Brevet FR2346894A1 — publié le 19771028

La présente invention est relative à des dispositifs de controle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, telles que, par exemple, les machines à coudre industrielles. Elle a trait plus particulièrement à une simplification des moyens d'entraînement, qui a pour conséquence une simplification des moyens de contrôle de la vitesse, de la marche et de l'arrêt. Dans les dispositifs connus, dont un exemple de réalisation est représenté schématiquement pour la bonne compréhension a la figure I des dessins annexés, on fait généralement usage d'un moteur électrique alimenté à tension constante dont le rotor 1, ayant par conséquent une vitesse de rotation constante, entrai- ne un volant 2, dont une face latérale est munie de garnitures de friction 3. Deux disques métalliques flexibles ou pouvant coulisser dans des cannelures sont montés sur un arbre 4 coaxial a l'arbre du rotor 1. Un de ces disques, appelé disque d'embrayage 5, est destiné à coopérer avec les garnitures de friction 3 du volant 2, tandis que l'autre de ces disques, appelé disque de freinage 6, est destiné à coopérer avec une ou plusieurs garnitures fixes de freinage 7. La transmission du mouvement de rotation est assurée par une poulie 8 calée sur l'arbre 4. Le disque d'embrayage 5 est soumis à l'action d'un ou de plusieurs electroaimants d'embrayage 9, qui, par leur attraction, appliquent le disque d'embrayage 5, avec plus ou moins de force, sur les garnitures de friction 3 du volant 2. De même, le disque de freinage 6 est soumis à l'action d'un ou de plusieurs électroaimants de freinage 10, qui par leur attraction, appliquent le disque de freinage 6 sur la ou les garnitures fixes de freinage 7. Alors que le freinage du dispositif est assuré par tout ou rien, par excitation ou désexcitation du ou des électro-aimants de freinage 10, la régulation de la vitesse de l'arbre 4 est obtenue par le glissement du disque d'embrayage 5 sur les garnitures de friction 3 du volant 2, en fonction de la force d'attraction variable de ou des électro-aimaats d'embrayage 9 agissant sur le disque d'embrayage 5, la plus grande vitesse étant naturellement obtenue lorsque le disque d'embrayage 5 est appliqué avec tant de force contre le volant 2 qu'il n' y a pas de possibilité de glissement entre le disque d'embrayage 5 et les garnitures de friction 3. La machine entraînée, en l'occurrence une machine à coudre industrielle 11, est munie d'une poulie 12 couplée par une courroie 13 à la poulie 8 de l'arbre 4; dans de nombreuses installations, le couplage par poulies et courroie est préféré à un autre mode de couplage direct afin de pouvoir adapter la vitesse de rotation de la machine entraînée à la vitesse de rotation maximum de l'arbre 4 , correspondant à la vitesse de rotation du rotor 1. La machine 11 est munie, d'une part, d'un dispositif de mesure de sa vitesse de rotation, par exemple d'une dynamo ou d'un alternateur tachymétrique 14, et, d'autre part, d'un dispositif de positionnement 15, en liaison avec la position d l'aiguille, afin de pouvoir repérer l'une des positions suivantes: point haut, point bas et point coupe-fil. Le dispositif de régulation 16, qui peut être électrique ou électronique, a pour fonctions: a) de recevoir des "informations d'entrée" figuratives de la vitesse de rotation de la machine et de la position de l'aiguille, b) de fournir des "informations de sortie" qui commandent respectivement les électro-aimants d'embrayage 9 et les électro-aimants de freinage 10, sous la dépendance d'une commande manuelle actionnée par l'ouvrière préposée à la machine. La régulation de la machine 11 est donc assurée par un effet de bascule entre les informations de sortie commandant respectivement les électro-aimants d'embrayage 9 et les électro-aimants de freinage 10, une séquence de commande jusqu'à l'arret complet comprenant par exemple les étapes suivantes: a) alimentation à tension pleine de l'embrayage, b) alimentation du freinage jusqu'à une vitesse des 2/3, c) alimentation à 2/3 de tension de l'embrayage, d) alimentation du freinage jusqu a une vitesse de 1/3, e) alimentation à 1/3 tension de l'embrayage, f) alimentation du freinage jusqu a vitesse très faible, g) alimentation à vitesse très faible de l'embrayage, h) alimentation du freinage pour l'arret en fonction de la position de l'aiguille. Le principal inconvénient des dispositifs connus, comme celui décrit cidessus, réside précisément en ce que la régulation de vitesse de la machine à coudre est obtenue par l'effet de bascule, ce qui a pour résultat une complexité mécanique du dispositif par suite de la mise en jeu d'un disque d'embrayage et d'un disque de freinage, à laquelle s'ajoute une complexité du circuit de régulation pour l'alimentation en bascule des électro-aimants nécessaires à la commande des disques . La complexité mécanique à elle seule est défavorable à un réglage et à un entretien faciles du dispositif. La présente invention est relative à un dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, telles que les machines à coudre électriques industrielles, qui a pour tout d'éliminer l'inconvénient signalé ci-dessus, par une simplification des moyens d'entraînement et des moyens de contrôle. Selon la présente invention, le dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, comprenant un moteur électrique à vitesse de rotation constante entraînant un volant portant des garnitures de friction, un arbre d'entraînement de la machine à vitesse variable, le dit arbre d'entraînement étant coaxial à l'arbre du dit volant, et des moyens de détection de la vitesse de la machine entraînée et de la position d'un organe de cette machine, est caractérisé en ce que le dit arbre d'entraînement porte un disque métallique rappelé par des moyens élastiques contre des garnitures de friction fixes solidaires du bâti du dispositif et attiré par des moyeas électromagnétiques vers les garnitures de friction supportées par le dit volant, des moyens de contrôle étant commandés par les dits moyens de détection pour alimenter à tension variable les moyens électromagnétiques d'attraction du dit disque métallique. Selon la présente invention, le dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement est encore caractérisé en ce que: a) la rotation à vitesse variable du dit disque métallique est assurée par une alimentation à tension variable des dits moyens électroniagaétiques d'attraction du dit disque métallique par les dits moyens de contrôle avec ou sans glissement du dit disque métallique par rapport aux garnitures de friction supportées par le dit volant, b) le freinage et l'immobilisation du dit disque métallique sont assurés par le rappel des dits moyens elastiques lors de la non-alimentation des dits moyens électromagnétiques par les dits moyens de contrôle. D'autres caractéristiques et particularités de la présente invention apparaîtront lors de la description des figures 2 à 5 des dessins annexés qui représentent respectivement: - en figure 2, une vue en coupe partielle de la partie mécanique du dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement suivant la présente invention, - en figure 3, une représentation schématique de l'ensemble du dispositif, - en figure 4, une représentation schématique de 11 ensemble du dispositif répondant à une deuxième caractéristique de la présente invention, - en figure 5, une vue partielle en coupe de la partie mécanique du dispositif suivant une troisième caractéristique de la presente invention. En référence à la figure 2, qui représente la partie mécanique du dispositif suivant l'invention,un carter de moteur électrique 21 contenant des enroulements statoriques 22 et des enroulements rotoriques 23,ceux-ci étant fixés sur un arbre 24, est fixé sur un carter 25 de façon telle que l'extrémité de l'arbre 24 pénètre à l'intérieur du carter 25. L'extrémité de l'arbre 24 supporte un volant 26 dont la face latérale opposée aux enroulements du moteur est munie de garnitures de friction 27, réparties par exemple sur une couronne annulaire. Un deuxième carter 28 est fixé sur le carter 25 et supporte un arbre 29 disposé coaxialement à l'arbre 24. L'arbre 29 supporte également un disque métaLlique 30 qui, à l'étant de repos, sous l'action du ressort de rappel 31, est appliqué contre des garnitures de friction 32 fixées sur une couronne annulaire du carter 28. A l'extrémité opposée au disque 30, l'arbre 29 supporte une poulie 33 destinée à transmettre le mouvement de rotation à la machine entraînée. Le carter 25 est également muni d'évidements dans lesquels sont logés des électro-aimants 34 dont l'action peut s'exercer sur la périphérie du disque 30 de façon à libérer celui-ci de la friction sur les garnitures 32 et l'appliquer sur les garnitures de friction 27 prévues sur le volant 26. En référence maintenant à la figure 3, qui représente schématiquement l'ensemble du dispositif, et dans laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes références on peut constater. par opposition à cette figure 1, que le disque d'embrayage et le disque de freinage sont remplacés par un disque unique, ici désigné par la référence 17, qui normalement est rappelé entre la ou les garnitures de freinage 7 par des moyens élastiques 18. Lors du fonctionnement en rotation, le disque unique 17 est rappelé par le ou les électro-aimants d'embrayage 9 contre les garnitures de friction 3 disposées sur la face latérale du volant 2. Comme dans les dispositifs connus, la régulation de la vitesse de rotation de l'arbre 4 est obtenue par le plus ou moins grand glissement du disque 17 par rapport aux garnitures de friction 3, en fonction de la force d'attraction du ou des électro-aimants d'embrayage 9. Le dispositif électrique ou électronique de régulation 16 est toujours dépendant des "informations d'entrée" figuratives de la vitesse de rotation de la machine entraînée et de la position d'un organe de celle-ci, mais ne délivre plus qu'une seule "information de sortie", dont dépend l'alimentation des électro-aimants d'embrayage 9. Il est aisé de se rendre compte, par la comparaison des figures 1 et 3 des dessins annexés, que le dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement suivant l'invention présenté un double avantage par rapport aux dispositifs connus antérieurement par: a) un seul disque métallique ne nécessitant plus qu'une seule attraction électromagnétique pour le fonctinnnement en rotation, b) une seule "information de sortie" au dispositif électrique ou électronique de contrôle pour la production de cette attraction électromagnétique, ce qui simplifie le dispositif à la fois au point de vue mécanique et au point de vue électrique. Selon la présente invention, le dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques suivant la revendication principale ci-dessus est encore caractérisé en ce que le dit moyen de détection de la vitesse de rotation de la machine entraînée est constitué par le dit disque métallique, dont la couronne périphérique est dentelée, en association avec un microcapteur magnétique détectant la vitesse de défilement des dentelures du dit disque métallique. En référence à la figure 4, qui représente schématiquement l'ensemble du dispositif suivant cette nouvelle caractéristique de l'invention, et dans laquelle les éléments identiques à ceux des figures 1 et 3 ont été désignés par les mêmes réferences, on peut constater, par comparaison à ces figures 1 et 3, que la dynamo ou l'alternateur tachymétrique placé sur l'arbre de la machine entraînée a été remplacé par ltassociation du disque unique 17, dont la couronne périphérique est dentelée, et du microcapteur 19, celui-ci délivrant au dispositif de contrôle 16 l"'information d'entrée" figurative de la vitesse de rotation de la machine entraînée. Il en résulte une simplification supplémentaire de l'ensemble du dispositif par la suppression de la dynamo ou de l'alternateur tacymétrique des dispositifs suivant la figure 1 ou 3. La seule "information d'entroe" à transmettre directement par la machine entraînée est constituée de l'information figurative de la position d'un organe de cette machine, en l'occurrence la position "point haut", "point bas" ou "coupe-fil" de l'aiguille , information, qui, d'évidence, ne peut être fournie que par la machine ellememe. Selon la présente invention, le dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques caractérisé essentiellement corne ci-dessus esr encore caractérisé en ce que le dit moyen de détection de la vitesse de la machine entraînée et les dits moyens de contrôle alimentant à tension variable les dits moyens électromagnéti- ques d'attraction du dit disque métallique sont groupés dans un seul boitier solidaire du carter contenant le dit volant. En référence à la figure 5, qui représente partiellement la partie mécanique du dispositif suivant cette dernière caractéristique de l'invention, et dans laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 2 ont été désignés par les mêmes références, le carter 25 contenant le volant 26 supporte un boitier 35, lequel supporte lui-même le microcapteur, ici désigné par la référence 36, coopérant avec le disque 30 dentelé à sa périphérie.Les circuits électriques ou électroniques du dispositif sont montés sur une plaquette 37 qui est alimentée ou qui alimente respectivement: - en 38, par une arrivée de tension électrique prélevée par exemple sur les enroulements statoriques 22 du moteur, - en 39, par 1' ',information d'entrée" figurative de la vitesse de rotation de la machine entraînée, délivrée par le microcapteur 36, - en 40, par l"'information d'entrée" figurative de la position de l'aiguil le de la machine entraînée, information qui, comme dit plus haut, ne peut être délivrée que par cette machine elle-même, - en 41, par l"'information de sortie" alimentant les électroaiments 34 de façon à attirer le disque 30 contre les garnitures de friction 27 prévues sur le volant 26. Un bossage 42 sert à fixer la commande mécanique manuelle sous le dépendance de la préposée à la machine. Il est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de mise en oeuvre de la présente invention décrit ci-dessus sans toutefois sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, comprenant un moteur électrique à vitesse de rotation constante entraînant un volant portant des garnitures de friction, un arbre d'entraînement de la machine à vitesse variable, le dit arbre d'entraînement étant coaxial à l'arbre du dit volant, et des moyens de détection de la vitesse de rotation de la machine entraînée et de la position d'un organe de cette machine, caractérisé en ce que le dit arbre d'entraînement porte un disque métallique rappelé par des moyens élastiques contre des garnitures de friction fixes solidaires du bâfi du dispositif et attiré par des moyens électromagnétiques vers les garnitures de friction supportées par le dit volant, des moyens de contrôle étant commandés par les dits moyens de détection pour alimenter à tension variable les moyens électromagnétiques d'attraction du dit disque métallique. 2. Dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la rotation à vitesse variable du dit disque métallique est assurée par une alimentation à tension variable des dits moyens électroma- gnétiques d'attraction du dit disque métallique par les dits moyens de contrôle avec ou sans glissementdu dit disque métallique par rapport aux garnitures de friction supportées par le dit volant. 3. Dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le freinage et l'immobilisation du dit disque métallique sont assurés par le rappel des dits moyens élastiques lors de la nonalimentation des dits moyens électromagnétiques par les dits moyens de contrôle. 4. Dispositif de contrôle de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs électriques, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dit moyen de détection de la vitesse de rotation de la machine entraînée est constitué par le dit disque métallique, dont la couronne périphérique est dentelée, en association avec un microcapteur magnétique détectant la vitesse de défilement des dentelures du dit disque métallique. 5.Dispositif de contre de vitesse et de positionnement de machines à vitesse variable entraînées par des moteurs electriques, suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce aue le dit moyen de détection de la vitesse de la machine entraînée et les dits moyens de contrôle alimentant à tension variable les dits moyens électromagnétiques d'attraction du dit disque métallique sont groupés dans un seul boitier solidaire du carter contenant le dit volant.