Brevet FR2369637A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour transmettre une information de position d'une manière particulière, pour un usage notamment dans les asservissements de position ou dans les organes de mesure de déplacements. Le procédé et l'appareil de l'invention utilisent comme cela est classique, des machines de transmission synchrones qui sont soit des synchro-transmetteurs (recevant sur un arbre tournant une position mécanique et fournissant en sortie des signaux électriques fonction de cette position), soit des synchrorécepteurs (recevant des signaux électriques commandant la position angulaire d'un arbre de sortie), soit encore des synchrodifférentiels connectés entre deux autres synchro-machines. Dans certaines applications, notamment d'asservissement de position, il est souhaitable que l'information définissant une position ne soit pas prélevée directement sur le lieu de la position définie. Ce prélèvement peut d'ailleurs ne pas être possible en égard aux conditions de l'environnement. Par ailleurs, il est des cas où l'asservissement de position doit s'effectuer autour d'une position de référence qui n'est pas définie initialement ou qui doit être déterminée à un moment précis. C'est le cas également pour des dispositifs de détection de longueurs, ou d'espacements etc, dans lesquels le signal de détection que l'on veut obtenir doit se définir comme signal d'écart de position par rapport à une position de référence qui n'est pas fixée au départ mais qui doit pouvoir être déterminée à un moment choisi. Pour répondre à ces spécifications, la présente invention propose un procédé de transmission d'un signal de position fourni par un synchro-transmetteur , procédé qui s'effectue en deux phases - On envoie d'abord le signal de position à un synchro-récepteur, qui se positionne en fonction de ce signal en même temps, on maintient de préférence calé sur son zéro électrique un synchrodifférentiel (récepteur svnchro-différentiel). - Puis, à un moment désiré, on bloque le mouvement du synchrorécepteur, par exemple par un frein sur son arbre de sortie, en méme temps qu'on cesse de caler sur son zéro électrique,si du moins il l'était, le synchro-différentiel, et qu'on connecte électriquement ce -dernier d'une part au synchro-transmetteur et d'au tre part au synchro-récepteur bloqué. Le rotor du synchro-différentiel suit alors les variations du signal de position par rapport à la valeur que ce signal avait au déclenchement de la deuxième phase. Ce déplacement du rotor du différentiel sert de signal d'entrée à tout système de mesure ou de commande Par exemple, il actionne un système à cames ou il entrain un potentiomètre ou un codeur angulaire etc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ainsi que des exemples d'application, apparattront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence au dessin annexé qui représente le dispositif de transmission pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif est représenté schématiquement sur la figure. Il comporte essentiellement un synchro-transmetteur 10 capable de fournir un signal d'information sur la position angulaire de son arbre 12. Cet arbre 12 est relié de façon appropriée à une pièce mobile 14 dont on désire contrôler les déplacements. Le déplacement de cette pièce 14 est transmis à l'arbre 12 par exemple par l'intermédiaire d'un galet 16. Le synchro-transmetteur est, dans une prémière phase du procédé selon l'invention, connecté en mode de téléaffichage avec un synchro-récepteur 20 par l'intermédiaire d'un interrupteur Il. La connexion d'un synchro-transmetteur avec un synchro-récepteur en mode de télé-affichage est une opération classique : elle consiste à alimenter les rotors des deux appareils avec la même fréquence, celle du secteur 50 Hz par exemple, et à connecter entre eux les enroulements de stator (normalement trois enroulements de stator dans chacun des appareils). L'ensemble fonctionne alors en télé-affichage, c'està-dire que l'arbre de sortie 22 du récepteur 20 suit intégralement les déplacements de l'arbre d'entrée 12 du transmetteur 10. L'interrupteur I1, à trois contacts, est placé en série dans la connexion entre les enroulements de stator du transmetteur et du récepteur pour interrompre la liaison de télé-affichage au moment voulu. Le synchrc-récepteur 20 est muni d'un frein 24 capable d'immobiliser son arbre de sortie 22. Ce frein est par exemple un embrayage à commande électromagnétique et un interrupteur 12, peut, lorsqu'on le ferme, actionner le frein. Le dispositif comporte encore une machine synchrodifférentielle 30 qu'un jeu d'interrupteurs 13,14 permet d'intercaler entre les enroulements statoriques du transmetteur 10 et les enroulements statoriques du récepteur 20. Pendant la première phase du procédé de l'invention, les interrupteurs 13 et 14, à trois contacts chacun, sont dans un premier état dans lequel ils connectent entre eux les enroulements statoriques et rotoriques du synchro-différentiel de telle manière que celui-ci soit calé sur son zéro électrique c'est-à-dire que son arbre 32 s'immobilise à une position de référence correspondant à ce zéro électrique. Pour effectuer ce calage, il est classique de connecter entre eux les enroulements correspondants de stator et de rotor et d'appliquer de façon adéquate une tension alternative entre les enroulements connectés. Par exemple, la figure 1 indique un Iflode de connexion des enroulements statoriques S1,S2,S3, et les enroulements rotoriques correspondants Ri, R2, R3 : S1, S2 et S3 sont connectés respectivement à RI, R2,R3; Si et S3 sont connectés entre eux et à une borne d'un transformateur T fournissant une tension réduite à la fréquence du secteur, S2 est connectée à l'autre borne du transformateur. En résumé, pendant une première phase, phase d'approche où les interrupteurs sont dans l'état représenté sur la figure, l'arbre de sortie 22 du synchro-récepteur 20 suit les mouvements de l'arbre 12 du transmetteur 10 avec lequel il est connecté en mode de télé-affichage. En meme temps, le synchro différentiel est isolé du transmetteur 10 et du récepteur 20 par les interrupteurs I3 et14 et il est calé sur son zéro électrique afin d'avoir une position bien déterminée et de ne pas provoquer d'à-coup lorsque commencera la deuxième phase. Le déclenchement de cette deuxième phase a lieu à un moment choisi par un opérateur, ou en fonction de tout signal de commande désiré. Par exemple, un opérateur vérifiant que la pièce mobile 14, dont on contrôle les mouvements, a atteint une position désirée, change l'état de tous les interrupteurs I1, I2, I3, I4, simultanément, ce qui a pour effet - de bloquer l'arbre de sortie 22 du récepteur. - d'intercaler le synchro-différentiel 30 entre les enroulements statoriques du transmetteur et du récepteur en cessant de caler le différentiel sur son zéro électrique. Plus précisément, les interrupteurs 13 et I4 sont-montés de manière que dans leur deuxième état, ils cessent de connecter entre eux stator et rotor du différentiel, et qu'ils connectent d'une part les enroulements statoriques du différentiel aux enroulements statoriques correspondants du transmetteur et d'autre part les enroulements rotoriques du différentiel aux enroulements statoriques correspondants du récepteur ou vice-versa. L'interrupteur il étant d'autre part ouvert lors de, la deuxième phase, on voit que le récepteur' garde en mémoire la position qu'il avait (et que le transmetteur avait) au moment du déclenchement de la deuxième phase et on voit que c'est maintenant l'arbre de sortie 32 du différentiel qui suit à chaque instant les déplacements de l'arbre 12 du transmetteur, la position zéro du différentiel correspondant à la position de référence qu'avait le transmetteur à l'instant de déclenchement de la deuxième phase. procédé On a ainsi décrit l'essentiel du/de contr8le d'une position de pièce mobile par rapport à une position de référence qui est choisie à volonté: le déclenchement de la deuxième phase a lieu lorsque la pièce mobile est à une position choisie qui devient la position de référence, et test par rapport à elle qu'on détecte ensuite les variations de position de la pièce en repérant les mouvements de l'arbre du différentiel. Ce repérage peut avoir lieu de plusieurs manières. par exemple cet arbre entrain un indicateur à aiguilles, ou encore un codeur angulaire, ou encore un potentiomètre alimenté de manière à fournir une tension selon l'angle de rotation, ou encore l'arbre de sortie actionne des micro-contacts par l'intermédiaire de cames. Dans une application particulièrement intéressante, la pièce mobile 14 est un galet entraîné en rotation par le déplacement transversal d'un autre objet et on commande le déplacement transversal de la pièce mobile 14 -de manière à suivre à chaque instant l'objet en question. Dans ce but , on cherche à maintenir constante la position angulaire de la pièce 14. Pour cela, on fait déplacer cette pièce mobile dans une première phase, jusqu'à ce qu'elle passe par la position angulaire voulue; on déclenche alors la deuxième phase en inversant l'état, des interrupteurs I1,I2,I3,I4, et on se sert des déplacements ultérieurs de l'arbre 32 du différentiel pour commander par exemple des vérins hydrauliques de déplacement de la pièce dont on veut maintenir la position. Des micro-contacts actionnés par cames conviennent parfaitement pour commander les vérins dans un-sens ou dans l'autre selon le sens de rotation de l'arbre 32. Ilest essentiel pour le bon fonctionnement du dispositif que les interrupteurs soient tous actionnés simultanément. A titre d'exemple ce procédé est applicable pour l'asservissement de position des passerelles d'accès aux avions: on sait en effet que la passerelle doit être constamment maintenue au niveau précis de la porte de l'avion, malgré les mouvements verticaux de l'avion qui s'abaisse ou s'élève selon que les passagers y entrent ou en sortent. Pour -cela, on monte- la passerelle sur des vérins hydrauliques qui sont commandés grâce au dispositif selon 11 invention: la passerelle est solidaire dlun galet 14 qui appuie contre la carlingue de l'avion et qui roule sans glissement sur celle-ci. A la mise en place de la passerelle, un opérateur effectue ce qu'on a appelé la première phase du procédé, en commandant manuellement le déplacement des vérins jusqu'à mettre la passerelle au bon niveau. Lorsqu'il estime avoir atteint ce niveau, il déclenche la deuxième phase en inversant tous les interrupteurs. Alors, le galet mobile 14 tourne dans un sens ou dans l'autre si la carlingue de l'avion monte ou descend (lors du chargement ou déchargement des passagers, du fret par exemple)et on se sert du déplacement du rotor 32 du différentiel 30 pour commander(par des micro-contacts par exemple) la montée ou la descente des vérins de la passerelle, de manière que le galet 14 garde constamment la meme position angulaire qu'il avait au déclenchement de la deuxième phase. Dans une autre application, on ne cherche pas à asservir la position de la pièce mobile à une position de référence mais à mesurer l'écart de la pièce à un moment donné par rapport à la position de référence. A titre d'exemple, il est utile de connattre l'usure des rouleaux de laminage dans le domaine de la métallurgie. Pour cela, on s'arrange pour que la pièce 14 indique l'écartement entre deux rouleaux. Lorsque les rouleaux sont neufs, on les amène à se toucher pendant que les interrupteurs I1,I2,I3,I4, sont connectés dans leur position de première phase (donc comme sur la figure). Lorsque les rouleaux sont en contact on passe à la deuxième phases ce qui met en mémoire la position qu'ont les rouleaux en contact lorsqu'ils sont neufs et ce qui permet de suivre leur écartement à tout moment: pour laminer à une épaisseur donnée, on repère les indications de l'arbre de sortie 32 du différentiel et on déplace les rouleaux jusqu'à avoir l'indi- cation d'épaisseur désirée. Le jour où l'on désire contrôler l'usure des rouleaux on peut ramener les rouleaux jusqu'à se toucher èt l'indication du différentiel est une indication de l'usure. Pour réétalonner les indications d'épaisseur de laminage compte tenu de cette usure, on peut faire revenir les rouleaux jusqu'à une position où le différentiel indique zéro (les rouleaux ne se touchent pas car ils sont usés), puis on effectue à nouveau la première phase de contrôle en recouplant directement en télé-affichage le transmetteur et le récepteur. On ramène les rouleaux à se toucher (on notera que l'arbre de sortie du récepteur indique alors lui aussi l'usure si sa position de référence zéro était rebée pour des rouleaux neufs se touchant), et on redéclenche la deuxième phase pour que le différentiel indique bien les épaisseurs exactes malgré l'usure des rouleaux. REVENDICATIONS I. Procédé de transmission au moyen de synchro-machines d'un signal de position fourni par un synchro-transmetteur, caractérisé par le fait qu'il comprend essentiellement les deux phases suivantes - une première phase dans laquelle on coupe les bobinages du stator du synchro-transmetteur aux bobinages correspondants du stator d'un synchro-récepteur fonctionnant en téléaffichage et auj suit donc les déplacements du synchro- > ransme- teur, - une deuxième phase dans laquelle on bloque le rotor du symcnro-récepteur en mme temps qu'on conne électriquement un syncbro-différentiel entre le stator du synchro-transmetteur et le stator du synchro-récepteur, la rotation du rotor diffé- rentiel étant alors une mesure de l'écart entre la position du rotor du transmetteur à un instant quelconque et la position qu'il avait lors du déclenchement de la deuxième phase. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans la première phase on mawntient le synchrodifférentiel calé sur son zéro électrique. 3. Procédé selon llune des révendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le synchro-transmetteur est couplé à un organe mobile dont il repère la position et que la position du rotor du synchro-différentiel est utilisée pour commander le déplacement de ltorgane mobile dans un sens tendant à le mainte- nir dans 12 positon qu'il avait au déclenchement de la deuxième phase. 4. Procédé selon l'une des revend cations 1 à 3, caractérisé par le fait que le rotor du différentiel est couplé mécaniquement à un détecteur de position tel qu'un potentiomètre ou un codeur angulaire ou en système à cames. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on effectue à nouveau la première phase, ceci lorsque le rotor du différentiel est à son zéro, et qu'on repère ensuite le déplacement du rotor du synchro-récepteur en fonction du déplacement du synchro-transmetteur. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon ltune des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend - un synchro-transmetteur - un synchro-récepteur, et un frein commandé pour immobiliser l'arbre du récepteur - un synchro-différentiel - un ensemble d'interrupteurs ayant un premier état et un second état et connectés de manière que dans le premier état le synchro-transmetteur soit couplé au synchro-récepteur en mode de télé-affichage et que dans le second état - le synchro-différentiel soit intercalé entre les en roulements statoriques du transmetteur et ceux du récepteur et le frein de récepteur soit actionné. 7. Dispositif selon la revendication 6,caractérlsé par le fait que l'ensemble d'interrupteurs est agencé de manière que dans le premier état le synchro différencielsoit calé sur son zéro électrique par connexion appropriée de ses enroulements de rotor avec ses enroulements de stator, et que dans le second état il ne soit plus calé au zéro électrique.