Brevet FR2635382A1 — publié le 19900216

La présente invention concerne un dispositif pour la mesure de la profondeur d'un trou dans une pièce ou un assemblage de pièces. La présente invention s'applique plus particulièrement, quoique non exclusivement, au domaine de la construction aéronautique dans lequel l'assemblage de plusieurs épaisseurs de tôle ou d'un empilement de pièces se tait classiquement à l'aide d'un grand nombre de rivets ou de vis-écrous placés dans des alésages. Les contraintes de poids et de tenue en fatigue, ainsi que le coût des fixations, imposent que ces dernières doivent présenter une longueur très voisine de l'épaisseur des pièces à assembler, c'est-à-dire de la profondeur des alésages correspondants. L'épaisseur réelle d'un assemblage de plusieurs pièces ne peut pas être déterminée de façon théorique avec suffisamment de précision,-en raison du fait que la somme des tolérances de fabrication est généralement plus importante que la résolution souhaitée.Une mesure, à l'aide de jauges, est donc nécessaire. Cependant, les jauges connues présentent un certain nombre d'inconvénients qui rendent une telle mesure difficile, sinon impossible, en particulier dans les conditions spécifiques de la construction aéronautique. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients, et concerne un dispositif permettant de mesurer la profondeur d'un trou dans une pièce ou un assemblage de pièces de façon simple, précise et fiable. A cet effet, le dispositif pour la mesure de la profondeur d'un trou dans une pièce ou un assemblage de pièces, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il comprend un corps allongé, de longueur supérieure à la profondeur du trou à mesurer, qui est destiné à être introduit dans ledit trou, ledit corps présentant une pluralité d'éléments de détection discrets, répartis le long d'au moins une partie de la longueur dudit corps, éléments de détection dont l'état dépend du fait qu'ils se trouvent ou non dans ledit trou. Ainsi, la simple modification de l'état desdits éléments de détection permet de déterminer la profondeur du trou avec une résolution qui dépend de l'intervalle séparant deux éléments de détection adacents. Selon une autre caractérist aue de l'invention, ledit corps présente une surface de référence pour la mesure de la profondeur dudit trou, et lesdits éléments de détection sont répartis sur une partie de la longueur dudit corps de part et d'autre d'un point dudit corps éloigné de ladite surface de référence d'une distance correspondant approximativement à la profondeur estimée dudit trou. Dans ce cas, la profondeur du trou est déterminée à partir d'une référence, et il n'est nécessaire de répartir lesdits éléments de détection que sur une faible partie de la longueur dudit corps. Avantageusement, pour le cas où ledit trou traverse ladite pièce, ladite surface de référence est un épaulement transversal destiné à venir en appui sur une face de ladite pièce. En particulier, ledit épaulement peut s'étendre sur toute la périphérie dudit corps. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit épaulement est prévu à l'extrémité dudit corps destinée.à être introduite dans ledit trou. Par ailleurs, pour le cas où ledit trou est un trou borgne, ladite surface de référence est constituée par l'extrémité dudit corps destinée à venir au contact du fond du trou. Avantageusement, lesdits éléments de détection sont uniformément répartis le long dudit corps. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chacun desdits éléments de détection est constitué par une première extrémité, débouchant à la périphérie dudit corps, d'une fibre optique stéwesd n' dans ledit corps, le long de celui-ci. Dans un Frem er cas, les secondes extrémités desdites fibres optiques débouchent à une extrémité dudit corps à des intervalles correspondant à ceux séparant lesdites premières extrémités desdites fibres. Dans un second cas, lesdites fibres optiques sont reliées à des moyens pour créer un signal dépendant de ia lumière reçue par chacune desdites fibres et à des moyens de traitement desdits signaux. Egalement, on peut prévoir des moyens d'illumination desdits éléments de détection, afin de pallier les déficiences de l'éclairage ambiant. En particulier, sont prévus des moyens d'illumination desdites fibres et des moyens de détection de la lumière réfléchie par la paroi, limitant ledit trou, en regard desdites premières extrémités desdites fibres. En variante, lesdits moyens d'illumination comprennent une source lumineuse, logée dans le corps, associée à un réflecteur destiné à renvoyer la lumière vers les éléments de détection. De plus, ledit corps peut comporter des moyens de rappel élastiques destinés à plaquer ledit corps contre la paroi, limitant ledit trou, en regard desdits éléments de détection. Par ailleurs, ledit épaulement peut être mobile et réglable le long dudit corps. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinaie d'un premier exemple de réalisation du dispositif de l'invention, adapté pour mesurer la profondeur d'un trou traversant. La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1. La figure 3 montre le dispositif de la figure 1, adapté pour la détermination automatique de la profondeur du trou. La figure 4 est une vue semblable à la figure 1 d'un deuxième exemple de réalisation du dispositif de l'invention, également adapté pour mesurer la profondeur d'un trou traversant. La figure 5 est une vue semblable à la figure 1 d'un troisième exemple de réalisation du dispositif de l'invention, adapté pour mesurer la profondeur d'un trou borgne. La figure 6 montre le dispositif de la figure 1 comportant des moyens d'illumination des fibres optiques. Les figures 7a et 7b montrent le dispositif de la figure 1 comportant des variantes du dispositif d'éclairement. En se référant notamment aux figures 1 et 2, le dispositif 1 pour la mesure de la profondeur d'un trou 2 dans une pièce 3 (ou, bien entendu, un assemblage de pièces) comprend un corps allongé 4 (notamment de révolution, en particulier cylindrique), de longueur supérieure à la profondeur P du trou 2 à mesurer et qui est destiné à etre introduit dans le trou. De plus, le corps 4 présente une pluralité d'éléments de détection 5 discrets, répartis le long d'une partie de la longueur du corps X, éléments de détection 5 dont l'état dépend du fait qu'ils se trouvent ou non dans le trou 2, comme on le verra plus en détail par ia suite. Sur le dessin, on n'a représenté que quatre éléments 5, pour des raisons de clarté.Il est bien entendu que l'on peut envisager d'utiliser un nombre plus important desdits éléments, et qu'il est souhaitable de le faire, puisque la précision de la mesure dépend, en fait, du nombre desdits éléments et de l'intervalle séparant deux éléments adjacents. Par ailleurs, le corps 4 présente une surface de référence à partir de laquelle est effectuée la mesure de la profondeur du trou 2. Pour le cas où le trou 2 traverse la pièce 3, ladite surface de référence est soit un épaulement transversal ta, s'étendant sur tout ou partie de la périphérie du corps 2, destiné à venir en appui sur une face 3a de la pièce 3 (figure 1), soit un épaulement 6b prévu à l'extrémité 14a du corps 4 destinée à être introduite dans le trou 2 et venant en appui contre la face 3b de la pièce 3 (figure 4). Pour le cas où le trou 2 est un trou borgne, ladite surface de référence est constituée par l'extrémité 7 du corps 4 destinée à venir au contact du fond 8 du trou 2 (figure 5). Les éléments de détection 5 sont alors répartis sur une partie de la longueur du corps 4 de part et d'autre d'un point dudit corps éloigné de la surface de référence (épaulement 6a ou 6b, extrémité 7) d'une distance correspondant approximativement à la profondeur P estimée du trou 2. Une disposition avantageuse consiste à rendre les butées 6a et 6b mobiles et réglables en fonction de la profondeur estimée. Dans les exemples de réalisation représentés, chacun desdits éléments de dé ectivn est ccnstftué par une première extrémité 5, débouchant à la périphérie du corps X, d'une fibre optique 9 s'étendant dans ie corps 14, le lcng de celui-ci. Dans les exemples de réalisation du dispositif 1 de l'invention montrés sur les figures 1,4 et 5, les secondes extrémités 1C des fibres optiques 9 débouchent à une extrémité 14b du corps 4 à des intervalles correspondant à ceux séparant les premières extrémités 5 des fibres 9. L'opérateur peut ainsi déterminer directement, par observation des extrémités 10 des fibres 9, la profondeur du trou 2. En effet, les extrémités 5 des fibres 9 se trouvant dans le trou 2 ne recevant et donc ne transmettant pas de lumière aux extrémités correspondantes 10 des fibres 9, ces dernières seront sombres, tandis que, les extrémités 5 des fibres 9 se trouvant en dehors du trou 2 recevant et transmettant la lumière ambiante aux extrémités correspondantes 10 des fibres 9, ces dernières seront éclairées. L'extrémité 10 de fibre sombre correspondant à la plus grande profondeur indique la profondeur du trou 2, ou l'épaisseur des pièces traversées. Par ailleurs, comme montré sur la figure 3, la détermination de la profondeur P du trou 2 peut être automatisée. Dans ce cas, chaque fibre 9 transmet, le cas échéant, la lumière reçue à son extrémité 5 à un moyen 11 susceptible de créer un signal dépendant de la lumière reçue (comme, par exemple, une photopile), chacun desdits moyens 11 étant relié, par une liaison 12, à une électronique 13 de traitement desdits signaux, permettant de déterminer la profondeur P du trou 2. Bien que, sur la figure 3, cette détermination automatique soit associée à l'exemple de réalisation du dispositif 1 montré sur les figures 1 et 2, une telle détermination peut, bien sûr, s'appliquer également aux exemples de réalisation montrés sur les figures 4 et 5. En se référant maintenant aux figures 6 et 7a,7b, pour éviter les contraintes liées à la qualité de l'éclairage ambiant, le dispositif peut être muni de sa propre source d'éclairage. h cet effet, dans une première solution (figure 6), on prévoit des moyens d'illumination 14 des fibres 9 et des moyens de détection 15 de-la lumière réfléchie par la paroi, limitant le trou 2, en regard des premières extrémités 5 des fibres 9. Ces moyens de détection 15 sont reliés, par une liaison 16, à des moyens d'analyse 17 de la réponse desdits moyens 15 et à un affichage 18. Dans ce cas également, la réponse des moyens de détection 15 sera différente selon que la fibre 9 débouche ou non dans le trou 2. En effet, si la fibre 9 débouche à l'extérieur du trou 2, la lumière ne sera pas réfléchie.Comme précédemment, bien que, sur la figure 6, cette variante soit associée à l'exemple de réalisation du dispositif 1 montré sur les figures 1 et 2, celle-ci peut, bien sûr, s'appliquer également aux exemples de réalisation montrés sur les figures 4 et 5. Dans une deuxième solution, représentée sur les figures 7a et 7b, une source d'éclairage 20 émet de la lumière qui est renvoyée sur les fibres de détection 5 par le réflecteur 21, éventuellement souple et escamotable. La source d'éclairage peut autre, comme sur la figure 7a, une ampoule à incandescence 20 ou tout autre dispositif émettant de la lumière, alimentée par les câbles 23, reliés à une pile 24 logée dans la partie 14b du corps 4., via un interrupteur 27. Alternativement, comme représenté sur la figure 7b, la source d'éclairage peut être l'extrémité 25 d'une fibre optique 26 parcourant le corps 14, dont la deuxième extrémité 28 est illuminée par une lampe à incandescence 20 alimentée par la pile 24 et les câbles 23 contenus dans la partie 4b du corps a, et commandée par l'interrupteur 27. Par ailleurs, le corps 4 comporte des moyens de rappel élastiques 19 destinés à plaquer ledit corps 4 contre la paroi, limitant le trou 2, en regard des éléments de détection 5. REVENDICATIONS . 1 - Dispositif pour la mesure de la profondeur d'un trou dans une pièce ou un assemblage de pièces, caractérisé en ce qu'il comprend un corps allongé (4), de longueur supérieure à la profondeur (P) du trou (2) à mesurer, qui est destiné à etre introduit dans ledit trou (2), ledit corps (4) présentant une pluralité d'éléments de détection (5) discrets, répartis le long d'au moins une partie de 12 longueur dudit corps (4), éléments de détection (5) dont l'état dépend du fait qu'ils se trouvent ou non dans ledit trou (2). 2 - lspositif selon la revendcaticn 1, caractérisé en ce que ledit corps (4) présente une surface de référence (6a,6b,7) pour la mesure de la profondeur (P) dudit trou (2), et en ce que lesdits éléments de détection (5) sont répartis sur une partie de la longueur dudit corps de part et d'autre d'un point dudit corps (4) éloigné de ladite surface de référence d'une distance correspondant approximativement à la profondeur estimée dudit trou. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour le cas où ledit trou (2) traverse ladite pièce (3), ladite surface de référence (6a) est un épaulement transversal destiné à venir en appui sur une face (3a) de ladite pièce (3). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit épaulement (6a) s'étend sur tout ou partie de la périphérie dudit corps. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit épaulement (6b) est prévu à l'extrémité (4a) dudit corps (4) destinée à être introduite dans ledit trou (2). 6 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour le cas où ledit trou (2) est un trou borgne, ladite surface de référence est constituée par l'extrémité (7) dudit corps (4) destinée à venir au contact du fond (8) du trou (2). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits éléments de détection (5) sont uniformément répartis le long dudit corps (a). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revend~cations i à 7, caracwérisé en ce que chacun desdits éléments de détection est constitué par une première extrémité (5) débouchant à ia périphérie dudit corps (4), d'une fibre optique (9) s'étendant dans ledit corps (4), le long de clui-ci. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les secondes extrémités (10) desdites fibres optiques (9) débouchent à une extrémité (4b) dudit corps (4) à des intervalles correspondant à ceux séparant lesdites premières extrémités (5) desdites fibres (9). 10 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites fibres optiques (9) sont reliées à des moyens (11) pour créer un signal dépendant de la lumière reçue par chacune desdites fibres et à des moyens de traitement (13) desdits signaux. 11 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par des moyens d'illumination (114;20,21) desdits éléments de détection (5). 12 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par des moyens d'illumination (114) desdites fibres (9) et des moyens de détection (15) de la lumière réfléchie par la paroi, limitant ledit trou, en regard desdites premières extrémités (5) desdites fibres (9). 13 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination comprennent une source lumineuse (20) logée dans le corps (4), associée à un réflecteur (21) destiné à renvoyer la u~~ère vers les éléments de détection (5). 114 Dispositif selon i'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que ledit corps (4) comporte des moyens de rappel élastiques (19) destinés à plaquer ledit corps (4) contre la paroi, limitant ledit trou, en regard desdits éléments de détection (5). 15 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 14, caractérisé en ce que ledit épaulement (6a,6b) est mobile et réglable le long dudit corps (4).