la capacité entre sonde respective et l'alésage (18) selon des caractéristiques connues de ce circuit de sortie - un dispositif destiné à mémoriser des informations relatives aux caractéristiques connues de chaque circuit de sortie ; et - un dispositif de traitement destiné à fournir, pour chaque sonde et à partir du signal produit par le circuit de sortie associé, une évaluation de dis tance entre cette sonde et l'alésage (18) en tenant compte des informations mémorisées relatives aux caractéristiques connues du circuit de sortie associe.