Brevet FR2586098A1 — publié le 19870213

La présente invention concerne un dispositif de contrôle et d'asservissement d'allongement de goujon soumis à une traction, applicable en particulier au serrage précision et de sécurité en boulonnerie. Dans ce domaine par exemple, on sait que l'on peut effectuer un serrage précis en procédant à un allongement préalable du boulon par traction mécanique afin d'amener manuellement l'écrou en appui sur la surface à serrer, tout en effectuant une mesure en continu dudit allongement afin de l'interrompre automatiquement lorsqu'une valeur prédéterminée est atteinte.La Demanderesse a d'ailleurs décrit un tel procédé et un dispositif de mise en oeuvre dans sa demande de brevet français en cours NO 85 05 892 déposé le 18 Avril 1985 sous le titre "Procédé et dispositif de serrage de boulonnerie", où il est en particulier proposé un capteur de mesure de l'ellcngement, disposé sur l'extrémité du goujon dont il détecte la distance par rapport à une pige fixe prenant appui au fond du boulon, par l'intermédiaire d'une variation de courants de Foucault. Ce capteur est relié à un circuit de commande automatique de mise en pression, de stabilisation et de relachement de ladite pression sur un vérin de type annulaire d'allongement du goujon. Un tel capteur s'avère efficace et précis mais toutefois son prix de revient relativement élevé limite sa mise en oeuvre systématique. La présente invention vise donc à remédier à cet inconvénient, en fournissant un dispositif de contrôle et d'asservissement d'allongement, applicable notamment en boulonnerie, et plus généralement dans tous les cas où une traction doit être effectuée avec haute précision et gardes de sécurité, ledit dispositif comportant des organes automatiques faciles à mettre en oeuvre. Conformément à l'invention, le dispositif de contrôle et d'asservissement de l'allongement, associé à un vérin de traction à pression de fluide et à un organe de mesure d'allongement par rapport à une pige fl, mnrend un capteur à palpeurs respectivement sur les extrémités adjacentes de la pige et du goujon, dont la sortie est reliée à une centrale de mesure, elle-même reliée à une unité de traitement dans laquelle est introduite la valeur d'un allongement et d'duc pression de consigne à ne pas dépasser, ladite unité constituant l'organe de commande du moyen de déclenchement et d'isolation dudit vérin. Suivant d'autres caractéristiques, les capteurs sont du type à palpeur mécanique et le moyen de commande du vérin est une électro-vanne, l'ensemble capteurs-centrale de mesure étant d'un type permettant une scrutation rapide devant la vitesse de montée en pression du vérin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un schéma synoptique de l'en- semble du dispositif selon l'invention ; et la figure 2 représente un graphique illustrant le fonctionnement du dispositif, en particulier sa sécurité. Comme mentioné plus haut, l'objet du dispositif selon l'invention est de réaliser un asservissement de l'allongement d'un goujon soumis à un effort de traction. Dans le cadre général de l'allongement à la traction d'un goujon métallique, cet asservissement permet de toute façon de ne pas dépasser la limite élastique du métal et, en deçà, de respecter une valeur prédéterminée. En se référant à la figure 1, un goujon 1 est muni de manière connue en soi d'une pige intérieure 2 dont une extrémité est au niveau 3 de l'extrémité correspondante dudit goujon. Les extrémités opposées adjacentes respectives 4 et 5 de la pige et du goujon sont munies chacune d'un capteur à palpeur mécanique 6 et 7 respectivement, dont la sortie est reliée à une centrale de mesure 8. Un organe assurant l'allongement du goujon 1, tel qu'un vérin hydraulique 9, dont la partie mobile est solidarisée à l'extrémité 5 du goujon 1, est alimenté par un conduit 10 comprenant une électro-. 11, un régulateur de pression-amont 12 et une pompe d'alimentation convenable 13. Le régulateur 12 est relié à lå centrale de mesure 8, par la ligne 14, tandis que l'électro-vanne 11 et la pompe 13 sont reliés par les lignes respectives 15 et 16 à une unité de traitement 17. -Celle-ci comprend un organe 18 d'introductien et d'affichage de données en entrée et sortie, par exemple à clavier et imprimante, et elle est en outre relié e à la centrale de mesure 8. Il est évident que le dispositif tel que décrit cidessus pour un seul goujon s'applique normalement à un nombre quelconque de goujons et qu'il suffit dans ce cas de prévoir en conséquence la capacité de la centrale 8 et de l'unité 17, ainsi que le nombre nécessaire de capteurs, de vérins et d'électro-vannes. Pour le fonctionnement, les palpeurs des capteurs 6 et 7 sont amenés préalablement au contact respectif de la pige et du goujon. On introduit lesvaleurs consignes de déclenchement et de sécurité en 18, qui comprennent essen -tiellement la longueur d'allongement optimal et une pression limite du fluide d'alimentation du vérin. Après introduction de ces données, on vérifie la valeur différentielle initiale entre les deux capteurs, ce qui correspond à une mise à zéro de l'ensemble. le déclenchement de la montée en pression est alors effectué et, simultanément, le contrôle en temps réel débute.Le type de capteur est choisi de telle sorte que la vitesse de scrutation soit suffisamment élevée par rapport à la vitesse de montée en pression pour permettre te déclenchement d'arrêt ou l'isolation du vérin par l'électro- vanne, au micron de longueur d'allongement près, Le fait de disposer d'organes de mesure de valeurs de consigne en longueur d'allongement et en pression de fluide, lesdites valeurs étant introduites préalablement d. " l'unité de traitement, permet au dispositif selon l'invention a rer une double sécurité : l'isolation du vérin de tractif est en effet réaliséelorsque l'une ou l'autre de la longueur limite ou de la pression limite est atteinte.Cette double sécurité est illustrée par le graphique de la figure 2, où l'on a porté le temps Q er. abscisseset la pression P ou l'allongement A en ordonnées. On peut par exemple fixer une pression de consigne p évoluant selon la courbe I et un allongement maximal a selon la courbe II, inférieure à une valeur de sécurité S. L'isolation du vérin se traduit par les paliers respectifs des courbes I et IT au temps t et elle interviendrait aussi bien en fonction de l'allongement que de la pression. Par contre, si la pression maximale PM était prédéterminée à une valeur trop élevée, ltisolation serait assurée par la valeur a de l'allongement. Inversement, un allongement prédéterminé de valeur trop élevée ne serait pas atteint pour une pression prédéterminee correcte. A titre d'exemple non limitatif, on peut réaliser selon l'invention un dispositif répondant aux possibilités suivantes en ce qui concerne l'allongement - valeurs de consigne : déclenchement : 125 microns sécurité : 150 microns - (valeur différentielle : 318 microns) - allongement maximal : 130 microns - allongement résiduel : 126 microns. Il est bien entendu que la présente invention n' a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nulle- ment limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile. notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVEINDICATIONS Dispositif de contrôle et d'asservissement d'allongement de goujon soumis à un effort de traction par un vérin (9) à pression de fluide par l'intermédiaire d'un organe de mesure d'allongement dudit goujon (i), par rapport à une pige (2), caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur à palpeurs (6, 7) respectivement sur les extrémités adjacentes (4, 5) de ladite pige et dudit goujon, dont la sortie est reliée à une centrale de mesure (8) elle-même reliée à une unité de traitement (17) dans laquelle est introduite la valeur d'un allongement et d'une pression de consigne à ne pas dépasser, ladite unité constituant l'organe de commande du moyen (11) de déclenchement et d'isolation dudit vérin. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les capteurs (6, 7) sont du type à palpeur mécanique. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, carantçrisé par le fait que les capteurs et la centrale de mesure sont d'un type permettant une scrutation rapide devant la vitesse de montée en pression du vérin.