Brevet FR2754891A1 — publié le 19980424

La présente invention concerne un dispositif de contrôle de dimensions d'un objet par palpage, tel qu'un tampon. On connaît de nombreux dispositifs de contrôle de dimensions permettant par exemple de contrôler un diamètre intérieur ou extérieur d'une pièce mécanique. On connaît en particulier des dispositifs du type comportant deux bras de mesure articulés à un support pour être mobiles dans un plan commun et ayant chacun une extrémité libre équipée d'une touche de palpage destinée à venir en contact avec l'objet dont on souhaite mesurer une dimension. Un capteur de déplacement tel qu'un transducteur différentiel est monté entre les deux bras de mesure pour mesurer l'écartement des bras l'un par rapport à l'autre et délivrer ainsi un signal correspondant à l'écartement des touches de palpage (c'est-à-dire à la dimension à mesurer de l'objet). Pour éviter toute usure de l'articulation des bras, qui serait susceptible d'engendrer des dérives dans les mesures effectuées, les deux bras de mesure sont réalisés en une seule pièce en forme de U rappelant celle d'un diapason. Les bras de mesure, ainsi formés par les deux branches du diapason, présentent à leur base une zone de restriction formant une pseudo-articulation par déformation élastique et donc sans frottement. Un tel dispositif est par exemple illustré par le document EP-A-0 292 767. L'inconvénient principal de ce genre de dispositif réside dans le coût et la difficulté de réalisation de la pièce unitaire en forme de diapason formant les deux bras de mesure. Le but de l'invention est de proposer une alternative à cette structure de bras de mesure en une seule pièce, afin de faciliter la fabrication du dispositif et d'en diminuer le coût, tout en conservant une fiabilité et une précision optimales. L'invention, selon un premier mode de réalisation, a donc pour objet un dispositif de contrôle de dimensions d'un objet, comportant un support, deux bras de mesure articulés au support autour de deux axes parallèles pour être mobiles dans un plan commun et ayant chacun une extrémité libre équipée d'une touche de palpage et un capteur de déplacement monté entre les deux bras de mesure. Selon l'invention, l'articulation de chaque bras de mesure au support est réalisée au moyen d'une barre de torsion solidaire en rotation du bras concerné et du support. Les deux bras de mesure sont ainsi réalisés en deux pièces distinctes, ce qui en facilite la fabrication et en diminue le coût. En outre, l'articulation des bras ne fait intervenir aucun frottement ni aucun jeu et ne subit donc aucune usure. La fiabilité et la précision des mesures effectuées sont donc préservées. Avantageusement, la barre de torsion possède au moins une portion de support rigide en torsion et solidaire en rotation du bras concerné, au moins une portion d'ancrage rigide en torsion et solidaire en rotation du support, et, entre ces différents portions de support et d'ancrage, des portions de torsion déformables en torsion. Selon un second mode de réalisation, l'invention a également pour objet un dispositif de contrôle de dimensions d'un objet, comportant un support, deux bras de mesure articulés au support autour d'un axe commun pour être mobiles dans un plan commun et ayant chacun une extrémité libre équipée d'une touche de palpage et un capteur de déplacement monté entre les deux bras de mesure Selon l'invention, l'articulation des bras de mesure au support est réalisée au moyen d'une barre de torsion solidaire en rotation des deux bras de mesure et du support. De même que précédemment, les deux bras de mesures sont ainsi réalisés en deux pièces distinctes et leur articulation au support ne fait intervenir aucun frotte ment. Avantageusement alors, la barre de torsion possède au moins deux portions de support rigides en torsion et solidaires en rotation des deux bras de mesure, au moins une portion d'ancrage rigide en torsion et solidaire en rotation du support, et entre ces différents portions de support et d'ancrage des portions de torsion déformables en torsion. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le capteur de déplacement est disposé à une extrémité libre des bras de mesure opposée aux touches de palpage, la zone d'articulation de chaque bras étant située entre ces deux extrémités libres. De préférence alors, la distance entre le capteur de déplacement et la zone d'articulation des bras de mesure est au moins égale à la distance entre les touches de palpage et cette zone d'articulation. On améliore ainsi la précision de la mesure. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, en liaison avec l'un ou l'autre des deux modes de réalisation de l'invention mentionnés ci-dessus, la barre de torsion possède deux portions d'ancrage ménagées à ses deux extrémités. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un de ses modes de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels - la figure 1 est une vue en coupe par un plan axial, selon la ligne I-I de la figure 2, d'un dispositif de contrôle de dimensions selon un premier de réalisation conforme à l'invention, dans lequel les bras de mesure sont montés sur deux barres de torsions distinctes - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue partielle en perspective illustrant plus en détail les deux bras de mesure montés sur les barres de torsion - la figure 4 est une vue de détail en perspective d'une des deux barres de torsion - les figures 5 et 6 sont des vues analogues respectivement aux figures 3 et 4 illustrant un dispositif de contrôle selon un second mode de réalisation conforme à l'invention, dans lequel les deux bras de mesures sont montés sur une barre de torsion commune. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, le dispositif de contrôle de dimensions par palpage est constitué par un tampon de contrôle du diamètre intérieur d'un alésage d'une pièce. Ce tampon comporte un boîtier creux 1 de révolution autour d'un axe 1.1. Ce boîtier comporte un support rigide 2 sur lequel sont fixés d'une part un corps tubulaire 3 d'axe 1.1 et d'autre part une tête de contrôle 4 ayant une portion utile tubulaire 5 d'axe 1.1 destinée à pénétrer dans l'alésage à vérifier. La portion utile 5 possède une surface extérieure cylindrique 6 de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'alésage à vérifier. Un soufflet ou membrane de protection 7 est disposé entre la tête de contrôle 4 et le support 2. Deux bras de mesure 8, 9 sont montés à l'intérieur du boîtier 1 pour pivoter sur le support 2 autour d'axes de pivotement respectifs 10, 11. Les axes de pivotement 10, 11 des bras 8, 9 sont situés en une zone centrale 8.1, 9.1 de ces bras. L'articulation de chacun des bras de mesure 8, 9 au support 2 est réalisée au moyen d'une barre de torsion 12 qui est solidaire en rotation à la fois du bras concerne 8, 9 et du support 2. Cette barre de torsion 12 comporte en l'espèce une portion de support 13 logée dans un logement 14 du bras 8, 9 concerné et solidaire en rotation de ce bras, et deux portions d'ancrage 16 et 17 symétriques l'une de l'autre par rapport à la portion 13 et reçues dans des logements 18, 19 du support 2 pour leur liaison solidaire en rotation à ce support. L'immobilisation en rotation de la portion de support 13 dans le logement 14 du bras 8, 9 concerné est assurée par une vis 15 qui est reçue dans un taraudage correspondant du bras et qui prend appui par son extrémité libre contre la surface latérale de la portion 13. De même, l'immobilisation en rotation des portions d'ancrage 16, 17 dans les logements 18, 19 du support 2 est assurée par deux vis 20, 21 engagées dans des taraudages correspondants du support et prenant appui par leurs extrémités libres contre la surface latérale des portions 16 et 17. Les portions d'ancrage 16, 17 sont respectivement reliées à la portion de support 13 par des portions de torsion 22, 23 élastiquement déformables en torsion. Ces portions de torsion sont de diamètre réduit, c'est-à-dire de diamètre sensiblement plus petit que celui des portions de support et d'ancrage 13, 16 et 17 qui, elles, sont rigides. Les bras 8, 9 se prolongent de part et d'autre de leurs axes de pivotement 10, 11 à l'intérieur du corps tubulaire 3 d'une part et à l'intérieur de la tête de contrôle 4 d'autre part. Les bras 8, 9 possèdent ainsi deux extrémités libres opposées 8.2, 9.2 et 8.3, 9.3 respectivement situées dans la tête de contrôle 4 et le corps tubulaire 3. Les extrémités correspondantes 8.2, 9.2 des bras 8, 9 situés dans la tête de contrôle sont équipées de touches de palpage 24, 25 qui s'étendent radialement au travers de trous de passage correspondants ménagés dans l'extrémité de la portion utile 5 de la tête de contrôle 4. Les touches 24, 25 possèdent des extrémités bombées 24.1, 25.1 et sont mobiles radialement selon un axe 26 commun lors du pivotement des bras 8, 9 autour de leurs axes 10, 11. Bien que cela ne soit pas représenté aux figures, un ressort de rappel est disposé entre les bras 8 et 9 pour rappeler les bras 8, 9 en position d'écartement maximum des touches de palpage 24, 25. Toutefois, il sera également possible de prévoir que les barres de torsion 12 soient précontraintes en torsion pour assurer elles-même ce rappel élastique des bras de mesure. Aux extrémités correspondantes 8.3, 9.3 des bras 8, 9, est monté un capteur de déplacement 27 qui est ici constitué par un transducteur différentiel comportant une partie 27.1 fixée dans une bague fendue formée à l'extré- mité 8.3 du bras 8 et une partie 27.2 fixée à l'extrémité 9.3 du bras 9 par exemple par une vis de pression. La partie 27.2 porte une tige 27.3 qui pénètre à l'intérieur de la partie 27.1 pour repérer la position relative du bras 9 par rapport au bras 8. Il existe d'autres types de capteur, par exemple sans contact, de type inductif (capteurs à réluctance) qui peuvent se substituer au capteur représenté. La partie 27.1 du capteur 27 délivre ainsi un signal électrique correspondant à l'écartement relatif des extrémités 8.3, 9.3 des bras 8, 9, et donc à l'écartement des touches de palpage 24, 25. Le signal électrique ainsi délivré est transmis par un câble 29 à une unité de traitement externe (non représentée). Le câble 29 est guidé à l'intérieur du boîtier 1 par un guide 30 solidaire du bras 8 et deux guides 31, 32 solidaires d'une tige 33 rigidement fixée au support 2. Le câble 29 sort du corps tubulaire 3 au travers d'un capuchon souple 34 obturant l'extrémité libre de ce corps. Lorsque l'on souhaite effectuer le contrôle du diamètre intérieur d'un alésage d'une pièce quelconque, on introduit la portion utile 5 de la tête de contrôle 4 à l'intérieur de l'alésage. Les touches de palpage 24, 25 qui sont maintenues en position écartée par le rappel élastique exercé par ce ressort de rappel (ou éventuellement les barres de torsion) ressortent par leurs extrémités bombées 24.1, 25.1 légèrement en saillie de la surface extérieure 6 de la portion utile 5 de la tête 4. Lorsque les extrémités bombées 24.1, 25.1 des touches 24, 25 entrent en contact avec la surface latérale de l'alésage à contrôler, les touches 24, 25 sont rapprochées l'une de l'autre. L'écartement de ces touches correspond alors au diamètre intérieur de l'alésage à contrôler. Comme les bras 8, 9 sont montés pivotant sur le support 2, l'écartement des touches de palpage 24, 25 est proportionnel à celui des parties 27.1, 27.2 du capteur 27, de sorte que le signal délivré par le capteur 27 est représentatif du diamètre à contrôler. On comprend que l'articulation des bras 8, 9 assurée par les barres de torsion 12 est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet d'utiliser deux bras de mesure indépendants l'un de l'autre, sans qu'il n'y ait aucun jeu ni frottement au niveau de l'articulation ainsi réalisé. De plus, le montage en chape des barres de torsion 12 sur le support 2 permet de réaliser une articulation précise et résistante des bras de mesure 8, 9. Par ailleurs, le fait que le capteur de déplacement 27 soit disposé à une extrémité des bras de mesure opposées aux touches de palpage 24, 25 par rapport à la zone d'articulation de ces bras permet de ménager une distance entre le capteur de déplacement et la zone d'articulation des bras de mesure suffisante pour obtenir une mesure précise du capteur de déplacement. Dans l'exemple illustré, la distance entre le capteur de déplacement 27 et la zone d'articulation est égale à celle entre les touches de palpage 24, 25 et la zone d'articulation. On pourra prévoir d'augmenter la distance entre le capteur de déplacement et la zone d'articulation pour augmenter le déplacement relatif des deux parties du capteur et amélio rer ainsi la précision de la mesure, notamment pour le contrôle de dimensions très petites ou nécessitant un contrôle très précis. Aux figures 5 et 6, on a représenté une variante de réalisation du dispositif de contrôle selon l'invention. Dans cette variante, les deux bras de mesure, désignés par les références numériques 35, 36, sont montés à l'intérieur du boîtier 1 pour pivoter sur le support 2 autour d'un axe de pivotement commun 38. L'articulation des deux bras de mesure 35, 36 au support 2 est réalisée au moyen d'une barre de torsion 37 unique qui est solidaire en rotation à la fois des deux bras de mesure 35, 36 et du support 2. La barre de torsion 37 comporte deux portions d'ancrage 39, 40 situées au deux extrémités de la barre pour être reçues solidaires en rotation dans des logements correspondants du support 2, et trois portions de support 41, 42, 43 situées entre les portions d'ancrage 39, 40. Les cinq portions d'ancrage et de support 39, 41, 42, 43, 40 sont séparées les unes des autres par des portions de torsion 44, 45, 46, 47 élastiquement déformables en torsion autour de l'axe 38 et de diamètre sensiblement plus petit que celui des portions de support et d'ancrage qui, elles sont rigides. Comme dans le mode de réalisation précédemment décrit en référence aux figures 1 à 4, les deux bras de mesure 35, 36 présentent une zone centrale 35.1, 36.1 de liaison à la barre de torsion 37 et deux extrémités libres opposées 35.2, 36.2 et 35.3, 36.3 respectivement situées dans la tête de contrôle 4 et le corps tubulaire 3. La zone centrale 36.1 du bras 36 est montée solidaire en rotation sur la portion de support central 42 de la barre 37. La zone centrale 35.1 du bras 35 est quant à elle équipée de deux pattes 48 en forme d'équerre ménagées de part et d'autre du bras 35 pour former une fourche de liaison à la barre 37. Chacune des pattes 48 est ainsi reliée solidairement en rotation aux portions de support 41, 43 de la barre 37. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de dimensions d'un objet, comportant un support (2), deux bras de mesure (8, 9) articulés au support autour de deux axes parallèles (10, 11) pour être mobiles dans un plan commun et ayant chacun une extrémité libre (8.2, 9.2) équipée d'une touche de palpage (24, 25) et un capteur de déplacement (27) monté entre les deux bras de mesure, caractérisé en ce que l'articulation de chaque bras de mesure au support est réalisée au moyen d'une barre de torsion (12) solidaire en rotation du bras concerné et du support (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barre de torsion (12) possède au moins une portion de support (13) rigide en torsion et solidaire en rotation du bras concerné, au moins une portion d'ancrage (16, 17) rigide en torsion et solidaire en rotation du support (2), et, entre ces différents portions de support et d'ancrage (13, 16, 17), des portions de torsion (22, 23) déformables en torsion. 3. Dispositif de contrôle de dimensions d'un objet, comportant un support (2), deux bras de mesure (8, 9) articulés au support autour d'un axe commun (38) pour être mobiles dans un plan commun et ayant chacun une extrémité libre (8.2, 9.2) équipée d'une touche de palpage (24, 25) et un capteur de déplacement (27) monté entre les deux bras de mesure, caractérisé en ce que l'articulation des bras de mesure au support est réalisée au moyen d'une barre de torsion (37) solidaire en rotation des deux bras de mesure (35, 36) et du support (2). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la barre de torsion (12) possède au moins deux portions de support (41, 42, 43) rigides en torsion et solidaires en rotation des deux bras de mesure (8, 9), au moins une portion d'ancrage (39, 40) rigide en torsion et solidaire en rotation du support, et entre ces différents portions de support et d'ancrage (39, 41, 42, 43, 40) des portions de torsion (44, 45, 46, 47) déformables en torsion. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre de torsion (12) possède deux portions d'ancrage (16, 17) ménagées à ses deux extrémités. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de déplacement (27) est disposé à une extrémité libre (8.3, 9.3) des bras de mesure (8, 9) opposée aux touches de palpage (24, 25), la zone d'articulation (8.1, 9.1) de chaque bras étant située entre ces deux extrémités libres. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la distance entre le capteur de déplacement (27) et la zone d'articulation (8.1, 9.1) des bras de mesure est au moins égale à la distance entre les touches de palpage (24, 25) et cette zone d'articulation.