La mesure de couple – Vérification et étalonnage de clés dynamométriques

J’ai choisi d’aborder la mesure de couple au travers de quelques exemples de bancs de contrôle et de bancs d’étalonnage de clés dynamométriques que l’on peut trouver sur le marché.

Comme dans beaucoup de domaine de mesure, il existe pléthore de systèmes, aussi je ne souhaite pas énumérer ici toutes les marques présentes mais plutôt classer certaines d’entre elles par type (contrôle ou étalonnage) et par méthode (manuelle ou automatique).

Tout d’abord, il faut préciser que les bancs de contrôle sont plus orientés vers la vérification au sens métrologique du terme. En effet, la vérification consiste à comparer la valeur de couple donnée par la clé dynamométrique avec une valeur d’un instrument de mesure pour examiner si elle satisfait aux exigences spécifiées par le constructeur.

Alors que l’étalonnage de clés dynamométriques revient à comparer une valeur et ses incertitudes de mesure indiquées par le couplemètre de la clé avec une valeur et ses incertitudes données par un couplemètre étalon. Le but étant d’ « établir une relation permettant d’obtenir un résultat de mesure à partir d’une indication » (chapitre 2.39 dans le VIM).

D’où la catégorisation que j’ai choisi d’adopter pour ce panorama: banc de vérification ; banc d’étalonnage de clés dynamométriques manuel et automatique.

BANC DE VERIFICATION

NORBAR (Fabricant) – QUALITORC (distributeur)

Contrôleur de couple NORBARAvec 3 appareils de la gamme TruCheck, vous pouvez couvrir une étendue de mesure de 10 à 2000Nm avec une précision de +/-1%. L’affichage est de 4 digits. Le système peut se fixer à un établi grâce à 4 trous pré percés, un poids maxi de 4,8Kg et des dimensions raisonnables : H85xL175xl145,5mm.

Il peut s’utiliser avec des accessoires permettant la vérification de pistolet électrique ou pneumatique, et avec notamment la simulation de l’assemblage avec bras de réaction.

FACOM (Fabricant)

contrôleur de couple FACOMGamme de mesure  entre 10 et 1100Nm; Précision +/-1% sur l’ensemble de la gamme de lecture. Le couple affiché est compris entre 2 et 1210Nm. Le système est disponible ne plusieurs langues et unites de mesures (Nm, daNm, cNm, kgf.m, lbf.in, lbf.ft.

Fonctionne sur batterie interne sur une durée théorique de 3 ans, à des températures de 10 à 40°C. Dérive due à la température 0,2% par degré C (inclus dans le 1 % de précision).

Alimentation possible en 115-230V.

Il peut s’adapter pour réaliser un banc d’étalonnage avec où le mouvement appliqué à la clé est réalisé avec une manivelle.

WIMESURE (distributeur)

De fabrication italienne, cet appareil de contrôle de couple est disponible dans différentes gammes de couple couvrant ainsi une étendue de 0,5Nm à 2000Nm.

contrôleur de couple pour clé dynamométriqueIl est autonome et peut fonctionner jusqu’à 200 heures. Ses principales caractéristiques : linéarité inférieur à +/-0,2% ; précision inférieure à 0,2% ; résolution programmable de 0,001 à 0,5 ; convertisseur A/D 16 bits pour 65000 points de mesure; sortie RS232.

2 modes de fonctionnement : affichage du couple en temps réel pour suivi de l’évolution ; mesures des niveaux maxi dans les 2 sens (horaire et anti-horaire).

TESTWELL (fabricant et laboratoire de mesure)

controleur-de-couple-pour-outils-dynamometriquesLa gamme du contrôleur de couple est de 0,3 à 350Nm suivant le modèle.

La précision annoncée est comprise entre +/-0,4 et 0,2%.

En option, il propose la mémorisation des mesures et l’impression des résultats via une sortie RS232.

 

BANC D’ETALONNAGE

MANUEL

TEI (Fabricant)

BC200Le contrôleur de couple permet de vérifier la valeur de déclenchement de clés dynamométriques avec une précision de +/-1% de la valeur lue. Les gammes sont comprises entre 1,2 et 1500Nm grâce à l’utilisation de 2 capteurs. Le système comprend un support de clé, une imprimante et un appareil de paramétrage et d’enregistrement. En option, il est possible de disposer d’un support de mise en couple progressif.

WIMESURE (distributeur)

banc_etalonnage_aep-atcLe modèle ATC est ni plus ni moins qu’un support en aluminium rainuré pouvant accueillir un système de manivelle pour mise en œuvre du couple sur la clé dynamométrique. Sur ce support est installé le contrôleur de couple présenté ci-avant.

 

FACOM (Fabricant)

bancs-controle-dynamometriques-12570-3783693Pour ce banc, il en est de même puisque l’on retrouve le contrôleur de couple installé sur une structure en aluminium rainuré. Les éléments sont vendus séparément.

NORBAR (Fabricant)

TWL1500Le principe du banc NORBAR est quasiment identique au détail prêt que la structure est une poutre sur laquelle vient coulisser le système de manivelle pour la mise en action du bras de la clé.

Et dans ce cas, NORBAR intègre des contrôleurs de couple plus précis. Par exemple le TTT series 3 propose une précision jusqu’à +/-0 ,05% de la lecture et une incertitude pouvant atteindre les +/-0,06%.

KISTLER-SCHATZ (Fabricant)

Ce banc n'a pas tout à fait la même géométrie que ses concurrents. En effet, il propose une mise en oeuvre du couple sur la clé avec une prise directe sur le couplemètre. L'ensemble "manivelle-système d'entrainement-couplemètre" est installé verticalement.

Ce banc est utilisable avec tous les types de clés dynamométriques et notamment celles à déclenchement et électronique. Le couple peut être mesuré entre 10Nm et 1000Nm.

STAHLWILLE & TOHNICHI (Fabricants)

Banc Stalwhile_Etalonnage Clé Dyn_Juillet2013On aborde ici 2 types de banc manuel intégré dans le sens où la structure, le système de mise en action par manivelle et le couplemètre sont intégrés dans un seul et même banc.

Dans le cas de Stahlwille, le banc peut accueillir 4 types de couplemètre permettant de travailler sur la gamme 1-1000Nm. Le système pèse entre 50 et 70Kg, ce qui peut limiter les déplacements du banc.

Banc étalonnage Clé dynConcernant le banc Tohnichi, il peut être adapté pour mesurer des gammes de couple entre 200cNm et 1000Nm. Il propose plusieurs unités de mesure comme par exemple Nm, kgf.cm et lbf.in. Il possible d’installer des clés de longueur comprise entre 410 à 1650mm. Le poids de ce banc est relativement intéressant pour un transport aisé puisqu’il atteint un maximum de 45Kg.

AUTOMATIQUE

STAHLWILLE (Fabricant)

Sur la base du banc manuel, il propose une version automatisée avec un actionnement piloté de la clé.

SANCHEZ TECHNOLOGIES (Fabricant)

Le banc proposé – BECCD CLEFDYN – est totalement automatisé et s’adaptent aux besoins du client. Son principe est le suivant :

  • Comparaison directe avec une chaine étalon raccordé ou non COFRAC
  • Adaptation possible de tout type de chaine de mesure
    - En général celle qui est proposé est issue des chaines d’étalonnage HBM classe 0,5
    - Mais le client peut choisir sa chaine de mesure étalon en fonction de la précision de mesure et du budget
  • Couplemètres référence jusqu’à 5000Nm
  • Excellente répétabilité +/-0,1%
  • Conditionneur 20 bits développé par ST : 1 million de mesure ; 7 digits de lecture
  • Temps de stabilisation très court grâce à la technologie des moteurs brushless
  • Ces mêmes moteurs sont équipés de capteur optique 2000 points sur 360°, permettant une résolution de 0,18°
  • Logiciel propriétaire ST, Falcon® : logiciel DDE (Dynamic Data Exchange) permettant d’échanger des données; il peut générer un fichier Excel utilisable par le client
  • Poids maxi 35Kg

BECCD ClefDyn - Sanchez TechnologiesL’apport du pilotage automatique de la génération de couple est sur la répétabilité des mesures. En effet, le banc gère la vitesse de serrage et l’incrémentation des points de mesure de manière plus précise qu’un opérateur. Cela permet de mesurer le couple de déclenchement de manière très répétable et précise sans avoir à tâtonner autour du point de déclenchement. Ceci optimise le temps passé sur la mesure et permet à l’opérateur d’effectuer des tâches en parallèle.

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