Brevet FR2649483A1 — publié le 19910111

L'invention concerne un procédé et un dispositif de mesure du jeu des tourillons d'un croisillon de joint articulé, ce croisillon présentant quatre tourillons orthogonaux constituant deux paires de tourillons coaxiaux, lesdits tourillons étant montés, avec interposition de corps roulants, notamment aiguilles ou rouleaux, et avec interposition d'une douille de palier, dans les trous de palier d'une fourche. Le jeu dans le joint articulé est une mesure essentielle pour la qualité du fonctionnement de l'arbre à joints d'articulation, et notamment pour la qualité de sa régularité de rotation. A cette fin, on utilise des anneaux d'arrêt d'épaisseurs différentes pour arrêter les douilles de palier dans les trous de palier des fourches, afin de régler le jeu entre les surfaces terminales des tourillons et les surfaces de fond des douilles de paiier. Ce réglage est déterminé par l'impression subjective de la personne qui l'effectue avant le montage. Il s'agit essentiellement d'une mesure reposant sur l'habileté de l'opérateur. Lorsque l'opérateur a le sentiment d'un réglage trop raide ou trop lâche, il doit choisir un anneau d'arrêt correspondant, plus mince ou plus épais. Cette procédure a l'inconvénient de reposer à chaque fois sur les personnes et sur leur expérience pour obtenir un comportement de guidage suffisant du joint articulé. On ne dispose alors pas de grandeur de mesure et, en outre, c'est de l'expérience de la personne exécutant le montage que dépend le choix de l'anneau d'arrêt correct à chaque fois, afin d'accélérer le montage. Partant de cela, l'invention a pour but de parvenir à un procédé et à un dispositif avec lesquels on obtiendra des grandeurs mesurables pour le réglage du jeu et, en outre, en tenant compte des valeurs mesurées, on obtiendra une détermination simple de l'épaisseur des anneaux d'arrêt. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'on mesure les moments fléchissants s'opposant à la déflexion d'une fourche par rapport à l'autre fourche maintenue fixe, en présence d'un angle de flexion ou cintrage déterminé, lesdits moments fléchissants étant formés autour des axes des deux paires de tourillons. La mesure des moments fléchissants s'opposant à la déflexion permet d'obtenir une mesure objectivable concernant la dureté ou la facilité de fonctionnement, et par conséquent une mesure concernant les conditions de jeu. Il est alors possible de déterminer exactement les jeux nécessaires. Le choix des anneaux d'arrêt est déterminé par le moment fléchissant mesuré à chaque fois pour les deux paires de tourillons. Au total, le procédé de mesure permet d'obtenir une grande répétabilité et, en outre, une constance indépendante des personnes, cela en même temps qu'une exécution plus rapide du montage. Dans un développement de l'invention, il est prévu que, pendant le processus de mesure, la fourche mobile est déplacée, sur le rayon donné par l'angle de flexion eu cintrage, d'un angle de rotation de 90S, autour de l'axe de rotation de la fourche fixe. Grâce au guidage sur le rayon, on obtient un mouvement continu des Oaiiers du joint à croisillon, ce qui est souhaitable pour une mesure continue. La piage de mouvement de 90- est suffisante pour obtenir une saisie univoque de la valeur, puisque ie signal d'ô mesure se répéterait périodiquement à i'intérieur d'une plage plus importante. Pour mettre en oeuvre:e procédé, l'invention propose un dispositif qui se distingue -- Par un logement pour mettre a une position fixe désirée la fourche a maintenir fixe, - Par une barre de flexion dont une extrémité peut être soiidarisée a ia fourche mobile et dont l'autre extrémité est liée à une rotule dont une partie est conjuguée à la barre de flexion et dont l'autre partie apte a une déflexion est conjuguée à un dispositif d'entrainement et est déplaçable en translation dans un guide radial, par des jauges extensométriques qui sont disposées sur la surface extérieure de la barre de flexion ayant Une section ronde, lesdites jauges étant à chaque fois orthogonales par rapport aux axes d'articulation et captant l'allongement et la contraction de la barre de flexion, et - par un circuit de mesure de tension. La demande de brevet allemand DE-OS 25 20 672 dévoile un capteur de force connu en soi, sous la forme d'une barre de flexion qui, pour la mesure de forces sur des rouleaux, peut être équipée d'une tête d'articulation ou d'un palier à rotule, la barre de flexion étant munie de jauges extensométriques captant, par l'intermédiaire d'un circuit de mesure de tension,. l'allongement et la contraction de la barre de flexion. Dans ce cas, la fourche d'articulation réalisée en tarit que fourche avec bride est utilisée de préférence en tant que fourche mobile à laquelle la barre de flexion est raccordée par un organe de raccordement approprié. Pour obtenir une mesure précise, l'invention propose un dispositif qui se distingue par un agencement de mesure constitué par un circuit en pont pour les jauges extensométriques, par un amplificateur de signal de mesure, monté à la suite du circuit en pont et associé.à un calculateur de mesure, et par un appareil enregistreur supplémentaire pour lire et indiquer l'évolution de la tension en fonction de l'angle de rotation, ainsi que par une unité indicatrice pour indiquer la correction. L'appareil enregistreur enregistre séparément les évoiutions concernant les deux axes du joint articulé. Le cas échéant, un circuit d'interprétation plus important peut indiquer à l'opérateur l'épaisseur d'anneau d'arrêt qui doit être adoptée. Afin d'obtenir que la variation de longueur à la surface de la barre de flexion ait la grandeur nécessaire, il est proposé que la barre de flexion soit tubulaire. Afin d'obtenir un mouvement exact, il est en outre proposé que le guide radial et le dispositif d'entraînement pour le mouvement radial et le mouvement de rotation soient représentés par un robot connu en soi. Ce robot permet d'obtenir une répétabilité dans des conditions toujours identiques. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement àl'aide de la description suivante d'un exemple non limitatif, présentée en se reportant aux dessins schématiques dont les figures représentent: - la figure 1, un arbre à joints articulés, sur lesquels le procédé peut être appliqué; - la figure 2, une coupe selon AA de la figure 1; - la figure 3, schématiquement, le dispositif en combinaison avec un joint articulé à croisillon; et - la figure 4, un schéma fonctionnel, par blocs, du dispositif de mesure. L'arbre à joints à croisillon 1 représenté sur les figures I et 2 possède deux joints à croisillon 2 qu'un arbre de liaison solidarise en rotation tout en autorisant un déplacement relatif. Les joints à croisillon ou joints de cardan sont constitués par une fourche intérieure 3 et une fourche extérieure 4. Les deux fourches 3 et 4 sont liées l'une à l'autre par un croisillon 8 autorisant des mouvements du genre charnière. La fourche extérieure 4 possède un collet de bridage, brièvement appelé "bride", 7, servant au raccordement à une partie ou pièce de machine ou à une partie ou pièce de véhicule entrainée ou entrainante. Les deux fourches intérieures 3 sont fixées avec des composants appartenant à l'arbre de liaison. C'est ainsi que, par exemple, l'une des fourches intérieures 3 peut étre un constituant d'une partie extérieure coulissante 5 qui présente un alésage ou trou muni de cannelures intérieures, dans lequel est insérée une partie intérieure coulissante 6 dotée de canneiures extérieures correspondantes et liée à l'autre fourche intérieure 3. Le croisillon 8 possède quatre tourillons orthogonaux 9a, 9b, 9c et 9d. Les tourillons forment à chaque fois par deux, 9a et 9c, 9b et 9d, des paires de tourillons. La paire de tourillons 9a, 9c possède un axe d'articulation 26 et la paire de tourillons 9b, 9d possède un axe d'articulation 27. Par l'intermédiaire de moyens de portée ou moyens de palier, la paire de tourillons 9a, 9c est reçue dans les trous de palier 12 de la fourche 3, et la paire de tourillons 9b, 9d est également reçue, par l'intermédiaire de moyens de portée, dans les trous de palier 12 de la fourche 4, à chaque fois avec possibilité de pivotement autour des axes d'aiticulation respectifs 26, 27. Les moyens de portée ou moyens de palier comprennent à chaque fois des corps roulants 10, par exemple des aiguilles de roulement, qui sont agencés de manière à rouler sur la surface extérieure du tourillon associé, 9a-d, et qui sont d'autre part guidés contre la surface intérieure d'une douille de palier 11. Par sa surface extérieure, la douille de palier 11 est reçue dans le trou de palier 12 de la fourche respective correspondante, 3, 4. Une rondelle d'appui est éventuellement agencée entre la surface extrême des tourillons 9a à 9d et la surface du fond de chaque douille de palier correspondante 11. Des anneaux d'arrêt 13 insérés dans le trou de palier 12 déterminent le jeu entre les surfaces des tourillons et le fond des douilles de palier conjuguées à des tourillons opposés 9a, 9c, respectivement 9b et 9d. L'épaisseur des anneaux d'arrêt 13 est déterminée en correspondance avec le jeu nécessaire et par conséquent avec les couples s'opposant à la déflexion ou fléchissement autour des axes d'articulation 26, 27. Les douilles de palier 1i1 sont en outre rendues étanches par rapport au croisillon 8 au moyen d'anneaux d'étanchéité interposés 14. Enfin, on a représenté sur la figure 3 le dispositif de mesure pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. On peut en outre y voir un joint articulé pour lequel la mesure doit être effectuée. L'un des deux joints articulés 2, par exemple le joint articulé 2 présentant la partie coulissante extérieure 5 est reçu avec cette dernière et avec la fourche 3 dans la monture 28, de manière a être immobilisé, toutefois positionné en rotation. La fourche 4 appartenant à ce joint articulé 2 est solidarisée en rotation et axialement, par sa bride 7, à une plaque de raccordement 16 présentant des tétons récepteurs qui servent a la liaison à la bride 7. Une barre de flexion 17 est raccordée à la plaque 16 de manière à lui être solidarisée. L'autre extrémité de la barre de flexion 17 est solidarisée a la partie intérieure 22 d'un joint à rotule 21. La partie intérieure 22 du joint à rotule 21 est reçue à pivotement dans la partie extérieure 23 de ce joint. La partie extérieure 23 est elle-même fixée à un guide radial 24, lequel est en outre mobile sur un arc, sur un angle de pivotement de ' dans le sens de rotation, autour de l'axe 29 du logement 28, cet axe représentant l'axe de rotation de la fourche fixe 3. A cet effet, on a prévu un dispositif d'entrainement 25. Celui-ci sert aussi à fléchir la barre de flexion 17, et par conséquent la fourche 4 du joint par rapport à la fourche 3, cela de l'angle de mesure prévu, A, valant de préférence 35'. La fonction du guide radial et celle du dispositif de rotation peuvent être assumées par un robot. Des jauges extensométriques 18a à 18d, décalées chacune de 90' par rapport aux axes 26, 27 du joint articulé 2 à mesurer, sont agencées sur la surface extérieure 30 de la barre de flexion, du côté pression et du côté traction. Les jauges extensométriques 18a et 18c, ainsi que 18b et 18d, forment à chaque fois deux par deux une paire servant à mesurer l'allongement ou, selon le cas, la compression. Des amplificateurs de mesure raccordés et une source de courant alimentant le circuit permettent aux moments de flexion s'opposant à la déflexion et survenant autour des deux axes d'articulation 26 et 27 d'être mesurés, notamment en tant que grandeurs sous forme de tension qui sont proportionnelles au moment fléchissant. Le moment fléchissant permet de tirer des conclusions quant aux conditions de jeu dans le joint articulé 2, et l'on peut à partir de cela déterminer, par comparaison avec les moments specifiés exigés, les épaisseurs des -anneaux d'arrêt 13. A cette fin, on peut prévoir par exemlDie un circuit d'interprétation selon. la figure 4, lequel peut comporter un circuit en Dont 31 pour la mesure des jauges extensométriques 18a, 18b et 18c, lsd, un amDilificateur 32 du signal de mesure et, raccordé à cet amplificateur, un caicuiateur ou ordinateur de mesure 33 avec contrôle supplémentaire par l'intermédiaire d'un appareil de mesure de tension , les grandeurs d'entrée étant l'épaisseur des anneaux d'arrêt d'abord Insérés et le moment 1léchissant donné à l'avance en tant que moment Théorique autour des deux axes d'articulation 26, 27, le circuit calcuiant à partir des moments fléchissants mesurés les épaisseurs que les anneaux d'arrêt doivent avoir pour obtenir les moments théoriques. L'indication des grandeurs de mesure établies s'effectue par un appareil enregistreur supplémentaire 34, ou bien les grandeurs de mesure calculées sont directement indiquées au personnel opérateur par une unité d'affichage 35 aux fins d'information concernant la correction à effectuer. Pour exclure les erreurs de mesure résultant du poids propre du joint articulé, on ne produit qu'une faible déflexion qui est de l'ordre de 5 à 10'. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par L'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple REVENDICATIONS: 1. Procédé de mesure du jeu des tourillons d'un croisillon de joint articulé, ledit croisillon présentant quatre tourillons orthogonaux b constituant deux paires de tourillons coaxiaux, lesdits tourillons étant montés, avec interposition de corps roulants, notamment aiguilles ou rouleaux, et avec interposition d'une douille de palier, dans les trous de palier d'une fourche, caractérisé par le fait que l'on mesure les moments fléchissants s'opposant à la déflexion d'une fourche (4) par rapport à l'autre fourche (3) maintenue fixe, en présence d'un angle de flexion déterminé, lesdits moments fléchissants étant formés autour des axes (26, 27) des deux paires de tourillons (9a, 9c; 9b, 9d). 2. Procédé selon la revendication I, caractérise par le fait que, pendant la mesure, la fourche mobile (4) est dépiacée sur le rayon prédéterminé par l'angle de flexion d'un angie de rotation de 90' autour de l'axe de rotation (29) de ia fourcne fixe (3). 3. Dispositif de mise en oeuvre du procédé sielon la revendication 1, caractérisé - par un logement (28) pour mettre a une nosition fixe désirée la fourche à maintenir fixe (3), - par une barre de flexion (17) dont une extrémité peut être solidarisée à la fourche mobile (4) et dont l'autre extrémité est liée à une rotule (21) dont une partie (22) est conjuguée à la barre de flexion (17) et dont l'autre partie (23) apte à une déflexion est conjuguée a un disDositif d'entrainement (25) et est déplaçable en translation dans un guide radial (24), - par des jauges extensométriques -- par un circuit de mesure de tension (20). 4. Dispositif selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé -par un agencement de mesure constitué par un circuit en pont (31) pour les jauges extensométriques (18a, 18b; 18c, 18d), par un amplificateur (32) de signal de mesure monté à la suite dudit circuit en pont, un calculateur de mesure (33) et un appareil supplémentaire d'enregistrement (34) pour la saisie de l'évolution de la tension en fonction de l'angle de rotation, ainsi qu'une unité indicatrice (35) pour indiquer la correction. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la barre de flexion (17) est tubulaire. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le guide radial (24) et le dispositif d'entraînement (25) pour le mouvement radial et le mouvement de rotation sont représentés par un robot connu en soi.