Brevet FR2601776A1 — publié le 19880122

DISPOSITIF DE MESURE DU JBU RADIAL DE ROULEMENTS L'invention concerne un dispositif de mesure du Jeu radial de roulements dans lequel au nomes l'une des bagues du-rouIement-=wesuri est fixe, ce dispositif comportant une paire d'éléments de charge agissant diamétralement en alternance dans des sens opposés sur la surface périphérique de la bague extérieure et un dispositif de mesure de déplacement mesurant, sur la direction de la charge, le degré de liberté radiale que la bague extérieure, chargée en alternance dans des sens opposés, presente par rapport à la bague intérieure Un dispositif de ce type est connu par le brevet allemand DPPS 63 888.Dans ce cas, la bague extérieure est déplace par rapport à la bague intérieure fixe par un dispositif de charge opérant diamétralement en alternance. La différence des valeurs mesurées aux positions extrêmes de la bague extérieure, par rapport à la bague intérieure, donne le Jeu radial de ce roulement. Pour obtenir plusieurs valeurs mesurées dans des plans diamétraux différents du roulement, on fait pivoter celui-ci d'un angle prédéterminé, après la première mesure. Afin d'éviter un déplacement angulaire incontrôlé de la bague extérieure par rapport å la bague intérieure, il est prévu un dispositif réalisant un pivotement commun. Ces moyens supplémentaires compliquent énormément le dispositif connu.De plus, comme les composants du dispositif, notamment le composant prévu pour le pivotement du roulement, sont inévitablement dotés de tolérances de fabrication, les résultats des mesures sont forcément imprécis. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de mesure du jeu radial de roulements, du type indiqué au début, qui permettra d'obtenir une plus grande précision de mesure, avec des moyens simplifiés. Selon l'invention, ce but est atteint, avec un dispositif de mesure du type indiqué au début, gracie à une deuxième paire d'éléments de charge agissant diamétralement en alternance dans des sens opposés, cette deuxième paire étant décalée d'un angle de 90 par rapport à la première, un deuxième dispositif de mesure de déplacement étant associé å cette deuxième paire. Un tel agencement permet de renoncer a tous les équipements supplémentaires pour faire pivoter le roulement et pour arrêter les bagues l'une par rapport å l'autre. L'invention prévoit deux dispositifs de charge et de mesure, décalés de 90 , rigidement positionnés l'un par rapport a l'autre. La bague intérieure est montée sur un mandrin qui est également positionné rigidement au moyen du b & i du dispositif, notamment par rapport à la fixation du dispositif de mesure de déplacement. Be sont mobiles, dans le dispositif selon l'invention, que les éléments de charge qui provoquent un déplacement diamétral et une charge de la bague extérieure, alors que la bague intérieure est immobile.Pour qbtenir la première valeur de mesure, un élément de charge provoque d'abord un déplacement de la bague exterieure dans - une direction radiale. La valeur mesuree correspondant a l'intervalle bague intérieure-bague extérieure" est alors lue ou mise en mémoire d'une manière appropriée quelconque. Ensuite, la bague extérieure est déplacée dans le sens opposé, dans le meme plan diamètral, par l'élément de charge diamétralement opposé, après suppression de la charge précédente. La différence entre la valeur mesurée ainsi obtenue et la valeur déjà lue donne le jeu radial dans ce plan diamétral. La meme procédure a lieu ensuite dans -le plan diamétral-décalé de 90-. Les deux valeurs~ du jeu radial mesurées constituent un résultat représentatif concernant le roulement mesuré. Par exemple, la moyenne des deux valeurs mesurées constitue le paramètre permettant de qualifier le roulement. Le dispositif selon l'invention est de construction simple et se distingue par une grande stabilité et une grande précision de mesure, du fait du petit nombre des pièces mobiles. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les dispositifs de mesure de déplacement présentent chacun deux capteurs électroniques de mesure å palpeur, associés par un circuit d'addition ou de soustraction et s'appliquent sur la surface périphérique de la bague extérieure et, en un point situé sur la même ligne radiale, sur la surface de l'alésage de la bague intérieure, et un appareil indicateur. Cet appareil indicateur comporte de préférence des moyens électroniques d'interprétation. Le contact direct des capteurs de mesure contre les surfaces de prise de mesure du roulement accroit la précision du résultat des mesures, les erreurs inhérentes aux tolérances de pièces supplémentaires etant exclues.La pointe de la touche du capteur de mesure s'applique directement contre la surface de l'alésage de la bague intérieure, de sorte que le mandrin sur lequel cette bague intérieure est placée ne sert pas de référence. Le circuit d'addition ou de soustraction des capteurs de mesure présente en outre cet avantage que la position absolue du roulement par rapport au bati n'intervient pas dans le résultat des mesures. Le résultat des mesures est formé exclusivement par la variation de l'intervalle entre les points de mesure å la surface de l'alésage de la bague interieure et à la surface périphérique de la bague extérieure.Les capteurs de mesure électroniques sont reliés aux entrées d'un appareil indicateur avec moyens électroniques d'interprétation comportant, de manière connue, des circuits appropries à la mise en mémoire de la première valeur mesuree et à la formation d'une différence avec la deuxième valeur mesurée, afin d'indiquer directement le jeu radial- après la mesure, ou de traiter cette dernière pour d'autres fins appropriées. Dans une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, les éléments de charge sont réalisés sous forme de galets entraînant par frottement la bague extérieure. la détermination du Jeu radial en présence d'une rotation relative des bagues est préférable, notamment dans le cas des roulements à billes. Ainsi, avec la solution proposée par l'invention, les petites différences dues aux tolérances sur le pourtour de la bague extérieure, ainsi que les variations infimes du diamètre des billes, sont prises en compte dans le résultat des mesures. On détermine ainsi les valeurs maximales du Jeu radial pendant la rotation. I1 est donc également possible de former des valeurs minimales ou des valeurs moyennes. La formation de telles valeurs à partir des deux valeurs mesurees dans les plans diamétraux décalés de 90- est effectué, selon une autre caractéristique de l'invention, au moyen d'un circuit contenu dans l'appareil indicateur, et le résultat est affiche directement, Pu traité autrement ou à d'autres fins. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'appareil indicateur avec moyens électroniques d'interprétation présente un circuit indiquant une différence entre les deux valeurs mesurées qui dépassent une valeur préétablie. Cela permet de signaler de manière simple l'existence d'un défaut de l'ensemble du dispositif de mesure de déplacement, l'existence d'écarts dimensionnels extrêmes des composants du roulement, ou le dépot de particules étrangères ou de souillures sur les pointes des touches, sur les surfaces de mesure, ou dans le roulement. -Selon une autre caractéristique de l'invention, l'axe du mandrin portant le roulement est horizontal, et les lignes diamétrales pour la mesure ou la charge sont inclinées chacune de 45 par rapport à la verticale. Ainsi, notamment dans le cas des roulements à billes, on obtient un roulement ou un positonnement précis des billes sur les lignes de fond des pistes de roulement aménagées dans les bagues. Cette disposition évite les valeurs de mesure exprimant des résultats surprenants. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés dont les figures representent - la figure 1, une vue partielle en élévation latérale, et en coupe, d'un dispositif de mesure du Jeu radial d'un roulement a rouleaux cylindriques, les bagues de ce roulement étant immobiles dans ce dispositif; - la figure 2, une vue partielle en plan et en coupe du dispositif selon la figure 1; - la figure 3, une vue partielle en élévation latérale et en coupe d'un dispositif de mesure du jeu radial dfun roulement à billes, avec bague extérieure entraînée en rotation; et - la figure 4, une vue partielle en plan et en coupe du dispositif selon la figure 3. Les dispositifs ne sont représentés sur les figures qu'avec les détails essentiels a la comprébension. Notamment le bati, les moyens d'entraînement des éléments de charge et l'appareil indicateur sont omis, car il s'agit de moyens parfaitement connus de l'homme de l'art. Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 est constitué, pour l'essentiel, par un mandrin 2 pour recevoir un roulement à rouleaux cylindriques 3, par deux dispositifs de mesure de déplacement qui opérent suivant des lignes diamétrales mutuellement décalées de 90 et comportent, pour l'essentiel, un capteur de mesure 4 cooperant avec un corps porte-touche 5 qui est une pièce en forme de U, et par des éléments de charge 6 agissant en alternance, à chaque fois suivant lesdites lignes diamétrales. Ces éléments de charge sont réalisés sous forme de douilles ou broches mobiles.Lors de l'application de la charge, chacun d'eux est poussé contre la surface périphérique 7 de la bague extérieure 8 qu'il déplace ainsi radialement par rapport à la bague intérieure 9 Jusqu'à ce que le rouleau cylindrique correspondant 10 se trouvant entre les pistes de roulement de la bague extérieure 8 et de la bague intérieure 9 soit serré entre celles-ci. La charge est modérée, de manière que la déformation des parties 8, 9 et 10 du roulement reste négligeable. Chaque dispositif de mesure de déplacement est constitué par un corps porte-touche profilé en forme de U, 5, dont la branche 11 située radialement à l'intérieur presente une touche convexe 13 appliquée radialement contre la surface 12 de l'alésage de la bagué intérieure 9.Dans l'autre branche 14, celle située radialement à l'extérieur, est maintenu, dans l'alignement radial de cette touche 13, un capteur de mesure 4- dont la pointe de palpeur 15 s'applique sur la surface périphérique 7 de la bague extérieure 8. Son palpeur allongé 16 traverse l'alésage de la douille 6 opérant en tant qu'élément de charge 6. Le corps porte-touche 5 est lie au bati 1 par l'intermédiaire de ressorts à lame 17 dirigés axialement, de sorte que l'on dispose d'un montage à parallèlogramme facilement deformable assurant un guidage radial par rapport au roulement 3 à rouleaux cylindriques. Un ressort disposé dans le capteur de mesure 4 communique à son palpeur 16 une précontrainte élastique dirigée vers la bague extérieure 8, de sorte que le roulement 3 à rouleaux cylindriques se trouve pris entre les pointes des touches 13 et 15. Le mandrin 2 présente un évidement correspondant 18 pour recevoir la branche 1 1 du corps porte-touche 5 en laissant subsister de tous les côtés un espace suffisant pour asurer la mobilité de ce corps 5. Diamétralement à l'opposé de chacun de ces évidements 18, la surface périphérique cylindrique du mandrin 2 présente un saillant 19 pour offrir un appui ponctuel à la surface de l'alésage de la bague interieure 9. En direction axiale, cette dernière est enserre entre une surface d'épaulement 20 et la face frontale 21 d'un outil 22 mobile axialement. Lors de la mesure, quatre valeurs sont mesurées et traitées par un appareil indicateur avec-moyens électroniques d'interprétation. L'élément de charge 6 représenté en bas à gauche sur la figure 1 opère en premier e se déplace sous pression vers la surface périphérique 7 de la baggue exterieure 8 qu'il déplace radialement par rapport à la bague intérieure 9. Les trois autres éléments de charge 6 sont alors inopérants et se trouvent ecartés de la surface périphérique 7 de-la bague extérieure 8. Dans cette position, la première valeur de mesure du dispositif de mesure de déplacement 4, 5 opérant sur cette ligne diamétrale est indiquée ou mise en mémoire par l'appareil indicateur. Ensuite, l'élément de charge 6 représenté à droite dans le haut de la figure 1 opère de la même manière, tandis- que celui qui est à l'opposé est mis hors-charge. Il en résulte que la bague extérieure 8 se déplace dans la direction opposée. A partir de la valeur mesurée dans cette position et de la valeur déjà mémorisée, l'appareil indicateur calcule la différence qui correspond au jeu radial, sur cette ligne diamètrale, du roulement & rouleaux cylindriques 3. Cette différence est mise en mémoire de manière connue. Après cela, le processus de mesure sur l'autre ligne diamétrale commence à autre exécuté de la même manière. A partir du jeu radial ainsi déterminé et de celui déterminé auparavant, l'appareil indicateur forme la moyenne qu'il indique sur un instrument ou analogue, en unités de mesure exprimant un déplacement. Le dispositif représenté sur les figures 3 et 4 sert à mesurer le jeu radial lorsque la bague extérieure 8 est entraînée en rotation. L'agencement des lignes diamétrales et le montage du roulement à billes 23 sont identiques à ceux de l'élément précédent. Au lieu d'éléments de charge en forme de douille, on a prévu des galets de frottement entraînés 24, dont l'entraînement n'est pas représenté en détail. Les deux dispositifs de mesure de déplacement sont constitués chacun par deux capteurs électroniques 4 avec circuit pour calcul de différence, auxquels les grandeurs mesurées sont transmises par des leviers de mesure 25 et 26. Pour le capteur 4 agencé contre la surface 12 de l'alésage de la bague intérieure 9, on a prévu un levier de mesure rectiligne 25 dont l'extrémité libre est fixée de manière articulée, par l'intermédiaire d'un ressort à lame 27, au mandrin 2. La pointe 15 du palpeur du capteur 4 se trouve à peu près au milieu de ce levier de mesure 25 (figure 4).La course de la tige du palpeur 16 en cet endroit est plus faible que celle de la pointe 13 de la touche à l'autre extrémité libre du levier de mesure 25, mais cela est compensé par une amplification appropriée du signal de mesure. Un ressort non représenté sollicite le levier de mesure 25 dans un sens correspondant å son application contre la surface 12 de l'alésage. Le levier de mesure 26 associé à la pointe 13 de la touche appliquée sur la surface périphérique 7 de la bague extérieure 8 est coudé en équerre. Par l'intermédiaire d'une articulation à lame elastique cruciforme 28, il est lié, avec possibilité de mouvement, au bati 1 auquel le deuxième capteur de mesure 4 est également lié, et provoque la précontrainte du levier de mesure 26 vers la surface périphérique 7, grâce & un ressort incorporé.Si l'écartement des pointes 13 des touches au contact des surfaces mesurées augmente, la tige 16 du palpeur du capteur 4 affecté à la surface 12 de l'alésage sort, tandis que la tige du palpeur de l'autre capteur 14 est rentrée. Pour cette raison, les capteurs de mesure 4 sont associés par un circuit de soustraction. La position absolue des surfaces de mesure 7, 12 n'intervient donc pas dans le résultat des mesures. Afin que la pointe 13 de la touche du levier de mesure 26 affecté à la bague extérieure 8 puisse être guidée sans être influencée par la charge, les galets de frottement correspondants 24 présentent des gorges droites 29. Les processus de mesure se déroulent d'une manière identique à celle déjà décrite en considérant les figures 1 et 2. Les formes de réalisation représentées du dispositif selon l'invention ne constituent que des exemples. Bien entendu, on pourrait utiliser d'autres capteurs de mesure, ou un autre agencement de capteurs. On pourrait aussi prévoir, à la place de l'appareil indicateur mentionné, des moyens de classement par valeurs du Jeu radial, et des moyens de tri du type "accepté ou refusé", réalisé par exemple par des appareils automatiques. En outre, au lieu des capteurs de mesure électroniques, le dispositif de mesure de déplacement peut comporter des systèmes de mesure capacitifs, pneumatiques ou analogues. REZnGlDICATIOJS : 1, Dispositif de mesure du Jeu radial de roulements dans lequel au moins l'une des bagues , caractérisé par une deuxième paire d'éléments de charge (6, 24) agissant diamétralement en alternance dans des sens opposés, cette deuxième paire étant décalée d'un angle de 90- par rapport à la première, un deuxième dispositif de mesure de déplacement (4, 5, 25, 26) étant associé à cette deuxième paire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dispositifs de mesure de déplacement présentent chacun deux capteurs électroniques de mesure (4) à palpeur, associés par un circuit d'addition ou de soustraction et s'appliquent sur la surface périphérique (7) de la bague extérieure (8) et, en un point situé sur la même ligne radiale, sur la surface (12) de l'alésage de la bague intérieure (9), et un appareil indicateur avec des moyens électroniques d'interprétation. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les éléments de charge sont réalisés sous forme de galets (24) entraînant par frottement la bague extérieure (8). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'appareil indicateur avec moyens électroniques d'interprétation comporte un circuit qui calcule la moyenne des valeurs mesurées par les deux dispositifs de mesure de déplacement (4, 5, 25, 26). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'appareil indicateur avec moyens électroniques d'interprétation présente un circuit indiquant une différence entre les deux valeurs mesurées qui dépasse une valeur préétablie. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la ligne d'axe du mandrin (2) portant le roulement (3, 23) est horizontale et les lignes diamétrales pour la mesure ou la charge sont inclinées chacune de 45 par rapport à la verticale.