Brevet FR2403550A1 — publié le 19790413

L'invention concerne un dispositif de détection de seuil de température pour un organe tournant, dans lequel on désire obtenir un signal d'alarme sur un b ti fixe lorsque la température dépasse un seuil déterminé, mesuré au niveau de l'organe tournant. Cette invention est plus partioulièrement applicable à la détection d'un seuil de température dans le bobinage de commande d1un coupleur électromagnétique à poudre, des échauffements importants pouvant se produire par suite du fonctionnement avec glissement de l'arbre mené par rapport à l'arbre menant et le bobinage de commande étant susceptible de se détériorer si la température s'élève anormalement. Etant donné que dans les coupleurs à inducteur tournant le bobinage est porté par un bottier tournant, il est nécessaire d'amener un courant dtalimentation à ce bobinage gracie à un collecteur sur lequel frottent des balais. La présente invention vise plus précisément à réaliser un dispositif de mesure dans lequel la transmission de la mesure de température entre le point de mesure tournant et le bâti fixe s'effectue par les mêmes balais qui servent à l'amenée de courant dans le bobinage, ceci pour éviter de prévoir des balais supplémentaires et des pistes supplémentaires sur le collecteur. L'invention utilise à cet effet la propriété qu'ont les bobinages inductifs, alimentés en signaux de courant rectangulaires, de produire dans certaines conditions des surtensions dues aux variations brusques de courant. L'invention prévoit en conséquence qu'on alimente le bobinage par une source de signaux de courant de forme rectangulaire, un moyen de détection de surtènsion étant couplé aux bornes du bobinage pour détecter des surtensions pouvant se produire à ces bornes, et un moyen à résistance fonction de la température étant placé sur l'organe tournant et connecté au bobinage du coupleur de manière à modifier les caractéristiques des surtensions aux bornes de celui-ci, par amortissement plus ou moins important de ces surtensions. La détection des surtensions, aux bornes du bobinage, donc sur les mêmes balais servant à ltalimentation du bobinage, fournit une indication de la température. On peut prévoir en particulier un montage dans lequel on place en parallèle sur le bobinage une résistance en série avec une diode de récupération, et on place également en parallèle avec le bobinage un détecteur de température réalisant la fermeture dgun contact au-dessus d'un seuil de température et placé lui aussi en série avec une diode de récupération. fle cettemanîère, tant que la température reste audessous d'un seuil déterminé, il se produit une surtension périodique aux bornes- du bobinage. An contraire, lorsque la température dépasse le seuil, la surtension est fortement amortie ou disparait totalement par suite du fait que le bobinage devient fermé sur la deuxième diode de récupération. Un détecteur de surtension est prévu pour donner un signal d'alarme en cas de la disparition de la surtension, et ce détecteur est placé sur un bEti fixe, la liaison au bobinage se faisant par les balais d'alimentation de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique du coupleur électromagnétique à poudre sur lequel est installé le dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente le schéma électrique du système de détection de seuil de température selon l'invention, - la figure 5 représente la tension aux bornes du bobinage du coupleur en-dessous d'un certain seuil de température, - la figure 4 représente la tension aux bornes du bobinage du coupleur au-dessus du seuil de température admissible, - la figure 5 représente un schéma détaillé d'un mode de réalisation de l'ensemble du système de détection. Â la figure 1, on a représenté schématiquement un coupleur électromagnétique à poudre à collecteur, qui comprend un arbre primaire 10 sur lequel est monté un tambour primaire Il contenant un bobinage (inducteur) 12 entourant un rotor 13 d'un arbre secondaire 14. Une poudre magnétique 15 est logée dans un entreter entre le rotor 13 et le bobinage 12. En l'absence d'excitation du bobinage 12, le rotor de l'arbre secondaire est désolidarisé du bottier 11. SA présence d'une excitation du bobinage 12, la poudre magnétique vient se comprimer dans l'entrefer le long des lignes de champ magnétique produites par la bobine, solidarisant les arbres primaires et secondaires. Etant donné que le bobinage inducteur 12 est contenu dansun organe tournant, le courant dtexcitation lui est amené par l'intermédiaire d'un collecteur 16 sur lequel frottent des balais 17. Le bobinage 12 est alimenté, par l'intermédiaire des balais 17, pas une source de signaux de courant de forme rectangulaire. A la figure 2, on a représenté schématiquement le tambour primaire 11 tournant, contenant le bobinage 12 servant à la commande d'embrayage. Un a représenté également des balais 17 frottant sur des pistes 18 du collecteur lb et servant à connecter les éléments électriques du tambour primaire aux éléments électriques portés par un bati-fixe du coupleur. L'un des balais est relié à une tension d'alimentation continue tandis que l'autre est relié au collecteur d'un transistor T1 servant à réaliser un signal de courant de forme rectangulaire pour 1' alimentation du bobinage 12. La base du transistor TI est alimentée à cet effet en signaux rectangulaires produits par un générateur non représenté. L'émetteur du collecteur est relié a la masse de l'alimentation continue, directement ou par l'intermédiaire d'une faible résistance d'émetteur. À l'intérieur du tambour primaire 11, et à l'endroit of risque de se produire un échauffement maximum du bobinage 12, on place un détecteur de seuil de-température 19 que l'on connecte, par l'intermédiaire d'une diode de récupératfon d'énergie D1, aux bornes du bobinage 12. Par ailleurs, on connecte en parallèle sur le bobinage 12, entre la borne positive de l'alimentation et le collecteur du transistor TI, un ensemble en série comprenant une résistance Ri et une autre diode D2 de récupération d'énergie, Les cathodes des diodes sont connectées du côté de la borne positive de l'alimentation ; elles servent a permettre au courant de la bobine de continuer à circuler après la fin de chaque créneau de tension d'alimentation pour vider l'énergie emmagasinée dans la bobine. Cependant, tandis que l'ensemble en série du détecteur de température 19/de la diode D1 est placé dans le bottier tournant Il et donc connecté directement au bobinage 12, au contraire, l'ensemble en série de la résistance R1 et de la diode D2 est situé sur le bâti fixe, de meme que le transistor 11, et est donc connecté au bobinage 12 par l'intermédiaire des balais 17. Ensemble du bobinage 12, de la résistance RI, des diodes D1 et D2, et du détecteur de température 19 constitue un circuit inductif ayant un certain coefficient de surtension ou facteur de qualité qui dépend notamment de la valeur de la résistance RI et de la résistance du détecteur 19. On s'arrange en conséquence selon l'invention pour réaliser le détecteur de température 19 sous forme d'un dispositif à résistance variable avec la température, et de préférence sous forme d'un dispositif ayant une résistance infinie (circuit ouvert) au-dessous d'un seuil de température et ayant une résistance quasiment nulle (court-circuit) au-dessus de ce seuil.Dans ces conditions, au-dessous du seuil de température, il se produit des surtensions dont l'amplitude dst essentiellement déterminée par la résistance R1 (ces surtensions sont représentées par exemple à la figure 3) ; hu-dessus du seuil de température, les surtensions disparaissent complètement par suite de la quasi-annulation de la résistance équivalente aux bornes du bobinage (la figure 4 représente la tension qu'on obtient alors aux bornes du bobinage). Des capsules cloquantes ravisant une fermeture de contact lors d'une élévation de température au-dessus d'un seuil peuvent servir de détecteur de seuil de température utilisable dans l'invention. Cependant, on peut également utiliser des détecteurs réalisant une ouverture de contact, ou encore des thermistances à coefficient de température positif ou négatif, pourvu que la variation de résistance pour une variation de température à détecter produise une modification détectable de l'amplitude des surtensions. Une détecteur de surtension 20, constitué essentiellement par un intégrateur d'impulsions, unidirectionnel, connecté aux balais 17, permet de fournir un signal d'alarme à un indicateur visuel ou auditif 21, ou à tout autre système d'exploi- tation, lorsque les surtensions disparaissent au niveau des balais 17. Si le détecteur de température 19 produit essentiellement un court-circuit en cas de dépassement d1un seuil de température donné, le détecteur de surtension 20 devra entre essentiellement agencé pour détecter une absence de surtension périodique. Si le détecteur 19 est simplement une thermistance, présentant une résistance variant dans une gamme limitée, le détecteur 20 devra essentiellement titre capable de repérer une variation de l'amplitude des surtensions. A la figure 5, est représenté un exemple de mode de réalisation détaillé du dispositif de mesure selon l'invention. Dans cet exemple, le détecteur de surtension 20 consiste essentiellement en un intégrateur d'impulsions négatives apparaissant aux bornes du bobinage après chaque front descendant de la tension d'alimentation du bobinage. Comme on le voit sur la figure 3, si la résistance équivalente en parallèle avec l'inductance du bobinage 12 est suffisamment élevée, la tension aux bornes du bobinage se présente sous forme de créneaux rectangulaires de tension positive entre lesquelse fortes impulsions de surtension négative. Le circuit 20 détecteur de surtensions comprend essentiellement une diode de redressement D3 et un condensateur U1 connecté entre la borne positive de l'alimentation et la cathode de la diode D3. Seules les impulsions positives par rapport à la borne positive de l'alimentation passent à travers la diode D3 et chargent le condensateur C1. Un pont diviseur de résistance R2, R3 est connecté en parallèie avec le condensateur CI. Le point de jonction des résistances R2 et R3 est relié à la base d'un transistor SNS 22. Le transistor monté en émetteur commun, sert à commander un transistor T3 dont la base est connectée à un circuit résistif R4, RD placé dans le collecteur du transistor 2. Le transistor 23, NPE, est également monté en émetteur commun et un indicateur 21 ou tout autre système d'utilisation est monté dans son collecteur. En présence de surtensions le condensateur CI reste en permanence chargé, sa constante de temps de décharge dans les résistances R2 et K3 étant choisie nettement supérieure à la période des créneaux d'alimentation en courant produits par le transistor T1. Par suite de cette charge, le transistor 2 reste dans un état bloqué, sa base étant portée à un potentiel supérieur à celui de la borne positive de l'alimentation. Bar conséquent, le transistor fli3 reste également bloqué. Lors de la disparition ou d'une très forte diminution des surtensions, le condensateur 1 se décharge et le potentiel de la base du transistor T2 peut s'abaisser, grace à une résistance de polarisation de base Ro placée entre cette base et la masse, débloquant le transistor T2 et par conseauent également le transistor T5 et autorisant l'excitation du dispositif 21. On a ainsi décrit un dispositif de mesure de seuil de température dans lequel la mesure de température est transmise de l'organe tournant au bAti fixe par les mêmes balais qui servent à l'alimentation de l'inducteur tournant du coupleur. Ainsi, aucun balai supplémentaire n'est nécessaire. De plus, l'alimentation de l'inducteur n'est pas perturbée du fait que les signaux appliqués sont en créneaux, si on choisit la résistance R2 suffisamment faible pnur que le rapport de l'inductance du bobinage 12 à la résistance R1 soit suffisamment grand devant la période des signaux rectangulaires = l'inductance est alors parcourue en permanence par un courant de valeur moyenne non nulle. R ICADIONS 1. Détecteur de température, pour un organe tournant dans lequel est logé un bobinage alimenté par une source de signaux de courant rectangulaires placée sur un bâti fixe, un collecteur et des balais étant prévus pour cette alimentation, caractérisé par le fait qu'il comprend un détecteur de surtensions couplé au bobinage par l'intermédiaire des balais, pour détecter des surtensions pouvant se produire aux bornes du bobinage, et un moyen à résistance fonction de la température placé sur l'organe tournant et connecté au bobinage de manière à modifier les caractéristiques des surtensions aux bornes de celui-ci selon les variations de température. 2. Détecteur de température selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une diode de récupération d'énergie est placée en série avec le moyen à résistance fonction de la température, 11 ensemble étant en parallèle sur le bobinage, sur l'organe tournant. 3. Détecteur de température selon la revendication 2, caractérisé par le fait quten parallèle sur le'bobinage, et placé sur le bâti fixe, est connecté un ensemble en série d'une résistance et d'une deuxième diode de récupération d'énergie. 4. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen de détection de tempra- ture comprend une capsule cloquante réalisant un court-circuit lors d'un dépassement de seuil de température. 5. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen de détection de température comprend un capteur de température réalisant un court-circuit tant que la température reste au-dessàus d'un seuil déterminé et faisant disparaitre ce court-circuit lorsque la température dépasse ce seuil. 6. Détecteur de température selon l'une des revendica tions 1 à 5, caractérisé par le fait que le détecteur de surtensions comprend un intégrateur unidirectionnel pour intégrer les impulsions de surtension d'un signe donné aux bornes du bobinage, et un moyen sensible au niveau de sortie de l'intégrateur pour fournir un signal indicatif de température selon ce niveau de- sortie.