Brevet FR2795172A1 — publié le 20001222

L'invention concerne le domaine de la métrologie et plus particulièrement celui des calibres à limites. Un tel calibre est utilisé pour déterminer, après leur fabrication, les pièces dont la dimension contrôlée est dans les limites de tolérance de la dimension en question, sans avoir recours à un instrument de mesure. I1 existe notamment des calibres lisses pour la vérification des arbres ou des alésages et également des calibres filetés pour la vérification de filetages intérieurs ou extérieurs. Dans tous les cas, la vérification d'une dimension sur une pièce nécessite deux opérations et deux calibres pour déterminer si la dimension en question est bien dans l'intervalle de tolérance fixé. En prenant l'exemple d'une pièce comportant un alésage dont la dimension doit entrer dans un intervalle de tolérance défini par une valeur minimum et une valeur maximum, la première opération de vérification est effectuée avec un calibre lisse dit "Entre" dont la partie mesurante ou embout présente un diamètre correspondant à la valeur minimum et la deuxième opération de vérification est effectuée avec un calibre lisse dit "N'Entre Pas" dont l'embout présente un diamètre correspondant à la valeur maximale. Ainsi, la comparaison successive de l'alésage avec ces deux calibres, correspondant aux deux limites de tolérance de la dimension à contrôler, permet de déterminer si la pièce contrôlée doit être acceptée ou refusée. Les calibres ont tendance à s'user. C'est pourquoi, pour s'assurer que les calibres permettent toujours une vérification efficace, il est nécessaire de contrôler les calibres eux-mêmes. La périodicité des contrôles est définie selon l'utilisation du calibre, envisagée sur une période de temps donnée. Ces opérations de contrôle sont effectuées par des laboratoires spécialisés et sont relativement coûteuses. Elles entraînent aussi des frais pour la gestion des contrôles des calibres. Par ailleurs, si un calibre du type "N'Entre Pas" est usé et continue d'être utilisé avant son contrôle par un laboratoire, des pièces présentant une dimension correcte risquent d'être rejetées, ce qui constitue une perte pour le fabricant. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un calibre comportant dans sa structure un témoin d'usure, ce qui évite toutes opérations de contrôle du calibre lui-même et tous risques de perte de pièces, rejetées à tort. L'invention concerne donc un calibre à limites pour le contrôle de la dimension d'une pièce comportant au moins une partie mesurante dont la dimension correspond à une des deux limites de tolérance de ladite dimension à contrôler, la dimension de la partie mesurante étant comprise dans ses propres limites de tolérance de construction, caractérisé en ce que la partie mesurante comprend un corps métallique dont la dimension correspond sensiblement à la limite d'usure de la partie mesurante, ce corps étant revêtu d'une première couche en un matériau présentant une couleur déteminée et dont l'épaisseur est comprise entre environ 1 et 5 um, cette première couche étant elle-même revêtue d'une deuxième couche d'un matériau dont la couleur est différente de celle du matériau de la première couche, afin de visualiser l'usure de la deuxième couche, après utilisation du calibre. Le matériau constitutif de la première couche est avantageusement d'une couleur différente de celle du corps métallique, afin de visualiser l'usure de cette première couche. De préférence, le calibre selon l'invention comporte deux parties mesurantes dont les dimensions sont différentes et correspondent aux deux limites de tolérance de la dimension à contrôler, ledit calibre permettant d'effectuer le contrôle complet de la dimension à contrôler sur la pièce. Si cela s'avère nécessaire, le calibre selon l'invention comporte un revêtement métallique prévu entre le corps métallique et la première couche pour permettre l'adhésion du matériau de la première couche sur le corps métallique. Le corps métallique du calibre selon l'invention peut être réalisé en acier, en fonte ou en laiton. Le matériau de la première couche de la partie mesurante du calibre selon l'invention est un matériau métallique, notamment à base de cuivre, titane, zirconium, tungstène, or ou acier, ou du type céramique, notamment une alumine, éventuellement dopée au titane ou un oxyde de chrome. Le matériau de la deuxième couche de la partie mesurante du calibre selon l'invention présente avantageusement une duretée d'au moins 58 HRC. Ce matériau peut par exemple être un métal, notamment un alliage de nickel, une céramique ou un composite. La surface extérieure de la deuxième couche de la partie mesurante du calibre selon l'invention comporte avantageusement un revêtement anticorrosion, lorsque le calibre doit être utilisé dans des environnements oxydants. L'invention concerne notamment un calibre pour la vérification de filetage extérieur qui se présente sous la forme d'une bague filetée du type "Entre" ou "N'Entre Pas". L'invention concerne également un calibre pour la vérification des arbres ou analogues qui se présente sous la forme d'une mâchoire avec une partie mesurante ou encore deux parties mesurantes adjacentes. L'invention concerne encore un calibre pour la vérification de filetages intérieurs ou d'alésages qui se présente sous la forme d'un manche comportant à chacune de ses deux extrémités une partie mesurante, éventuellement amovible. Elle concerne de façon générale tout calibre à limites permettant de contrôler individuellement ou simultanément toute spécification géométrique et dimensionnelle intérieure et/ou extérieure. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés qui représentent des exemples non limitatifs de réalisation de l'invention et sur lesquels - la figure 1 est une vue en plan d'un calibre lisse selon l'invention pour la vérification d'un alésage, à deux parties mesurantes, - la figure 2 est une vue en coupe axiale de la partie mesurante "Entre" du calibre de la figure 1 et - la figure 3 est une coupe axiale de la partie mesurante "N'Entre Pas" du calibre illustré à la figure 1. Le calibre illustré à la figure 1 comporte un manche 10 qui comporte à chacune de ses extrémités, une partie mesurante 2, 3 cylindrique, montée éventuellement de façon amovible. Ce calibre 1 sert à la vérification d'un alésage sur une pièce. Cet alésage présente un diamètre D, avec une tolérance de fabrication qui est déterminée. Ainsi, par exemple, un diamètre de 20H7 est un diamètre de 20mm avec un écart inférieur de zéro et un écart supérieur de 0,021. Ainsi, compte-tenu de la tolérance, le diamètre de l'alésage doit être compris entre 20mm (Dm) et 20,021mm (DM) . La partie mesurante 2 du calibre 1 est du type "Entre" et présente un diamètre correspondant à la limite inférieure de tolérance de la pièce à contrôler, soit D ou encore dans l'exemple présenté 20mm. L'autre partie mesurante référencée 3 du calibre 1 est du type "N'Entre Pas". C'est une partie cylindrique présentant un diamètre correspondant à la limite supérieure de tolérance du diamètre de l'alésage sur la pièce à contrôler, soit DM, ou encore 20,021mm dans l'exemple présenté. Ainsi, la comparaison successive de l'alésage de la pièce avec les deux parties mesurantes 2 et 3 du calibre 1 permet de déterminer si la pièce alésée qui fait l'objet du contrôle doit être acceptée ou refusée. Par exemple, une pièce contrôlée dans laquelle la partie mesurante 2 n'entre pas présente un alésage dont la dimension est inférieure à la limite inférieure de tolérance de la dimension souhaitée et la pièce doit donc être refusée. Indépendamment de la pièce qu'il doit permettre de contrôler, le calibre 1 présente lui-même des tolérances de construction. A ce calibre, est également associée une limite d'usure, correspondant à la dimension du calibre à partir de laquelle il est hors d'usage, c'est-à-dire qu'il ne permet pas un contrôle sûr. Les tolérances de fabrication et la limite d'usure sont définies dans des normes. Notamment les normes NFE 02202 et NFE 02205 pour les calibres lisses et les normes NFE 03152 et NFE 03153 pour un calibre fileté. On se réfère maintenant â la figure 2 qui illustre l'embout 2 du calibre 1,du type "Entre", en coupe axiale. Cette figure montre que l'embout 2 est formé d'un corps métallique cylindrique 20, lequel peut être solidaire du manche 10 ou encore monté de façon amovible sur ce manche. Le diamètre du corps métallique 20 correspond à la limite d'usure du calibre. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, la norme indique que le calibre est usagé lorsque son diamètre a diminué de 311m par rapport au diamètre initial de 20mm. Dans cet exemple, la limite d'usure est donc de 19,997mm. Le corps 20 peut notamment être réalisé en acier, en fonte ou encore en laiton. Sur ce corps 20, est déposée une première couche 21 dont l'épaisseur est de l'ordre du micromètre et notamment comprise entre environ 1 et 511m. Cette première couche est, de préférence, réalisée en un matériau susceptible d'être fixé sur du métal. Si ce n'est pas le cas, une sous-couche métallique (non représentée) est prévue entre le corps métallique 20 et la première couche 21 pour permettre l'adhésion de la couche 21 sur le corps métallique. Ce matériau peut être du type métallique ou céramique. Sur cette première couche 21, est prévue une deuxième couche 22 réalisée en un matériau de dureté appropriée et, par exemple d'au moins 58HRC. Cette dureté correspond à celle d'un calibre classique réalisé en acier trempé. L'épaisseur de cette couche 22 est telle que le diamètre extérieur de l'embout 2 est comprise dans les limites de tolérance de construction du calibre lui-même. Cette épaisseur se déduit donc des limites de tolérance, de la limite d'usure et de l'épaisseur de la première couche 21. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, les limites de tolérance du diamètre de l'embout 2 sont respectivement 20, OO1mm et 20, 005mm. Ainsi, si l'épaisseur de la couche 21 est d'1um, l'épaisseur de la couche 22 peut être comprise entre 1 et 511m. La deuxième couche 22 peut être réalisée en métal ou en céramique, ou encore en un matériau composite comportant des particules dures. Les matériaux constitutifs des première et deuxième couches 21 et 22 sont choisis de façon à présenter des couleurs différentes. Cette différence de couleurs doit permettre de visualiser l'usure de la deuxième couche 22. En effet, lorsque cette couche 22 est usée, la première couche 21 devient visible et reconnaissable grâce à sa couleur différente. A titre d'exemple, la première couche 21 peut être du type métallique, à base de titane, cuivre, zirconium, tungstène ou or, ou du type céramique, par exemple à base d'oxyde de chrome, d'alumine ou encore d'alumine dopée au titane. La deuxième couche 22 peut par exemple être réalisée en un alliage de nickel ou encore en acier. On peut ainsi réaliser la deuxième couche 22 en un alliage de nickel et la première couche 21 en cuivre. Dans ce cas, lorsque la couche 22 de couleur sensiblement blanche et brillante sera usée, la couche 21 en cuivre, de couleur rouge, deviendra apparente. Ceci signifiera pour un opérateur que le calibre 1 est proche de sa limite d'usure et qu'il doit être remplacé. Cependant, la couche 21 présente une épaisseur, même réduite, et le calibre peut être utilisé encore pendant un certain temps, ce qui laisse le temps de le remplacer. De préférence, les matériaux constitutifs du corps métallique 20 et de la première couche 21 présentent également une couleur différente, afin de visualiser l'usure de la première couche 1 et l'apparition de la surface du corps métallique 20 qui correspond à la limite d'usure du calibre. Ainsi, si la première couche 21 est réalisée en cuivre, le corps métallique 20 peut être réalisé en acier ou en fonte. On se réfère maintenant à la figure 3 qui illustre en coupe axiale la partie mesurante 3 du calibre 1. Cet embout 3 est du type "N'Entre Pas". L'embout 3 comporte un corps cylindrique métallique dont le diamètre correspond à la limite d'usure du calibre. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, le diamètre de l'embout 3 est de 20,021mm, le calibre pouvant être considéré comme hors d'usage lorsque son diamètre est réduit de 2um. Ainsi, le diamètre du corps cylindrique 30 est, dans cet exemple, de 20,019mm. Comme expliqué précédemment au regard de la figure 2, sur ce corps métallique 30 est déposée une première couche en un matériau du type métallique ou céramique, dont l'épaisseur est de l'ordre du micromètre, notamment comprise entre 1 et 5gn. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, l'épaisseur de la couche 31 est de lum, de telle sorte que le diamètre de l'embout 3, au niveau de la surface extérieure de la première couche 31 est de 20,021mm. Sur cette première couche 31 est déposée une deuxième couche 32 en un matériau dont la dureté est d'au moins 58 HRC. Comme cela a été expliqué précédemment au regard de la figure 2, l'épaisseur de la deuxième couche 32 est telle que le diamètre total de l'embout 3 entre dans les limites de tolérance de construction du calibre. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, les limites de tolérance de construction sont respectivement 20,019mm et 20, 023mm. Ainsi, l'épaisseur de la couche 32 peut par exemple être comprise entre 1 et 3um. Les exemples de matériaux qui ont été mentionnés précédemment pour l'embout 2 peuvent également être utilisés pour réaliser l'embout 3. Ainsi, lorsque la deuxième couche 32 est usée, la couche 31 apparaît et ceci est facilement détecté par un opérateur du fait de la différence de couleurs entre la première et la deuxième couches. Comme pour la partie mesurante 2, il est préférable que la première couche 31 présente également une couleur différente de celle du corps métallique 30 pour que l'usure de cette première couche 31 et l'apparition de la surface du corps métallique 30 soit également visible pour l'opérateur. Lorsque le calibre 1 est destiné à être utilisé dans des environnements oxydants, la surface extérieure des parties mesurantes 2 et3 comporte avantageusement un revêtement anticorrosion. Les première et deuxième couches peuvent être réalisées de façon classique, par différents procédés. Un dépôt métallique peut être réalisé chimiquement, par électrolyse, par voie PVD ou CVD. Une céramique peut être déposée par projection thermique ou encore par voie PVD ou CVD. Ces procédés sont bien connus de l'homme du métier et ne seront pas détaillés ici. La description qui précède montre que le calibre selon l'invention ne nécessite plus d'opérations de contrôle par des laboratoires extérieurs. En effet, de par sa construction, le fait que la limite d'usure va être atteinte est visualisée par l'apparition de la première couche qui, grâce à sa couleur, fait office de témoin d'usure. Ainsi, lorsque la première couche devient visible, l'opérateur sait que le calibre est pratiquement hors d'usage. I1 peut le remplacer immédiatement ou continuer à l'utiliser quelque temps en préparant son remplacement, le calibre devant être impérativement mis hors d'usage lorsque la première couche commence à être usée et que le corps 30 devient visible pour l'opérateur. Le calibre selon l'invention supprime donc tous les coûts liés au contrôle lui-même et à son organisation. De plus, le calibre selon l'invention permet de détecter de façon très précise le moment où le calibre est hors d'usage, ce qui augmente l'efficacité du contrôle. Le calibre 1 illustré à la figure 1 comporte deux parties mesurantes 2 et 3 respectivement du type "Entre" et "N'Entre Pas". L'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et elle concerne également un calibre ne comportant qu'une seule partie mesurante ou tout type de calibre non normalisé. Par ailleurs, le calibre 1 est destiné â la vérification d'alésages. L'invention n'est pas limitée à ce type de calibre. Elle concerne également par exemple un calibre pour la vérification de filetages extérieurs se présentant sous la forme d'une bague filetée du type "Entre" ou "N'Entre Pas". Elle peut également s'appliquer à un calibre pour la vérification des arbres ou analogues et qui se présente sous la forme d'une mâchoire comportant une partie mesurante ou encore deux parties mesurantes adjacentes. L'invention concerne tout calibre à limites permettant de contrôler individuellement ou simultanément toute spécification géométique et dimensionnelle intérieure ou extérieure. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques figurant dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et ne sauraient en limiter la portée. REVENDICATION 1. Calibre à limites pour le contrôle de la dimension d'une pièce comportant au moins une partie mesurante (2, 3) dont la dimension correspond à une des deux limites de tolérance de ladite dimension à contrôler sur la pièce, la dimension de la partie mesurante étant comprise dans ses propres limites de tolérance de construction, caractérisé en ce que la partie mesurante (2, 3) comprend un corps métallique (20, 30) dont la dimension correspond sensiblement à la limite d'usure de la partie mesurante, ce corps étant revêtu d'une première couche (21, 31) en un matériau présentant une couleur déterminée et dont l'épaisseur est de l'ordre du micromètre, notamment comprise entre environ 1 et 51am, cette première couche (21, 31) étant elle-même revêtue d'une deuxième couche (22, 32) d'un matériau dont la couleur est différente de celle du matériau de la première couche, afin de visualiser l'usure de la deuxième couche (22, 32) après utilisation du calibre. 2. Calibre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la première couche (21, 31) est d'une couleur différente de celle du corps métallique (20, 30), afin de visualiser l'usure de ladite première couche (21, 31). 3. Calibre selon la revendication 1 ou 2, comprenant deux parties mesurantes, dont les dimensions sont différentes et correspondent aux deux limites de tolérance de la dimension à contrôler, ledit calibre permettant d'effectuer le contrôle complet de ladite dimension à contrôler sur la pièce. 4. Calibre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un revêtement métallique est prévu entre le corps métallique (20, 30) et la première couche (21, 31) pour permettre l'adhésion du matériau de la première couche sur le corps métallique. 5. Calibre selon lune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps métallique est en acier, en fonte ou encore en laiton. 6. Calibre selon lune des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau de ladite première couche (21, 31), est du type métallique, notamment à base de cuivre, titane, zirconium, tungstène, or ou acier, ou encore du type céramique, notamment en alumine, oxyde de chrome ou alumine dopée au titane. 7. Calibre selon lune des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la deuxième couche (22, 32) présente une dureté d'au moins 58 HRC. 8. Calibre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la deuxième couche (22, 32) est du type métallique, notamment un alliage de nickel, céramique ou encore composite. 9. Calibre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface extérieure de la deuxième couche (22, 32) comporte un revêtement anti- corrosion. 10. Calibre selon l'une des revendications 1 à 9 pour la vérification de filetages extérieurs, se présentant sous la forme d'une bague filetée du type "Entre" ou "N'Entre Pas". 11. Calibre selon l'une des revendications 1 à 9 pour la vérification des arbres ou analogues se présentant sous la forme d'une mâchoire avec une partie mesurante ou encore deux parties mesurantes adjacentes. 12. Calibre selon l'une des revendications 3 à 9, pour la vérification de filetages intérieurs ou des alésages se présentant sous la forme d'un manche (10) comportant, à chacune de ses deux extrémités, une partie mesurante (2, 3), éventuellement amovible. 13. Calibre selon l'une des revendications 1 à 12 permettant de contrôler individuellement ou simultanément toute spécification géométrique et dimensionnelle intérieure et/ou extérieure.