Brevet FR2647202A1 — publié le 19901123

La présente invention concerne un outillage de contrôle susceptible d'être mis en oeuvre dans une chaîne de fabrication, adapté à La vérification des orifices taraudés. Dans la fabrication en série d'appareils pourvus de nombreuses vis, comme Le cas se présente pour des appareils éLectriques à bornes vissées, iL est nécessaire de s'assurer que l'usure des outils de perçage et de taraudage ne compromet pas la qualité du taraudage qui serait nuisible pour l'utilisateur. Le contrôle de cette usure est assuré par le contrôle des dimensions de l'orifice taraudé, et ce de façon systématique afin d'obtenir un très faible taux de pièces défectueuses. La cadence de fabrication de ces appareils impose de mettre en oeuvre des moyens de contrôle robustes capables de résister à l'usure et de répondre à une cadence d'utilisation élevée. La présente invention entend proposer des moyens propres à satisfaire ces exigences sous la forme d'un tampon de contrôle et d'un dispositif de mise en oeuvre de ce tampon de contrôle, Ainsi le tampon de contrôle selon l'invention comporte un support à l'une des extrémités duquel des segments extérieurement filetés sont mobiles radialement depuis une position rétractée dans laquelle leur dimension extérieure est inférieure au diamètre en sommet de filets de l'orifice à contrôler jusqu'à une position extérieure dans laquelle ils interpénètrent Le filetage de l'orifice taraudé.Le support étant tubulaire, les segments forment à l'intérieur de ce support, des éléments de butée escamotables coopérant avec une tige mobile axialement à l'intérieur du support pour, en position rétrac- tée, constituer un obstacle à l'enfoncement axial de la tige dans Le support et, en position extérieure, libérer ce passage pour La tige qui peut alors atteindre on degré d'enfoncement prédéterminé dans le support, un moyen de repérage étant relié à la tige pour délivrer une information relative au degré de son enfoncement dans le support. La lecture de cette informa tion et son exploitation automatique permet d'intervenir rapidement tant au niveau de l'outillage qu'au niveau des pièces pour les écarter si besoin est. Dans un mode de réalisation de ce tampon, les segments extérieurement filetés sont maintenus élastiquement dans leur position rétractée, l'extrémité de la tige mobile constituant une surface de came coopérant avec les segments pour Les faire saillir en direction de leur position extérieure. Les moyens de maintien élastique de ces segments peuvent être soit une liaison élastiquement déformable des segments au support soit un organe élastique rapporté sur les segments qui eux peuvent être articulés sur le support ou montés à coulissement radial. Dans une variante, les segments filetés peuvent être commandés en déplacement, par exemple à l'encontre d'un organe élastique, par un organe séparé de la tige. Dans le dispbsitif de contrôle destiné à fonctionner sur une ligne de fabrication en série d'appareils comportant des orifices taraudés, le support tubulaire selon l'invention est supporté par un chariot mobi le verticalement le long d'un bâti, tandis que des organes d'entraînement sont attelés entre le chariot et le bati, et que la tige est attelée à un organe d'entrainement fixé au chariot. Afin de prendre en compte le cas, en pratique exceptionnel, où les sommets de filet des segments du tampon se trouvent strictement en regard des sommets de filet de l'orifice taraudé, les moyens de fixation du support tubulaire au chariot comportent un degré de liberté vertical. On est assuré ainsi que les segments filetés pénétreront à fond de filet dans l'orifice taraudé, les flancs de filet agissant comme une came de mise en correspondance axiale du tampon et de la pièce à contrôler. Enfin pour assurer L'automatisme du contrôle le chariot comporte au moins un détecteur de position du moyen de repérage solidaire de la tige dont la sortie est reliée à un dispositif d'exploitation de signal commandant-une procédure de vaLidation ou de rejet de la pièce contrôlée, ou une procédure de changement d'outil de taraudage. L'invention sera mieux comprise par la description donnée ci-dessous- d'exemples de réalisation du tampon et du dispositif de contrôle selon L'invention, qui permettra d'en dégager les avantages et Les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans Lesquels - Les figures 1, 2 et 3 représentent un premier mode de réalisation du tampon selon l'invention dans trois états, - la figure 4 est un schéma d'un second mode de réalisation du tampon, - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques de deux modes de réalisation du dispositif de contrôle mettant en oeuvre le premier mode de réalisation du tampon. Un tampon conforme à l'invention est représenté aux trois premières figures du dessin annexé et comporte un support tubulaire 1 à l'extrémité inférieure duquel des segments 2 sont montés mobiles radialement. Dans ces figures, ces segments sont en une seule pièce avec te support et sont constitués par des Languettes longitudinales séparées par des fentes et déformées de manière permanente pour converger vers le bas, comme représenté à la figure 1. Préalablement à la formation de ces segments à L'extrémité du support, cette dernière a été filetée extérieurement. Le pas de vis qu'elle porte correspond à celui de l'orifice taraudé 4 à contrôler. La déformation imposée aux segments 2 est telle que le filetage 3 est contenu dans un cône qui peut pénétrer axialement dans l'orifice 4. Une tige 5 montée à coulissement axial sans jeu dans le support I compLète le tampon selon l'invention. Elle porte un moyen indicateur 6 de son degré d'enfoncement dans le support tubulaire 1. La figure 1 représente le tampon en position pret à contrôler l'orifice taraudé 4. Le support 1 étant immobilisé par rapport à l'orifice 4, après y avoir été verticalement introduit, la tige 5 est enfoncée dans le support sous un effort prédéterminé qui doit être -juste suffisant pour vaincre la force élastique qui retient les segments dans leur position convergente. Sous la poussée de la tige 5 les segments 2 s'écartent et le filetage 3 pénètre dans te filetage 4. On aura prévu un degré de liberté de la pièce taraudée sur une faible amplitude verticale pour prendre en compte un décalage entre le filetage 3 et le taraudage 4, et ne pas entraver l'interpénétration à fond de filets des segments et du taraudage. Si le taraudage est d'un diamètre convenable, l'écartement des segments 2 est possible jusqu'à permettre à la tige 5 de coulisser librement dans le support.Le moyen indicateur 6 (ici une bague sur la tige) peut alors atteindre une position (par exemple venir en butée sur la partie supérieure du support 1) qui indique que le taraudage 4 est réalisé correctement et, par voie de conséquences, que l'outil de taraudage n'est pas usé au point qu'il faille le remplacer. C'est le cas représenté en figure 2. Si en revanche l'outil est trop usé, le diamètre de l'orifice 4 est insuffisant. Dans ce cas, illustré par la figure 3, l'écartement des segments 2 sous l'effet de la poussée de la tige 5 est contré par les parois de l'orifice 4 dans une position ne permettant pas la pénétration complète de la tige. L'indicateur 6 n'atteint donc pas le sommet du support 1 ce qui peut entraîner l'émission d'un signal de défaut. On peut en effet imaginer que la bague 6 dans sa position de la figure 2 ferme un contact de validation du contrôle qui, n'étant pas fermé si la tige est bloquée dans sa position de la figure 3, enclanche une procédure d'intervention. La figure 4 représente partiellement une variante de réalisation du tampon de l'invention. Dans celle-ci les segments 2 ne sont plus commandés en déplacement par la tige mais par un dispositif séparé. Ce dispositif est ici une bague extérieure 7 qui vient agir sur un levi-er ou une came de com mande 8 de chaule segment 9, situé au-delà d'un axe d'articu lation 10 du segment à l'extrémité du support tubulaire 1. L'actionnement axial vers le bas de la bague 7 contraint chaque levier 8 à pivoter vers l'intérieur donc chaque segment 9 à pivoter vers l'extérieur à l'encontre de l'effet d'un ressort annulaire de rappel R qui tend à regrouper les segments 9 vers le centre. Le pivotement est limité par l'orifice 4. Si cet orifice est de diamètre adéquat, la tige 5 peut coulisser au niveau des segments. Si en revanche le diamètre est trop faible, les segments restent dans une position convergente qui limite l'enfoncement de la tige 5. Ce dispositif permettrait également de constater des diamètres taraudés trop grands. En effet, le levier 8 peut posséder une surface externe en contact avec la bague 7 telle que si -l'orifice contrôlé est trop grand, la partie du levier au-dessus de l'axe 10 pénètre à l'intérieur du support tubulaire 1 et constitue une butée à l'enfoncement de la tige 5. Cette butée étant dans ce cas située à un niveau bien distinct de celui de L'arrêt de la tige en cas de diamètre trop faible, on peut donc facilement différencier l'information et donc les procédure d'intervention. Cette seconde utilisation reste cependant marginale car il s'agit essentiellement, dans les contrôles de taraudages, de surveiller l'évolution de l'usure de l'outil se traduisant par une réduction du diamètre usiné. Le tampon selon l'invention peut être mis en oeuvre dans un dispositif de contrôle adapté à une procédure de con trôle systématique sur une ligne de production en série d'appareils pourvus d'orifices taraudés. La figure 5 est un schéma illustrant un tel dispositif. Le filetage 11 à contrôler appartient à une pièce 12. Le dispositif de l'invention comporte un bâti 13 ayant une table horizontale 14 et une colonne verticale 15 équipée d'une glissière 16. La table comporte des moyens 17 de positionnement et de guidage de la pièce 12 qui sont adaptés pour conférer à l'axe du trou taraudé une position bien précise, que la pièce 12 soit une pièce individuelle ou une pièce appartenant à une bande défilant pas à pas sur la table 14. La glissière de la colonne, qui est aparallèle à l'axe de l'orifice fileté,reçoit un équipage mobile 18 comprenant un chariot coulissant 19 sur elle entre une position de repos supérieure R et une position de travail inférieure T, grâce à la présence d'un vérin 20 dont le cylindre est ancré par exemple sur une traverse supérieure 21 de la colonne et dont la tige 22 est accouplée en un point 23 du chariot 19. Le chariot présente une traverse 24 dont un alésage 25 reçoit le support tubulaire de révolution 1 dont l'extrémité supérieure la opposée est engagée sans jeu dans l'alésage 25, et vient s'appuyer contre un épaulement 26 en fond d'alésage. Une vis de fixation 27 assure un maintien amovible de ce tampon sur le chariot. L'extrémité supérieure de la tige 5 opposée aux segments 2 est accouplée à l'aide d'une pièce d'attelage 28 à la tige 29 d'un second vérin 30 dont le cylindre 31 est solidaire du chariot 19. Dans ce cas de figure, la tige 5 possède une extrémité inférieure conique pour, par enfoncement, écarter les segments 2. La course de la tige 29 du piston, et donc celle de la tige 5,'est déterminée par rapport au chariot 19 entre une position supérieure d'attente A et une position inférieure de contrôle C. La position A correspond à un enfoncement de la tige 5 dans le support 1 pour lequel la pointe de la tige n'est pas au contact des segments 2. La position C est celle de la tige au delà de laquelle les segments 2 sont écartés suffisamment pour que leur filetage soit situé sur leur diamètre nominal. On notera à ce propos que le filetage extérieur 3 des segments 2 peut être cylindrique ou conique. Dans ce dernier cas, La tige 5 possèdera à son extrémité une partie cylindrique de diamètre déterminé plus faible que son diamètre de coulissement dans le support tubulaire 1. Cette partie d'extrémité repousse radialement les segments jusqu'à leur position dans. laquelle ils correspondent au taraudage conique à contrôler. La position C peut être constatée par un détecteur de proximité 32 (optique ou inductif) de la pièce d'accouplement 28. Ce détecteur est assujetti au chariot 19 et peut être réglable en position. Dans le cas où l'orifice fileté 11 est trop petit, la position C n'est pas atteinte par la pièce 28 et le défaut est constaté Dans un mode de réalisation non représenté, on peut mettre en place deux détecteurs au tieu d'un afin de définir une plage à l'intérieur de laquelle il faudra intervenir et qui autorise le choix du moment le plus approprié pour cette intervention, compte tenu des contraintes imposees par L'outillage. Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit est, par exemple, régi par un système d'automatisme associé, lorsque celui-ci est destiné à l'exercice d'un contrôle systématique de tous les trous taraudés présents dans une bande métallique sortant d'une presse à découper et/ou d'un équipement de perçage et de taraudage. Dans ce cas, on met à profit le fait que la bande s' arrête d'avancer lors de chaque opération d'usinage pour opérer le contrôle des dimensions des trous taraudés arrivant successivement en regard de l'appareil. Au cours de chacune de ces courtes pauses, un signal est communiqué à l'automate pour provoquer par voie pneumatique La descente du chariot 19 vers la table 14 à laide du vérin 20, la tige 5 se trouvant à cet instant en position A par rapport à lui. Ainsi, une pression d'air alimente le vérin 20 ce qui provoque un déplacement du chariot 19 vers la table 14. Lorsque la position T est atteinte, un détecteur de position (non représenté) émet un signal d'alimentation en air du vérin 30 sous une pression dosée. En effet, un dosage approprié de cette pression permet, par l'intermédiaire de la tige 5, d'ap- pliquer les filets du tampon contre les filets à contrôler avec une force mesurée, ce qui est indispensable pour la conser vation d'un outillage de contrôle fonctionnant de façon répétitive. Au cours de cette descente de la tige 5, les portions filetées s'écartent progressivement jusqu'au moment où les filets externes et internes viennent s'imbriquer sans jeu. La course effectuée par cette tige qui constitue une image des dimensions de ce trou fileté, est contrôlée par le détecteur qui émet des signaux de défaut lorsque ce trou est trop étroit. Il faut noter qu'afin d'éviter un coincement des segments 2 avant qu'ils aient atteint le fond des -filets de la pièce à contrôler, il est utile de laisser à la pièce 12 un léger degré de liberté vertical grâce à des moyens de positionnement et de guidage 17 appropriés. La figure 5 illustre une variante de réalisation du dispositif de la figure 4 dans laquelle on retrouve la plupart des éléments déjà décrits avec les mêmes références. Dans cette variante le support I et le vérin 30 sont supportés par le chariot 19 au moyen d'une pièce intermédiaire 33 fixée à la traverse 24 au moyen d'un attelage élastique 34 qui confère au tampon la liberté verticale requise pour assurer une bonne pénétration des filets du tampon dans le taraudage. L'attelage 34 comportera par exemple des tiges 35 de guidage et de maintien latéral de la pièce 33 par rapport au chariot sur lesquelles la pièce 33 peut coulisser verticalement à l'encontre d'organes élastiques 36 (ressorts ou plots en caoutchouc). Le détecteur 32 est porté par la pièce 33. Le dispositif selon l'invention s'applique au contrôle des taraudages de tous diamètres. La réalisation représentée aux figures 1 à 3 concerne plus spécialement les petits orifices (par exemple de diamètre 3,5 millimètres) puisqu'e-n une seule pièce, elle ne demande pas de mettre en oeuvre des éléments rapportés (ressorts, guides ou axes d'articulation). REVENDICATIONS 1. Tampon de contrôle d'un orifice taraudé (4) comportant un support (1) à l'une des extrémités duquel des segments extérieurement filetés (2) sont mobiles radialement depuis une position rétractée dans laquelle leur dimension ex térieure est inférieure au diamètre en sommet de filets de l'ori fice (4) à contrôler jusqu'à une position extérieure dans laquel le ils interpénètrent le filetage de l'orifice taraudé, caractérisé en ce que le support (1) est tubulaire, à l'inté rieur duquel Les segments (2) forment éléments de butée escamotables coopérant avec une tige (5) mobile axialement à l'intérieur du support (1) pour, en position rétractée, constituer un obstacle à l'enfoncement axial de la tige (5) dans le support (1) et, en position extérieure, libérer ce passage pour la tige qui peut alors atteindre un degré d'enfoncement prédéterminé dans le support, un moyen (6) de repérage étant relié à la tige pour délivrer une information relative au degré de son enfoncement dans le support. 2. Tampon selon la revendication 1 caractérisé en ce que les segments (2) extérieurement filetés (3) sont maintenus élastiquement dans leur position rétractée, l'extrémité de la tige (5) mobile constituant une surface de came coopérant avec les segments (2) pour les faire saillir en direction de leur position extérieure. 3. Tampon selon la revendication I caractérisé en ce qu'il comporte un organe de commande (7) du déplacement des segments filetés (2) entre leurs première et seconde positions indépendant de la tige (5). 4. Dispositif de contrôle d'orifices taraudés mettant en oeuvre le tampon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support tubulaire (1) est supporté par un chariot (19) mobile verticalement le long d'un bâti (13), en ce que des organes d'entraînement (20) sont attelés entre Le chariot (19) et le bâti (13), tandis que la tige (5) est attelée à un organe d'entraSnement (30) fixé au chariot (19). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens de fixation (34) du support tubulaire (1) au chariot (19) comporte un degré de liberté vertical. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le chariot (19) comporte au moins un détecteur de position (32) du moyen de repérage (6) solidaire de la tige (5). 7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le tampon est attelé au chariot par une pièce intermédiaire (33) attelée au chariot par un dispositif (34) élastique verticalement.