Brevet FR2268260A1 — publié le 19751114

La présente invention est relative aux dispositifs de pesage de Couple de renversement (Moteurs Electriques, à Combustion, Turbines, Pneumatiques ou ensembles Mécaniques) dont l'arbre à vitesse variable est accouplé à un générateur d'impulsions à Rotor amagnétique. En permettant la prise d'information Couple (dans les 2 sens de rotation) et la prise d'information Vitesse (également dans les 2 sens) l'invention permet de réunir les éléments électriques d'information susceptibles d'être commandés par un Coffret à lecture Couple ou Vitesse, d'asservissement Couple ou Vitesse permettant de faire fonctionner l'ensemble en Asservissement Couple ou Vitesse indépendamment de la lecture. Les ensembles mécaniques à informations Electriques (Couple et Vitesse) ainsi réalisés permettent d'utiliser ces matériels en Freins Ralentisseurs Asservis, en Bancs d'Essais, dont le fonctionnement est indépendant des types de Freins employés. Ces ensembles peuvent s'adapter à tous les modèles de Freins à commande électrique proportionnelle (Freins Electro Magnétiques à poudre, Freins Ralentisseurs à courants de Foucault) et également aux Freins Hydrauliques asservis électriquement. L'invention s'étend aux procédés de retransmission de l'information Couple, de l'information Vitesse, ceci afin de développer l'emploi de Freins Dynamométriques/Tachymétriques en tant qu'applications industrielles (Freins Asservis) pouvant s'insérer dans une chaîne de régulation. Pour comprendre plus facilement l'intérêt de l'invention, l'on se reportera avantageusement aux Planches I-2 et II-2 annexées. Suivant la vue en coupe de l'invention (PL. I-2) un socle (01), éventuellement évidé, solidarisant 3 flasques verticaux, flasque avant (02), flasque intermédiaire (03), flasque arrière (CI\), qui entretoisés d'une part à la partie supérieure arrière par un raidisseur (05) et d'autre part à l'avant par 2 entretoises (06), l'ensemble étant habillé de métal perforé (07), constituent les éléments indéformables de l'Ossature devant re cevoir les parties mécaniques et électriques du Cous'emètre à information Vitesse. Le dimensionnement des différents éléments employés est naturellement conditionné par l'encombrement du Frein. Ce mode de réalisation n'exclue pas la possibilité de concevoir d'autres présentations (matériels non protégés) mais où les principes de fonctionnement décrits ci-dessous sont respectés (cas de réalisations de Bancs d'Essais delaboratoire). Le Flasque avant (02) comporte un évidemment recevant un palier auto-centreur (08) qui guide et arrête un arbre (09) venant entrainer la partie rotative du Frein (11) en s'accou- plant par clavette ou autre procédé. Un Rotor amagnétique composé d'une forme cylindrique évidée périphériquement (12) et dans laquelle des aimants Nord Sud (13) séparés par des entretoises isolantes, viennent actionner magnétiquement une sonde à Effet Hall (14). Cette sonde à Effet Hall d'un type connu (14) est raccordée par un câble (15) à 4 conducteurs (2 paires + blindage) où 2 conducteurs amènent le courant d'excitation du cristal de Hall, les deux autres recevant l'information alternative produite par le générateur de Hall et déclenchée par la variation de champ des aimants du Rotor amagnétique. Ce câble (15) vient se raccorder dans la boite de jonction (16), l'ensemble (12-13-14-15-16) représentant la source d'information Vitesse du générateur à impulsions. Le générateur de Hall employé étant capable de 10 000 impulsions/seconde, le nombre d'aimants équipant le Rotor amagnétique sera fonction de la vitesse de travail maximale du Frein. Le stator (oscillant) du Frein (10) sera raccordé au dispositif de pesage de Couple par une pièce en forme (17) permettant l'accouplement sur un arbre épaulé, semi-oscillant (18), les axes de l'arbre (18) et de l'arbre (09) devant etre parfaitement en ligne, la mise en ligne étant rattrapée par le réglage correct du palier auto-centreur (08). L'arbre (18) peut osciller sur un roulement (19) solidaire du flasque (03) d'une part, et d'autre part sur un roule ment (20) solidaire du flasque (04) ces deux roulements étant du type précision. Le report à la Planche II-2 permettra de mieux situer le fonctionnement du dispositif de pesage de Couple, Un disque de prise de couple (23) usiné périphériquement pour laisser la passage à un câble (24), ce câble pouvant être fixé par un "arrêtoir" (22), ce disque étant claveté sur l'arbre (18), permet de mettre en opposition les couples antagonistes développés d'une part par un dispositif à Jauge de contrainte et d'autre part par un système à ressort de précision mis en pré-tension par un "ridoir". Le fonctionnement de l'ensemble est aisé à concevoir. Le dispositif à Jauge de contrainte (26) monté par collage sur son support déformable, raccordé électriquement à un connecteur (27) est maintenu à point fixe par un étrier (28) solidaire du bâti (01) de la machine. Cette Jauge étant raccordée au câble (24), ce même câble étant renvoyé par l'intermédiaire dtune poulie (32) à l'en- semble compulsé d'un "ridoir (31), dtun ressort de précision (30) solidaire d'un point de fixation (29) positionné sur le flasque (03). Ltinstallation étant ainsi en position "repos", il suffit de serrer le "ridoir" (31) pour donner au ressort (30) une prétension qui peut être réglée égale au Couple nominal de renversement du Frein. Après blocage de l'arrêtoir (22) qui fixera mécaniquement le câble (24), l'ensemble constitué par la Jauge de contrainte qui sera en élongation de 50 %, s'opposera au Couple anta goniste développé par "30" et 31 en pré-charge à 50 % et permettra d'assurer la mesure de Couple dans les deux sens de rotation et par rapport à la position d'équilibre de la Jauge de contrainte. Cette information (variation de résistance) est envoyée à la boite de jonction (16) pour traitement par un dispositif électronique approprié. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de pesage de Couple de renversement par méthode électro-mécanique, dont la mesure s'effectue par pesage statorique d'un Frein quelconque, (mais à commande électro-magnétique ou à asservissement électrique proportionnel ou non) ceci dans les 2 sens de rotation, et dont le Rotor du Frein est aecouplé à un générateur d'impulsions à Rotor amagnétique équipé d'aimants en nombre variable, déclenchant un nombre d'impulsions proportionnel à la vitesse de rotation. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, où le stator d'un Frein quelconque est porté par un arbre solidaire de deux roulements, cet arbre comportant un disque de prise de Couple fixé par clavetage, oscillant d'une manière proportionnelle au Couple de renversement développé. 3 - Dispositif suivant la revendication 2 où la mesure de Couple s'effectue par la réaction de mise en opposition de 2 Couples antagonistes dont l'un est développé par un système à Jauge de contrainte à un point fixe, le second étant produit par l'association d'un ressort de précision (traction ou compression) équipé d'un point fixe à la partie supérieure et d'un "ri- doir", ces 2 dispositifs étant reliés par un câble de traction solidaire du disque de prise de Couple par un "arrêtoir". 4 - Dispositif suivant la revendication 3, où les 2 Couples antagonistes sont mis en pré-charge à 50 % par vissage du "ridoir" afin d'amener le ressort (traction ou compression) à mi-valeur de sa charge nominale soumettant ainsi la Jauge de contrainte à un effort de traction = à la mi-valeur de son facteur de Jauge. 5 - Dispositif suivant la revendication 4 où après blocage de l'"arrêtoir" (le dispositif étant en état d'équilibre statique) les variations de résistance de Jauge s'étendront de part et d'autre du point d'équilibre représenté par la valeur nominale de la Jauge x par 50 % du facteur de Jauge, cette valeur nominale représentant le point -0- et permettant de sortir une information électrique proportionnelle au Couple ceci dans les 2 sens de rotation, cette information (variation de résistance) étant renvoyée par câble à un organe de jonction pour traitement par un dispositif électronique approprié. 6 - Dispositif suivant la revendication 1 où l'arbre d'entrainement du-Rotor du Frein est solidaire d'un Rotor amagnétique, équipé d'aimants permanents à 2 polarités (Nord/sud) montés à champ, ou à plat en inversant les polarités successives, ce dispositif venant manipuler un générateur d'impulsions connu (détecteur de Hall polarisé) fournissant des impulsions alternatives, chaque aimant Nord/sud déclenchant au passage une alternance. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, où le Rotor amagnétique aura un nombre d'aimants permanents qui sera fonction de la vitesse maximale de fonctionnement du Frein, d'une part, et d'autre part de la fréquence limite de fonctionnement du gé nérateur de Hall employé (en général 10 000 informations/seconde). 8 - Dispositif suivant la revendication 7 où l'information alternative de la tension de Hall est renvoyée par un câble blindé à un organe de jonction pour traitement par un dispositif électronique approprié.