Brevet FR2083406A1 — publié le 19711217

La présente invention est relative à un dispositif de surveillance du mouvement d'une pièce rotative telle qu'un arbre et, plus particulièrement, à un tel dispositif utilisé pour détecter l'arrêt de la rotation de cette pièce. Il est souvent important d'être rapidement prévenu de l'existence de phénomè-5 nés déterminant l'arrêt d'une pièce en mouvement. Plus particulièrement, dans le cas où cette pièce est un arbre, on a proposé de nombreux dispositifs permettant de détecter la rotation de cet arbre ou, inversement, de détecter l'arrêt de cette rotation. Ces dispositifs de la technique antérieure comprennent couramment un tachymètre couplé à l'arbre en question, ainsi qu'on le 10 décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 072 897. Comme indiqué dans ce brevet, il est difficile de dériver des signaux utilisables d'un tachymètre, dans le cas d'arbres tournant avec une vitesse relativement faible. Cependant, il est bien souvent important de pouvoir détecter le mouvement, ou l'absence de mouvement, çl'un arbre tournant à faible vitesse. 15 La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de surveillance du mouvement d'une pièce rotative, qui n'est pas sujet à la limitation mentionnée ci-dessus. On atteint ce but de l'invention avec un dispositif électronique de surveillance du mouvement d'une pièce rotative, caractérisé en ce qu'il comprend un 20 agencement pour produire une paire de signaux périodiques d'égale amplitude et déphasés de 180°, un relais, un circuit de commande du relais présentant deux états de fonctionnement, et des moyens sensibles à ces signaux pour fairé passer le circuit d'un état dans l'autre. Suivant un mode de réalisation de l'invention, on utilise un tachymètre cons-25 titué par un aimant permanent couplé à l'arbre à surveiller et entouré par un bobinage électrique. Quand l'arbre tourne, une tension est induite dans le bobinage, l'amplitude et la fréquence de cette tension étant approximativenent proportionnelles à la vitesse angulaire de l'arbre. Un circuit à transistors amplifie et convertit cette tension, et il en résulte un signal qui sert à 30 faire fonctionner éventuellement un relais. Le relais manoeuvre _son tour -des moyens d'alerte ou de commande ( sente le dispositif électronique suivant l'invention. On se réfère maintenant au dessin où le dispositif représenté est conçu pour être utilisé lorsqu'il est important qu'un signal apparaisse, ou qu'une opération intervienne, immédiatement après le démarrage de la rotation d'un arbre ou, 40 dans d'autres applications, immédiatement après qu'un arbre cesse de tourner. Suivant une caract^istiqa^âeHL^ . . . , _ transistors est constitué^d.&martxëFe à traiter convenablement de faibles signaux venus du tachymètre de manière à permettre l'excitation d'un relais. 35 Au dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, la figure unique repré- 71 09094 2 2083406 C'est le cas notamment dans une machine de traitement de films photographiques où il est important de détecter l'apparition d'un état qui détermine l'arrêt de la rotation d'un arbre. Le tachymètre utilisé dans la présente invention comprend un aimant perma-5 nent 11 couplé à un arbre tournant 15, cet aimant étant entouré d'une bobine électrique 12. Lorsque l'arbre tourne, une tension alternative est induite dans la bobine, l'amplitude et la fréquence de cette tension étant approximativement proportionnelles à la vitesse de rotation de l'arbre. Une source d'énergie électrique continue alimente le circuit électrique du 10 dispositif suivant l'invention, cette source comprenant un pont redresseur 13. Une source d'énergie électrique alternative 14 est reliée à ce pont par l'intermédiaire d'un transformateur 17. Un amplificateur différentiel est constitué de transistors 21 et 22. Les transistors 23 et 24 fonctionnent en amplificateurs détecteurs se partageant 15 une charge commune. Les transistors 27 et 28 servent à commander un relais 41.. Le relais 41, lorsqu'il est mis en jeu comme on le décrira plus loin, peut réaliser une fonction d'affichage ou une fonction de commande. Dans le mode de réalisation représenté, le relais comprend un interrupteur à contact-repos qui ferme un circuit passant par un appareil 42 qui peut être, par exemple, 20 un appareil d'alerte sonore ou visuelle qu'il est souhaitable de faire fonctionner lorsque l'arbre à surveiller s'arrête. Au dessin, le relais 41 est dans sa position de repos. Une tension de polarisarion constante est appliquée à la base du transistor 22 par l'intermédiaire des résistances 43, 44 et 47. Le signal tachymétrique 25 formé aux bornes de la bobine 12 est appliqué entre les bases des transistors 21 et 22. Lorsquè l'arbre tourne, les transistors 21 et 22 forment des signaux d'égale amplitude déphasés de 180° et proportionnels à la vitesse angulaire de l'arbre. Le collecteur du transistor 21 est couplé capacitivement à la base du tran-30 sistor 24 par l'intermédiaire de la capacité 48 et, de même, le collecteur dit transistor 22 est couplé capacitivement à la base du transistor 23 par l'intermédiaire de la capacité 51. Comme on l'a vu plus haut, les transistors 23 et 24 fonctionnent en amplificateurs détecteurs à charge commune. Quand l'entrée de l'un quelconque des transistors devient positive ce transistor devient 35 conducteur, ce qui réduit la tension sur son collecteur. Comme les entrées des transistors 23 et 24 sont déplasées de 180°, le transistor 23 est conducteur quand le transistor 24 ne l'est pas et réciproquement. De ce qui précède, il résulte que la tension établie aux bornes de la résistance commune de collecteur 52 des transistors 23 et 24 est rendue plus négati-40 ve deux fois par tour de l'arbre. Ce phénomène est assez fréquent pour qu'après 71 09094 3 2083406 filtrage par la capacité 53, un signal continu soit produit, ce signal convenant pour faire passer les transistors 27 et 28 dans leur état conducteur. Lorsque le transistor 28 est conducteur, le circuit d'alimentation du relais 41 à partir de la borne positive du circuit est fermé, ce circuit étant constitué 5 par le circuit émetteur-collecteur du transistor 28 et l'enroulement du relais 41. Lorsque le relais 41 fonctionne, le circuit d'alimentation de l'appareil 42 s'ouvre et celui-ci devient inactif. Il est clair cependant que le fonctionnement du relais 41 pourrait déterminer la fermeture du circuit d'alimentation 10 42 si cela était souhaitable pour une application particulière de l'invention. Les transistors 27 et 28 sont polarisés de manière qu'ils restent bloqués en l'absence de signaux venus des transistors 23 et 24. Par conséquent, le relais 41 reste au repos pendant les périodes de temps où règne cette situation et il s'en suit que le relais 41, par son fonctionnement ou son non 15 fonctionnement, fournit une indication directe de la rotation ou de la non rotation de l'arbre. Un circuit passant par les éléments de contacts du commutateur du relais peut alors être utilisé de diverses manières pour faire émettre un signal d'alerte ou un signal de commande à la suite de la détection de la mise en rotation, ou de l'arrêt, d'un arbre, suivant l'application envisa-20 gée. Le dispositif suivant l'invention dans lequel des signaux tachymétriques sont amplifiés et convertis est tel qu'avec des composants bien choisis, un arbre tournant à line très faible vitesse angulaire, par exemple de l'ordre de 20 tours/minute, peut déterminer le basculement du relais. Le dispositif 25 suivant l'invention est donc particulièrement bien adapté à une utilisation où il sert à surveiller un mécanisme dans lequel sont mises en jeu des vitesses de rotation relativement faibles. Il est clair que les résistances 54, 57, 58, 71, 72, 73, 74, 77 et 78, la capacité 81 et la diode redresseuse 82 fonctionnent dans le circuit du dispo-30 sitif comme il est bien connu dans la teïhnxque. ~~ ' 71 09094 4 2083406 REVENDICATIONS. 1. Dispositif électronique de surveillance du mouvement d'une pièce rotative, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement pour produire une paire de signaux périodiques d'égale amplitude et déphasés de 180°, un relais, un 5 circuit de commande du relais présentant deux états de fonctionnement, et des moyens sensibles à ces signaux pour faire passer le circuit d'un état dans l'autre. 2. Dispositif conforme à la revendication -j, caractérisé en ce que l'agencement comprend un générateur tachymétrique couplé à la pièce rotative, un 10 amplificateur différentiel à deux transistors et des éléments électriques de liaison pour appliquer la tension de sortie du générateur tachymétrique entre les bases de ces transistors. 3. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de commande du relais comprend une seconde paire 15 de transistors, le relais étant relié en série avec le circuit émetteur- collecteur d'un des transistors de cette paire et avec une source d'énergie électrique. 4. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens sensibles moyens sensibles comprennent une 20 troisième paire de transistors, une résistance commune de charge pour les collecteurs des transistors de cette troisième paire et des moyens pour rendre plus négative la tension aux bornes de cette résistance de charge, deux fois par tour de la pièce rotative. 5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractéri- 25 sé en ce que les moyens qui rendent plus négative la tension aux bornes de la résistance de charge comprennent deux capacités agencées chacune entre le collecteur d'un transistor de la première paire et la base d'un transistor correspondant de la troisième paire. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la tension 30 aux bornes de la résistance commune de charge alimente une électrode d'un des transistors de la seconde paire pour faire passer ces transistors dans leur état conducteur. 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'une capacité de filtrage shunte la résistance de charge.