Brevet FR2669418A1 — publié le 19920522

La présente invention concerne un dispositif de mesure de déplacement d'un objet, destiné notamment à la mesure de déplacement des flans d'une pièce en cours d'emboutissage. Les dispositifs connus à ce jour, de type à soudure de fil témoin ou traçage de contours sont d'une manipulation difficile et d'une précision limitée. La présente invention entend remédier à ces inconvénients par l'utilisation d'un matériau ferromagnétique fixé à 11 objet en déplacement et placé de la même manière qu'un entrefer d'électro-aimant, entre une bobine conductrice et un moyen de guidage maintenant la distance entre le matériau magnétique et la bobine, la variation du champ magnétique dépendant de la position de cet entrefer étant perçue par la variation de fréquence d'oscillation d'un circuit oscillant incluant ladite bobine. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de mesure de déplacement d'un objet caractérisé en ce qu'il comporte une pièce en matériau de perméabilité magnétique élevée, une bobine, un moyen de guidage mécanique et un circuit oscillant incluant la bobine, en ce que la pièce en matériau magnétique est solidarisée à l'objet en déplacement et maintenue par le guidage parallèlement à la bobine, étant placée dans le champ magnétique créé par cette dernière de telle manière que son déplacement fait varier llauto-induction de la bobine et la fréquence d'oscillation du circuit oscillant. Pour l'application aux presses à emboutir, l'objet et la pièce en matériau magnétique sont confondus et constitués de la tôle à emboutir, la presse à emboutir présentant des serre-flans réalisant le guidage du dispositif selon l'invention. En ce cas, le dispositif de l'invention constitue un capteur d'avalement pour presse à emboutir. Les avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans un but explicatif et nullement limitatif. Dans le dessin annexé - la figure 1 représente une vue en coupe partielle d'une presse à emboutir et d'un dispositif selon l'invention. - la figure 2 représente une vue de dessus partielle du dispositif de la figure 1. - la figure 3 représente une vue partielle du dispositif après déplacement d'une tôle en cours d'emboutissage. - la figure 4 représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention adapté à la mesure de déplacement d'objets quelconques. Si on se réfère à la figure 1, on voit sur cette figure une tôle à emboutir 1, un capteur 2 comportant un joint étanche 3 et une bobine 4 possédant deux liaisons électriques 5 et 6, un outil 7, un serre-flan 8, un poinçon 9, un guidage 10 mécaniquement lié au serre-flan 8, un circuit oscillant 11 incluant la bobine 4. La tôle 1 est en matériau à perméabilité magnétique élevée, tandis que le joint étanche 3 et le guidage 10 possèdent une perméabilité magnétique faible. En particulier, le joint peut être en matière plastique et le guidage 10 en bronze. La bobine 4 est de forme allongée selon un axe parallèle au déplacement de la tôle. Le capteur 2 est mécaniquement lié à l'outil 7. Le circuit oscillant 11 est réalisé selon un schéma électrique connu et peut être remplacé par tout autre circuit oscillant de type connu. Si on se réfère à la figure 2, on y retrouve le capteur 2, le joint étanche 3, la bobine 4 de forme allongée et ses deux liaisons électriques 5 et 6. Si on se réfère à la figure 3, on y retrouve la tôle à emboutir 1, le capteur 2 comportant le joint étanche 3 et la bobine 4 possédant les deux liaisons électriques 5 et 6, l'outil 7, le serre-flan 8, le poinçon 9, le guidage 10 mécaniquement lié au serre-flanc 8. Par rapport à la figure 1, seuls la tôle 1 et le poinçon 9 se sont déplacés. La perméabilité magnétique de la tôle 1 étant très différente de celles du guidage 1 et de l'air environnant, l'autoinduction de la bobine 4 est en relation avec la longueur de la tôle 1 qui la recouvre, selon un principe connu. Le circuit oscillant 11 possède une fréquence d'oscillation dépendant de l'auto-induction de la bobine 4. En conséquence, tout déplacement de la tôle 1 parallèlement à l'axe d'élongation de la bobine 4 se traduit par une variation de la fréquence d'oscillation du circuit oscillant 11. Selon une autre terminologie, la variation de longueur des matériaux de perméabilités magnétiques différentes dans le champ magnétique de la bobine fait varier la reluctance du capteur, celle-ci étant l'intégrale sur une ligne de champ magnétique des longueurs d'éléments de lignes de champs divisés par les produits des perméabilités magnétiques et des surfaces de flux. L'auto-impédance de la bobine est une relation de cette reluctance égale au carré du nombre de spires de la bobine 4 divisée par la reluctance. Pour mémoire, on peut indiquer que la fréquence d'oscillation du circuit oscillant 11 est environ proportionnelle à la racine carrée de la longueur d'air se trouvant en vis-à-vis de la bobine, quand la perméabilité magnétique de la tôle est très grande. L'utilisation du dispositif selon l'invention avec une presse à emboutir permet de faire varier la vitesse de déplacement du poinçon 6 et la pression sur le ou les serre-flans 5 en fonction du déplacement de la tôle 1. Cet asservissement permet d'éviter d'une part une trop forte pression du ou des serre-flans 5 sur la tôle 1, qui provoquerait une déchirure ou une rupture de la tôle 1, et d'autre part une trop faible pression qui provoquerait l'apparition de plis sur la tôle 1. Enfin, cet asservissement peut se faire en temps réel, au cours de l'emboutissage de la tôle 1. Si on se réfère à la figure 4, on y voit un dispositif adapté à la mesure de déplacement d'objets quelconques. On retrouve dans cette figure le capteur 2 comportant le joint étanche 3 et la bobine 4 possédant les deux liaisons électriques 5 et 6, le guidage 10 mécaniquement lié au capteur 2, auxquels s'adjoignent un objet 14 et une pièce témoin 15 en matériau de haute perméabilité magnétique, solidarisés entre eux mécaniquement et adaptés à se déplacer parallèlement à l'axe d'élongation de la bobine 4. Par rapport à l'application présentée en regard des figures 1 à 3, l'objet 14 dont on mesure le déplacement et la pièce en matériau magnétique 15 ne sont plus confondus. Le fonctionnement du dispositif est identique à celui décrit à l'appui des figures 1 à 3. REVENDICATIONS t) Dispositif de mesure de déplacement d d'un objet, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce (1, 15) en matériau de perméabilité magnétique élevée, une bobine (4), un moyen de guidage mécanique (10) et un circuit oscillant (11) incluant la bobine (4), en ce que la pièce de matériau ferromagnétique (1, 15) est solidarisée à l'objet (1, 14) et maintenue par le moyen de guidage (10) parallèlement à la bobine (4), de telle manière que le déplacement de ladite pièce (1, 15) fait varier l'autoinduction de la bobine (4) et la fréquence d'oscillation du circuit oscillant (11). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'objet en déplacement et la pièce en matériau magnétique sont confondus. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est incorporé à une presse à emboutir, le moyen de guidage (10) étant solidarisé à un serre-flanc (8) et le capteur (2) à un outil (7) de presse à emboutir, l'objet et la pièce en matériau ferromagnétique étant constitués d'une tôle à emboutir (1). 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un asservissement en temps réel de la vitesse du poinçon (9). 5) Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4 caractérisé en ce qu'il comporte un asservissement en temps réel de la pression exercée par les serre-flancs (8) sur la tôle (1). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la bobine (4) est de forme allongée, sa longueur étant disposée parallèlement à l'axe de déplacement de la pièce en matériau ferromagnétique (1, 15).