Brevet FR2256403A1 — publié le 19750725

La présente invention concerne un dispositif de mesure, en continu, de couples de frottement sur tous les systèmes de commande basés sur les transmissions en rotation. Jusqu'à présent, il était d'usage courant en maintenance, de recourir à un outillage du type clé-dynamométrique pour mesurer les couples ré-sistants d'éléments tournants. Toutefois, un tel outillage ne permettait pas au mécanicien d'évaluer les évolutions des couples résistants lors de la mise en mouvement du système, son mode de mise en oeuvre étant du genre point par point. De plus, cet outillage ne convenait pas aux mesures de couples en régime dynamique de systèmes, sur leur course totale. Or, actuellement, il est particulièrement intéressant deréa- liser des mesures en continu de couples résistants présentés par des arbres tournants tant en régime statique qu'en régime dynamique, notamment dans les recherches de pannes : durée prohibitive d'exécution d'une manoeuvre, déplacement à vitesse irrégulière d'éléments mobiles, blocage des systèmes ou arrêt avant une position "fin de course normale, déclenchement d'alarmes etc... ainsi que dans les contrôles de chaines de commande. Les matériels proposés jusqu'alors n'ont jamais apporté satisfaction sur ce point. L'invention a pour objet de répondre aux besoins actuels de la maintenance qui n'ont pu être résolus. A cet effet, l'invention propose un dispositif de mesure en continu, des couples résistants présentés par des arbres tournants, simple, peu encombrant, de mise en oeuvre aisée, fidèle et sensible aux différentes plages de couples, permettant notamment de chiffrer les couples résistants de démarrage et l'évolution des couples en rotation continue en régime de faible vitesse, sur des cycles complets, et de s'arrenter facilement en de nombreux points d'un cycle. Selon une première caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure proposé comprend : un montage de type différentiel à deux pignons principaux solidaires, respectivement, d'un arbre d'entrée et d'un arbre de sortie et au moins un pignon satellite, des moyens pour adapter ledit arbre tournant sur-ledit arbre de sortie, un support dudit satellite monté rotatif autour de l'axe desdits pignons principaux, des moyens d'-entraînement en rotation dudit arbre d'entrée, des moyens élastiques de rappel associés audit support de satellite et des moyens d'enregistrement ou d'affichage commandés par ledit support de satellite. Il s'agit donc d'un dispositif mécanique réversible, ne faisant appel à aucun élément de montage particulier, et dans lequel le couple de frottement présenté sur l'arbre de sortie au cours de la rotation de l'arbre d'entrée, est lu directement sur des moyens d'affichage, et ce, pour n'importe point du cycle. Avantageusement, les pignons précités seront arrangés en un train épicycloidal. Cette disposition permet notamment un gain de simplicité, de masse et d'encombrement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support de satellite est lié soit, d'une part l'arbre d'entrée en amont du premier pignon principal, et, d'autre part, à l'arbre de sortie en aval du second pignon principal, soit, dans le cas du train épicycloldal, à l'arbre de sortie en aval du second pignon. D'après ce montage, on conçoit aisément que le couple à mesurer sera proportionnel au déplacement du porte satellite et donc détecté par des moyens d'enregistrement. Bien entendu, on pourra prévoir des moyens de comptage-dé- comptage permettant l'affichage de la vitesse de rotation, et même des moyens d'enregistrement graphique reproduisant directement la variation du couple résistant en fonction de la vitesse de rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement dans la description qui va suivre en référence aux dessins annexés dans lesquels - la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale, en élévation d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention - la fig. 2 est une vue schématique du montage représenté à la fig. 1. - la fig. 3 est une vue schématique d'un montage selon un autre mode de réalisation. - la fig. 4 est une vue en perspective, d'un dispositif analogue à celui représenté à la fig. 1, muni d'un compteur-décompteur. - la fig. 5 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention avec enregistrement graphique. En se rapportant aux dessins annexés et plus particulièrement à la fig. 1, le dispositif de mesure en continu du couple résistant présenté par un arbre tournant, conformément à l'invention, comprend un différentiel généralement indiqué en 1, et présentant de façon connue en soi, deux pignons principaux 2 et 3 et un pignon satellite 4, Le pignon principal 2 est claveté en 2' à une extrémité d'un arbre d'entrée 5 tandis que le pignon principal 3 est claveté en 3' à une extrémité dtun arbre de sortie 6.Les arbres 5 et 6 sont coaxiaux, montés rotatifs dans des jeux de douilles 7, 8, 8', 8t' et 9, 9', 9" -de friction, par exemple des douilles auto-lubrifiantes, supportées par un bâti du dispositif généralement désigné 10. Le pignon satellite 4 est supporté par un support il monté rotatif sur les arbres 5 et 6 de part et d'autre des pignons principaux 2 et 3 par l'intermédiaire de moyeux 12 et 13 respectivement, venant en appui sur des douilles 8,9 et retenus par les bagues de butée intermédiaires 8t , 9 prévues entre les douilles 8, 8" et 9, 9" respectivement. Le support 11 comporte un bras 17 coopérant avec les ressorts (non représentés) d'un indicateur gradué 18 de dynamomètre extérieur au bati 10.L'autre extrémité de l'arbre 6, extérieurement au bâti 10, cDnstitue un embout carré 19 permettant l'ada4tation d'un flexible (non représenté) relié à l'arbre tournant dont le couple de frottement est à mesurer, Entre l'extrémité 19 et le b ti 10 est prévu un boitier d'étanchéité généralement désigné ZO. Le bloc d'entraSnement de l'arbre d'entrée 5 comprend deux pignons coniques droits ou avantageusement hélicoldaux 22, 23, venant en prise. Le pignon 22, est claveté en 22' sur l'arbre 5 tandis que le pignon 23, de calibre supérieur, a son axe perpendiculaire à ce- lui de 11 arbre 5. L'ensemble des éléments décrits est coiffé d'un carter 21 assemblé au bâti 10. L'indicateur gradué 18 se trouve dans le plan supérieur du carter 21 et l'arbre d'entrée 5 se prolonge, extérieurement au carter 21,par un embout carré 24, permettant l'adaptation drún système de commande. Le système de commande représenté est une commande manuelle par manivelle 25. Cette manivelle 25 pourra être placée soit sur l'embout carré 24 de façon à réaliser un entrainement direct de l'arbre 5, soit sur un embout latéral 24t sur l'axe du pignon 23 de façon à entraîner l'arbre 5 par les pignons 23 et 22, L'ensemble du dispositif de mesure est destiné à être tenu par une poignée 26 choisie appropriée aux besoins de la pratique. Le mode de fonctionnement du dispositif décrit en référence à la fig. 1 va être expliqué ci-après en référence à la fig. 2 dans laquelle on retrouve notamment,les arbres 5 et 6, le différentiel 1 avec ses trois pignons 2, 3, 4, les pignons d'entrée 22, 23, le porte satellite 11 avec son bras 17. On relie l'arbre tournant, dont le couple est à mesurer, à l'embout de sortie 19, par l'intermédiaire d'un flexible ou tout autre moyen approprié et, à l'aide de la manivelle 25, on entraîne l'arbre 5 en rotation. Dans le cas représenté à la fig. 2 on a choisi ltentraînement latéral ctest-à-dire par les pignons 23 et 22. Le choix de l'embout 24 ou 24' de mise en mouvement est fait en fonction de l'importance des couples auxquels on s'attend. Pour des couples relativement faibles, on adoptera l'embout latéral (cas de la fig.2). L'arbre 5 entraîne ainsi le pignon 2 qui entraîne alors lui-même le pignon 3 par l'intermédiaire du satellite 4. Etant donné que sur l'embout 19 est appliqué un couple résistant, le porte satellite 11 tend, sous l'action de ce couple, à tourner autour des pignons 2 et 3 mais est empêché en rotation par les ressorts de rappel 27, 28 (non visibles sur la fig. 1) du dynamomètre entre lesquels est centré le bras 17.- Le bras 17, auquel est associé l'indicateur gradué 18 tourne donc d'un angle proportionnel au couple dont l'intensité est lue directement en 18. Afin de gagner notamment en encombrement, on prévoit en variante à c-e dispositif un montage des pignons 2, 3, 4 des fig. 1 et 2,en un train épicycloldal. C'est ce qu'illustre la figuré 3 dans laquelle les pignons du différentiel sont désignés 2', 3', 4', par analogie avec les pignons 2, 3, 4 précités. Dans cette variante, le porte satellite se présente sous la forme d'un bras 11' dont une extrémité est montée rotative sur l'arbre de sortie -6, tandis que l'autre extrémité est assujettie à l'axe 29 du satellite 4'. Ce bras 11' comporte lui-mena un bras 17', analogue au bras 17 des figures précédentes, maintenu en position d'équilibre par les deux ressorts 27 et 28 du dynamomètre. Dans ce mode de réalisation, les pignons 32 et 33 sont à denture droite ou hélicoidaleet constituent un réducteur, le choix des embouts carrés 34 et 34' étant fait suivant.l'importance du couple auquel on s'attend, ainsi qutil aété mentionné plus haut. En outre, un index 31 relié à l'arbre de sortie 6 déclenche un compteur totalisateur 30. Ce compteur est avantageusement un compteur-décompteur comme représenté à la fig. 4. Sur cette figure, on retrouve sur le carter 21, le cadran gradué 18 du dynamomètre et la poignée de t commande manuelle 25 déjà décrits.Le compteur-décompteur 30 commandé par l'arbre de sortie du dispositif comprend un bouton 38 de remise à zéro ainsi qu'un bouton 35 d'inversion relié à l'arbre d'entrée et permettant d'adapter le sens de comptage au sens dans lequel on désire mettre en rotation le système: Dans le cadre de l'invention est également envisagé un dispositif dont le principe reste, dans son ensemble, le même que celui qui a été décrit en référence à la fig. 2, mais qui comporte en outre un moyen d'enregistrement des couples mesurés en fonction de la vitesse de rotation : test ce qu'illustre la fig. 5. D'après cette figure, on voit que l'enregistrement graphique globalement désigné 36 remplace en quelque sorte le cadran 18 du dynamomètre et délivre une courbe 37 donnant l'évolution des couples sur la course totale du système à contrôler. Ainsi, il est aisé de retrouver les valeurs de couples pour chaque point du cycle. Dans cette forme de réalisation, on prévoit encore un compteur décompteur 30 avec son inverseur 35 et sa remise à zéro 3i. Bien entendu, l'invention n' est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais englobe toute variante d'exécution. Bien que le système de commande représenté soit de type manuel, on conçoit aisément que l'arbre 5 pourra être tout aussi bien être entraîné électriquement ou pneumatiquement. Toutefois, il convient de noter que la commande manuelle confère au dispositif de mesure un caractère autonome, ce qui est très appréciable dans la pratique dans les cas où les mesures ne peuvent être effectuées en atelier. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de mesure en continu du couple résistant présenté par un arbre tournant caractérisé en ce qu'il comprend un montage de type différentiel à deux pignons principaux, solidaires respectivement d'un arbre d'entrée et d'un arbre de sortie, et au moins un pignon satellite, des moyens pour adapter ledit arbre tournant sur ledit arbre de sortie, un support dudit satellite monté rotatif autour de l'axe desdits pignons principaux, des moyens d'entranement en rotation dudit arbre d'entrée, des moyens élasti ques de rappel associés audit support de satellite, et des moyens et/ d'enregistrement ou d'affichage commandés par ledit support de satellite; 2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits pignons constituent un train épicyclodal. 3. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support de satellite est lié d'une part à l'arbre d'entrée en amont du premier pignon pr-incipal et d'autre part à l'arbre de sortie en aval du second pignon principal. 4. - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ledit support de satellite est lié à l'arbre de sortie en aval du second pignon. 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement sont manuels, électriques ou pneumatiques. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte en outre,des moyens de comptagedécomptage et d'affichage numérique commandés par ledit arbre de sortie. 7. Dispositif selon les revendications i à 6 caractérisé en ce qu il comporte en outre,des moyens d' enregistrement graphique commandés simultanément par ledit support de satellite et par ledit arbre de sortie.