Brevet FR2798730A1 — publié le 20010323

D E S C R 1 P T 10 N La présente invention concerne le domaine des équipements industriels, notamment des appareils ou instruments de mesure et de controle, en particulier associés à des machines-outils, et a pour objet un dispositif de mesure et/ou de contrôle de l'enfoncement d'une pièce dans une autre, un outil de poussée comportant un tel dispositif, ainsi qu'une machine comprenant au moins un tel outil. Actuellement, lors de l'introduction ou de l'enfoncement d'un insert à force et/ou à chaud dans une pièce, il n'est généralement pas préNu, notamment lorsqu'il s'agit d'opérations répétées sur un grand nombre de pièces, de contrôler pour chaque couple insert/pièce le degré 'enfoncement au par cas. Le problème posé à la présente invention consiste par conséquent à concevoir un dispositif de mesure et/ou contrôle de l'enfoncement d'une pièce dans une autre, présentant une structure simple, résistant aux conditions d'utilisation en milieu industriel, fiable même après un grand nombre d'opérations, d'encombrement réduit et interférant pas avec fonctionnement de l'outil réalisant l'enfoncement. Pour résoudre notamment le problènie précité, l'invention a pour objet un dispositif de mesure et/ou de contrôle en temps réel et automatique de l'enfoncement d'une pièce dans une autre au moyen d'un outil de poussée portant la pièce à enfoncer sur un support d'extrémité, caractérisé en ce qu'il consiste en au moins une tête de capteur ou de palpeur mobile en translation dans la direction d'enfoncement présentant un(e) ou plusieurs points ou zones de contact destiné(e)(s) à venir en appui sur un point ou une surface de référence de la pièce receptive et situé(c)(s), en projection plane sur un plan perpendiculaire à la direction d'enfoncement, en dehors de la surface de projection correspondant à la pièce à enfoncer montée sur le support d'extrémité, les mouvements en translation dans la direction d'enfoncement de la tête de palpeur étant transmis par une tringlerie adaptée à une unité de ii-iesure ou d'évaluation de déplacement et l'ensemble tête de palpeur ou de capteur/tringlerie au moins étant monté sur ou dans l'outil de poussée. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci- après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec rétérence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un outil de poussée muni d'un dispositif de mesure et/ou de controle selon l'invention, et, les figures 2 à 4 sont des vues en élévation latérale et coupe, à une échelle différente, respectivement des parties A, B et C de l'outil représenté sur la figure 1. La présente invention concerne, comme le montrent les figures 1 à 4 des dessins annexés, un dispositif de mesure et/ou de contrôle en temps réel de l'enfoncement d'une pièce 2 dans une autre 3 au moyen d'un outil de poussée 1 portant la pièce à enfoncer 2 sur un support d'extrémité 4. Ledit dispositif consiste en au moins une tête de capteur ou de palpeur mobile en translation dans la direction d'enfoncement D, présentant un(e) ou plusieurs points ou zones de contact 6 destiné(e)(s) à venir en appui sur un point ou une surface de référence 3' de la pièce réceptive et situé(e)(s), en projection plane sur un plan perpendiculaire à la direction d'enfoncement D, en dehors de la surface de projection correspondant à la pièce à enfoncer 2 ii-iontée sur le support d'extrémité 4, les mouvements en translation dans la direction d'enfoncement D de la tête de palpeur 5 étant transmis par une tringlerie 7 adaptée à une unité 8 de mesure d'évaluation du déplacement et l'ensemble tête de palpeur ou de capteur 5 /tringlerie 7 au moins étant monté sur ou dans l'outil de poussée 1. La tête de palpeur ou de capteur 5 prendra par conséquent appui sur un point, une arête ou une surface de référence Y de la pièce 3, si possible influencé(e) par l'enfoncement de la pièce 2 formant insert. profondeur de l'enfoncement de l'insert 2 pourra être mesurée et, le cas échéant, réglée avec un décalage prédéterminé par rapport à la cote correspondant au niveau de référence donné par le point ou la surface 3. De même, la cote définitive recherchée pour l'enfoncement de la pièce 2 pourra être déterminée par rapport à l'extrémité frontale ou à l'extrémité arrière de ladite pièce 2 dans la direction d'enfoncen-ient D, notamment de telle manière que ladite extrémité arrière soit affleurante avec la surface externe environnante de l'orit-ice de réception de la pièce 3. En vue de garantir, pour chaque opération de mesure, un positionnement de départ, à l'état de repos, reproductible et similaire pour la tete de palpeur ou de capteur 5, cette dernière est avantageusement sollicitée élastiquement vers sa position d'extension maximale, le cas échéant avec une force réglable, et peut être déplacée librement, à l'encontre ladite sollicitation élastique, entre ladite position d'extension maximale et une position rétractée correspondant au moins à la consigne d'enfoncement. En fonction de la forme et des dimensions de la pièce à enfoncer 2, ainsi que de la forme et de la situation de la surface de référence 3', la tête de capteur ou de palpeur 5 présentera une configuration et une structure, ainsi que des dimensions et une course en translation, adaptées. Ainsi, selon une première variante de réalisation de l'invention, représentée aux dessins annexés, le ou les point(s) ou zone(s) de contact 6 de la tête de palpeur ou de capteur 5 peuvent etre situé(e)(s) en regard ou à l'intérieur d'une ouverture ou d'un passage traversant de la pièce a enfoncer 2. Conformérrient à une seconde variante réalisation de l'invention représentée aux figures 1 et 2 des dessins annexés, le ou les point(s) ou zone(s) de contact 6 de la tête de palpeur 5 peuvent être situé(e)(s) à l'extérieur de la pièce à enfoncer 2 et autour cette dernière, consiste(nt) en un ou des segments de lignes ou de droites, ou en une ligne continue, le cas échéant bouclée sur elle-même. Des formes de réalisation de tête 5 comprenant dispositions deux variantes précitées peuvent également être prévues. Comme le montre plus précisément la figure 2 des dessins annexés, la tête de capteur ou de palpeur 5 peut avantageusement consister en une plaquette découpée en forme de U, les extrémités des ailes dudit U formant les zones de contact 6 de ladite tête de palpeur ou de capteur 5 et étant disposées de part et d'autre de la pièce à enfoncer 2. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ressortant des figures 1 à 3 des dessins annexés et aboutissant notamment à un encombrement minimal, le dispositif de mesure et/ou de contrôle est avantageusement monté dans une partie allongée mobile V d'un outil de poussée et d'enfoncement 1 consistant par exemple en une tige l' d'un vérin 1 ou d'un actionneur analogue pourvu d'un piston annulaire 1", la tête de palpeur ou de capteur 5 étant fixée sur l'extrémité d'une tige 7 traversant avec faculté de mouvement en translation ladite tige 1" de vérin ou analogue et cette dernière présentant une chambre 9 pour la réception et le logement du moyen 9' de sollicitation élastique réglable de la tête de palpeur ou de capteur 5. Ladite tige (coulissant dans un passage traversant 12 ménagé dans la tige 1 du vérin et dans un tube 12' prolongeant ledit passage) permettra ainsi de déporter le site d'évaluation du déplacement de la tête de palpeur ou de capteur 5 ' une distance in-iportante du lieu de réalisation de l'opération d'enfoncement et donc de limiter les risques d'endommagement de l'unité de mesure ou d'évaluation 8 (par exemple sous la forme d'un comparateur électronique avec affichage), tout en garantissant une orande précision de mesure par transmission directe du mouvement. De plus, Punite de mesure ou d'évaluation 8 pourra être reliée à la tige 7 par une pièce 13 d'accouplement amovible, permettant d'interchanger ladite unité 8 ou de rallonger la tige 7 par des segments de tiges supplémentaires ou d'autres moyens de transmission additionnels. L'unité 8 pourra également consister en un capteur tout ou rien avec une valeur seuil d'enfoncement préréglée ou éventuellement une plage de valeurs comprise entre deux valeurs seuil formant bornes supérieure et inférieure, l'enfoncement étant considéré comme satisfaisant en terme de contrôle/qualité si sa valeur se situe dans ladite plage. En outre, le support d'extrémité 4 peut avantageusement être composé d'un moyen de maintien 4' sous la forme d'un doigt, d'une broche, de mâchoires ou analogue et d'un moyen 4" de positionnement et de transmission des efforts poussée à la pièce à enfoncer 2 sous la forme d'une tête de poussoir, le cas échéant en un matériau présentant des caractéristiques de résistance et d'isolement thermiques élevées, la tête de palpeur ou de capteur 5 étant montée sur ou dans ladite tête de poussoir 4" et guidée en translation par cette dernière, par le moyen de maintien 4' et/ou par un élément 10 de solidarisation de ces derniers à une partie l' i-nobi le de l'outil de poussée 1. Ledit élément de solidarisation 10, par exemple sous la forme d'une portion de tube, pourra comporter des fentes longitudinales (dans la direction D) pour le guidage de la tête de palpeur 5 qui détermineront également la position d'extension maximale de cette dernière et qui pourront être prolongées par des fentes de guidage correspondantes ménagées dans la tête de poussoir 4". L'élément de solidarisation 10 pourra, par exemple, comme montre la figure 2 des dessins annexés, être monté rigidement dans la pièce en forme bouchon 14 fermant la chambre 9 recevant le ressort 9'. La présente invention a également pour objet un outil poussée pour l'enfoncement contrôlé d'une pièce dans une autre, caractérisé en ce qu' se présente sous la Cori-ne d'un vérin 1 à piston 1 " annulaire dont la tige l' est équipée d'un support d'extrémité 4 pour la réception et maintien la pièce à enfoncer 2, ledit outil 1 étant pourvu d'un dispositif de mesure et/ou de contrôle tel que décrit ci-dessus. De manière avantageuse, ledit outil 1 peut être associé, comme le montre figure 2 des dessins annexés, à un i-noyen de chauffage 11 de la p ièce à enfoncer 2 (par micro-ondes, induction magnétique ou autre) et l'actionnement dudit outil 1 peut être commandé en temps réel en fonction de signaux mesure délivrés par l'unité de mesure 8. Enfin, l'invention concerne également une machine pour réaliser la mise en place d'inserts dans des pièces, comprenant un châssis pourvu d'un moyen de support rigide de la pièce 3 destinée à recevoir le ou les inserts 2, caractérisée en ce qu'elle comprend également au moins un outil 1 tel que décrit précédemment, dont le fonctionnement est commandé par une unité de contrôle, préférentiel 1 ernent prograi-ni-n able. Cette machine peut, en outre, comporter, notamment pour l'enfoncement d'inserts métalliques 2 dans des pièces 3 en un matériau thermoplastique, un moyen de chauff'age 11 associé à chaque outil de poussée 1, pour le chauffage séparé de chacun des inserts 2 porté(s) par chaque outil 1 correspondant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. RE VEN D 1 C ATI ON S 1) Dispositif de mesure et/ou de contrôle en temps réel de l'enfoncement d'une pièce dans une autre au moyen d'un outil de poussée portant la pièce à enfoncer sur un support d'extrémité, caractérisé ce qu'il consiste en au moins une tête de capteur ou de palpeur (5) mobile en translation dans la direction d'enfoncement (D), présentant un(e) ou plusieurs points ou zones de contact (6) destiné(e)(s) à venir en appui sur un point ou une surface de référence (T) de la pièce réceptive (3) et situé(e)(s), en projection plane sur un plan perpendiculaire à la direction d'enfoncement (D), en dehors de la surface de projection correspondant à pièce à enfoncer (2) montée sur le support d'extrémité (4), les mouvements en translation dans la direction d'enfoncement (D) de la tête de palpeur (5) étant transmis par une tringlerie (7) adaptée à une unité (8) de mesure ou d'évaluation de déplacement et l'ensemble tête de palpeur ou de capteur (5) /tringlerie (7) au moins étant monté sur ou dans l'outil de poussée 1 ). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de palpeur ou de capteur (5) est sollicitée élastiquernent vers position d'extension maximale, le cas échéant avec une force réglable, et peut être déplacée librement, à l'encontre de ladite sollicitation élastique, entre ladite position d'extension maximale et une position rétractée correspondant au moins à la consigne d'enfoncement. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ou les point(s) ou zone(s) de contact (6) de la tête de palpeur ou de capteur (5) sont situé(e)(s) en regard ou à l'intérieur d'une ouverture ou d'un passage traversant de la pièce à enfoncer (2). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé ce que le ou les point(s) ou zone(s) de contact (6) de la tête de palpeur (5) sont situé(e)(s) à l'extérieur de la pièce à enfoncer (2) et autour de cette dernière, et consiste(nt) en un ou des segments de lignes ou de droites, ou une ligne continue, le cas échéant bouclée sur elle-même. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête de capteur ou de palpeur (5) consiste en une plaquette découpée en forme de U, les extrémités des ailes dudit (J forrnant les zones de contact (6) de ladite tête de palpeur ou de capteur (5) et étant disposées de part et d'autre de la pièce à enfoncer (2). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est monté dans une partie allongée rriobile d'un outil de poussee et d'entonceirient (1) consistant en une tige ( P) d'un vérin ( 1) ou d'un actionneur analogue pourvu d'un piston annulaire (l la tête de palpeur de capteur (5) étant fixée sur l'extrémité d'une tige traversant avec faculté de mouvement en translation ladite tige (1 de vérin ou analogue et cette dernière présentant une chambre (9) pour réception et le logement du moyen (9') de sollicitation élastique réglable la tête de palpeur ou de capteur (5). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support d'extrémité (4) est composé moyen de maintien (4) sous la forme d'un doigt, d'une broche, de mâchoires ou analogue et d'un moyen (4") de positionnement et transmission des efforts de poussée à la pièce à enfoncer (2) sous la forme d'une tête de poussoir, le cas échéant en un matériau présentant des caractéristiques résistance et d'isolement thermiques élevées, la tête de palpeur ou de capteur (5) étant montée sur ou dans ladite tête de poussoir (4") et guidée translation par cette dernière, par le moyen de maintien (4') et/ou par un élément (10) de solidarisation de ces derniers à une partie (V) mobile de l'outil de poussée (l ). 8) Outil de poussée pour l'enfoncement contrôlé d'une pièce dans une autre, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un vérin (1) à piston (V) annulaire dont la tige (V) est équipée d'un support d'extrémité (4) pour la réception et le maintien de la pièce à enfoncer (2), ledit outil (1) étant pourvu d'un dispositif de mesure et/ou de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9) Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est associé à un moyen de chauffage (11) de la pièce à enfoncer (2) et cri ce que Vactionnement dudit outil (1) est commandé en temps réel cri tonction de signaux de mesure délivrés par l'unité de mesure (8). 10) Machine pour réaliser la mise en place d'inserts dans des pièces, comprenant un châssis pourvu d'un moyen de support rigide de la pièce destinée à recevoir le ou les inserts, caractérisée en ce qu'elle comprend également au moins un outil (1) selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, dont le fonctionnement est commandé par une unité de contrôle, préférentiellement programmable. 11) Machine, selon la revendication caractérisée cri ce qu'elle comporte, notamment pour l'enfoncement d'inserts métalliques (2) dans des pièces (3) en un matériau theri-nop 1 astique, moyen de chauffage (l 1) associé à chaque outil de poussée (1), pour le chauffage séparé de chacun des inserts (2) porté(s) par chaque outil (1) correspondant.