Brevet FR2421384A1 — publié le 19791026

L'invention, due à Boris Feodorovich BRJUKHOV, Nikolai Borisovich BUCHIN et Vasily Petrovich SHILOV, concerne un dispositif pour mesurer la vitesse de rotation d'un arbre tournant appartenant à un mécanisme. Elle peut etre applique dans toutes les branches de l'industrie, chaque fois qu'il est nécessaire d'effectuer les mesures de la vitesse de rotation d'arbres tournants appartenant à des mécanismes notamment dans des conditions de perturbations accidentelles du-régime de l'arbre, comme cela peut etre le cas notamment lors du forage de trous à l'aide de sondeuses rotatives. On connais un dispositif pour la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre tuf., par exemple, A.A. Pogarsky "Automati- sation du processus de forage des trous profonds", Nedra, M.,19723 comportant un réducteur lié à l'arbre dont la vitesse de rotation doit etre contrôlée. Le réductsur est relié à un coupleur electro- magnetique dont l'arbre de sortie est muni d'un ressort de rappel et d'un dispositif d'entrainement capable de mettre en action, par l'intermédiaire d'un organe entraineur, une mémoire se composant d'un arbre à ressort de rappel, d'un frein électromagnétique relié à un indicateur de la vitesse de rotation de l'arbre et d'un générateur d'impulsions branché sur ledit frein electromagnétique . Lorsque le générateur d'impulsions débite une impulsion au coupleur électromagnétique, la rotation de l'arbre à contraler est transmise à la mémoire par le réducteur et par le coupleur électromagnétique. L'arbre de la mémoire et l'indicateur de la vitesse de rotation, relis entre eux par le- dispositif d'entra;- nement et par l'organe entraineur, tournent d'un certain angle dont la grandeur correspond à la vitesse de rotation de l'arbre à controler, après quoi ils sont freines par le frein électromagnétique.A la fin du cycle de mesure, le coupleur électromagnétique se déclenche et l'indicateur de vitesse de rotation, verrouillé par le coupleur électromagnétique, donne la valeur moyenne de la vitesse de rotation de l'arbre à contrôlas, pendant le temps d'action de l'impulsion de commande. Après un intervalle de temps préétabli, le cycle de mesure se répète. L'inconvenient de ce dispositif connu est dO à l'immobilisation imparfaite du tambour de frein par le coupleur electro- magnétique, ce qui entraine une mauvaise précision de la mesure. La diminution du couple de freinage sur le tambour de frein abou tit à un blocage imprécis et imparfait de la mémoire et l'augmentation du couple de freinage a pour effet un accroissement des efforts dans les éléments du dispositif, ce qui nuit à sa fiabilité. Le but de la présente invention est une augmentation de la précision de la mesure et de la fiabilité du dispositif. L'invention a donc pour objet principal ds procurer un dispositif pour la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre tournant, dans lequel la grandeur du couple de freinage du tambour de frein n'aurait pas d'influence sur la précision de blocage de la mémoire. Le dispositif selon l'invention, pour la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre tournant, comports : un coupleur électromagnétique dont l'arbre de sortie est muni d'un ressort de rappel et d'un dispositif d'entrainement capable d'actionner, par l'intermédiaire d'un organe entraîneur, une mamoire comprenant un arbre soumis à l'action d'un ressort de rappel et relié à un arrêtoir de l'aiguille d'un indicateur de vitesse de rotation de l'arbre , un frein glectromagnétique relié à l'aiguille de cet indicateur de vitesse de rotation, pour son maintien dans la position de lecture au cours de la mesure s st un générateur d'impulsion-branché sur le susdit frein Electromagnétique. Suivant l'invention, le susdit arrêtoir de l'aiguille de l'indicateur de vitesse est constitué par un mécanisme à roue libre dont la cage intérieure est reliée rigidement à l'aiguille de l'indicateur de vitesse de rotation de l'arbre et dont la cage extérieure est reliée au susdit frein électromagnétique, le générateur d'impulsions étant branché, d'abord sur le coupleur électromagné- tique afin d'assurer la mesure de la vitesse de rotation de l'arbre, et, ensuite, sur la cage extérieure du mécanisme à roue libre, après quoi il est débranche, ce qui permet de relever la vitesse de rotation ds l'arbre. Cetts conception d'un dispositif pour mesurer la vitasse de rotation d'un arbre tournant permet d'augmenter la fia bilité de son fonctionnement et d'accroître considérablement la précision de la mesure. Dans ce qui suit, l'invention sera expliquez plus sn détail à propos d'un mode de réalisation préféras mais non limitatif, an se r8férant au dessin ci-annexé, dont la figure unique représente schématiquement un dispositif pour la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre tournant, ce dispositif étant conforme à l'invention. Le dispositif illustré, pour la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre tournant 1, comporte un réducteur 2 et un arbre 3 relié, à l'aide d'un coupleur électromagnétique 4, à un arbre 5 équipé d'un ressort de rappel de torsion 6 et d'un dispositif d'entrainement 7 qui bute, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre 1 est nulle. contre une butée 8 montée sur le bâti du dispositif. Dans la position de travail, le dispositif d'entraine- ment 7 actionne un organe entraîneur 9 fixé sur l'arbre 10 d'une mémoire comprenant, outre cet arbre 10 et cet entraîneur 9, un ressort de rappel de torsion 11 et, fixée à l'extrémité de l'arbre 10, l'aiguille 12 d'un indicateur de la vitesse de rotation de l'arbre 1. Un arretoir de l'aiguille 12 ast constitué en fixant, sur l'arbre las un mecanisme à roue libre comportant une cage in térieure 13 solidaire de l'arbre 10 et une cage extérieure 14 reliée à un frein électromagnétique 15 commandé à partir d'un générateur d'impulsions 16. Le fonctionnement de ce dispositif est alors le suivant. La rotation de l'arbre à contrôler 1 est transmise, par le réducteur 2, à l'arbre 3. Lorsque le générateur d'impulsions 16 débite au coupleur électromagnétique une impulsion d'une certaine durés, il se produit un accouplement de l'arbre 3 avec l'arbre 5. Lors de la rotation de l'arbre 5, le ressort de rappel 6 subit une torsion et le dispositif d'entraînement 7 agit sur l'organe entraîneur 9, ce qui fait tourner l'arbre 10 de la mémoire ainsi que l'aiguilla 12 fixés sur l'arbre 10 et indiquant la vitesse de rotation de l'arbre à contrôler 1. Simultanément, il se produit une torsion du ressort de rappel 11. A la fin de l'action de l'impulsion de commande, les arbres 3 et 5 se désaccouplent.Sous l'action du ressort de rappel 6, l'arbre 5 revient dans sa position initiale fixée par le contact du dispositif d'entraînement 7 avec la butée 8. Le mécanisme à roue libre, dont la cage extérieure 14 est feinte par le frein électromagnétique 15, ne permet alors pas à l'arbre 10 de revenir dans sa position initiale sous l'action du ressort 11. Dans ces conditions, l'aiguille 12 de l'indicateur de vitesse de rotation de l'arbre à con tramer 1 se bloque dans la position correspondant à l'angle de rotation de l'arbre à contrôleur 1 durant l'a ~ n de l'impulsion de commande du générateur d'impulsions 16.Lorsque le générateur 16 envoie au coupleur électromagnétique 4 l'impulsion de commande suivante, le cycle de mesure se répète. Si le nouvel angle de rotation de l'arbre à controler 1, au cours du cycle de mesure suivant, est inférieur à l'angle de rotation précédent, le dispositif d'entrainement 7 n'atteindra pas Organe entraineur 9 qui a été arrêté par le frein électromagnétique à la fin du premier cycle de mesure dans une position correspondant à la grandeur de la lecture précédente de la vitesse de rotation de l'arbre 1. Pour le retour de l'organe entraineur 9 jusqu'à sa position de contact avec le dispositif d'entrainement 7, le générateur d'impulsions 16 envoie, avant la fin de l'impulsion de commande arrivant au coupleur électromagnétique 4, une impulsion de courte durée au frein électromagnétique 15 qui libère alors la cage extérieure 14 du mécanisme de roue libre. De ce fait, l'arbre 1û tourne, sous l'action du ressort de rappel Il, jusqu'à assure-r la mise en contact du dispositif d'entraine- ment 9 et de l'organe -entraineur 7, ce qui a pour effet de bloquer la nouvelle indication de l'aiguille 12 de l'indicateur de la vitesse de rotation de l'arbre à contrôler 1. Si, au cours du cycle de mesure répété, le nouvel angle de rotation de l'arbre 10 est supérieur à celui détecté précédent, le dispositif d'entraînement 7, après avoir atteint l'organe entraîneur 9, fait déplacer l'arbre 10 avec l'aiguille 12 jusqu'à l'achèvement de l'impulsion de commande arrivant depuis le générateur d'impulsions 16 à l'embrayage électromagnétique 4. Dans ce cas. le mécanisme à roue libre autorise la rotation de l'arbre 10 grâce à la rotation libre de la cage intérieure 13. A la fin de l'impulsion de commande, la cage extérieure 14 du mécanisme à roue libre, freinée par le frein électromagnatique 15, bloque le nouvel angle de rotation de l'arbre à contrôler 1. Ainsi, avec le dispositif de mesure suivant l'invention, la précision et la sûreté de l'affichage de la vitesse de rotation de l'arbre à contrôler 1 ne dépendent que de l'aptitude au fonctionnement du mécanisme de roue libre et l'augmentation du couple de freinage sur la poulie de frein du mécanisme de roue libre n'a pas d'influence sur la précision de fonctionnement du dispositif. Cette augmentation accroît seulement la sa- reté de blocage du relevé de la vitesse de rotation de l'arbre, ce qui est avantageux notamment dans des conditions de fortes vibrations du mécanisme auquel appartient l'arbre dont la vitesse de rotation doit entre contrôlée. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation, qui ont été plus spécialement envisagés g elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATION Dispositif pour mesurer la vitesse de rotation d'un arbre tournant, comportant : un coup leur électromagnétique relié audit arbre et dont l'arbre de sortie est muni d'un ressort de rappel et d'un dispositif d'entraînement capable d'actionner, par l'intermédiaire d'un organe entraîneur, une mémoire comportant un arbre soumis à l'action d'un ressort de rappel et relié à un arrêtoir de l'aiguille d'un indicateur de la vitesse de rotation de l'arbre ;; un frein électromagnétique relié à l'aiguille de l'indicateur de la vitesse de rotation de l'arbre et propre à maintenir ladite aiguille dans sa position de lecture au cours de la mesure s et un générateur d'impulsions branché sur le susdit frein électromagnétique s le susdit dispositif étant caractérisé en ce que le susdit arrêtoir de l'aiguille de l'indicateur de vitesse est constitué par un mécanisme à roue libre dont la cage intérieure est solidaire angulairement de l'aiguille dudit indicateur de vitesse et dont la cage extérieure est reliée au frein électromagnétique, le susdit générateur d'impulsions étant d'abord branché sur le coupleur électromagnétique pour ef fectuer la mesure de la vitesse de rotation de l'arbre et, ensui te, sur la cage extérieure du mécanisme à roue libre, après quoi il est débranché. ce qui permet de bloquer le relevé de la vitesse de rotation de l'arbre.