Brevet FR2463401A1 — publié le 19810220

Procédé pour mesurer l'état de tension de moyens d'entraînement sans fin pendant le fonctionnement. La présente invention se rapporte àunprocédépour mesurer l'état de tension de moyens d'entraînement sans fin pendant le fonctionnement. Pour mesurer l'état de tension de moyens d'entraînement sans fin pendant le fonctionnement, on n'a généralement utilisé jusqu'ici que des méthodes indirectes. Ces méthodes indirectes consistent essentiellement à mesurer les efforts s'exerçant sur les appuis des paliers qui supportent les arbres des tambours d'entraînement, recevant le moyen d'entraînement sans fin, de la roue à chaîne ou analogue. La mesure peut être effectuée avec des dynamomètres à ressort, à jauge extensométrique, hydrauliques, à crystal piézo-électrique, inductifs etc. Ces méthodes de mesure indirectes n'offrent qu'une possibilité d'appréciation de l'état de tension ou de la modification intervenant dans les moyens d'entraînement à contrôler (cour- roies, chaînes, etc.) Pour la mesure de l'état de tension, on connaît certes aussi une méthode directe, mais qui, par suite de sa complexité, de son coût et de sa grande sensibilité, ne peut pas être employée dans certaines condi- tions d'exploitation (en particulier dans les mines). Dans cette méthode, le capteur réalisé sous la forme d'une jauge extensométrique est placé directement sur le moyen d'entraînement et ses signaux sont envoyés par un micro-emetteur à l'unité de mesure et d'affichage. Par suite des frais élevés de mise en oeuvre, cette méthode n'est rationnelle que pour les mesures en laboratoire. La détermination de la durée de vie probable et le pronostic des fissures devant se produire dans les courroies des tapis roulant servant au transport du personnel constituent toutefois des données vitales. Dans la pratique, on s'efforce de les résoudre en procédant à des essais destructifs pour la détermination de la résistance à la traction et la détection des fissures, ainsi qu'au cours d'essais continus, mais ces méthodes ne peuvent en aucune façon être considérées comme sûres, attendu qu'on ne peut pas exa- miner la courroie même qui est effectivement utilisée et que la seule ressource disponible est de tirer des conclusions sur la base de ses caractéristiques. La présente invention a par conséquent pour objet d'éliminer les insuffisances des méthodes précitées. Pour la mesure de l'état de tension des moyens d'entraînement sans fin pendant le fonctionnement, la présente invention se propose donc de mettre au point un dispositif qui puisse être réalisé avec des moyens relativement simples même dans des conditions de service difficiles, qui puisse délivrer des informations continues en cas de besoin et qui convien- ne également pour l'exécution d'essais périodiques, fonctionne avec une précision satisfaisante, ne perturbe pas la bonne marche de l'installation et fournisse des valeurs absolues aussi bien que relatives. L'invention part du fait connu qu'il suffit d'apposer deux marques à distance l'une de l'autre sur le moyen d'entraînement, et que l'on peut installer les dispositifs capteurs, de transformation et d'af- fichage le long de la trajectoire du moyen d'entraînement pour, en cas de vitesse d'entraînement constante, mesurer le temps écoulé entre le passage des deux marques devant le capteur, c'est-à-dire la distance entre deux marques laquelle dépend de l'allongement du moyen d'entraînement (c'est-à- dire de son état de tension). En fonction des conditions existantes et des exigences imposées dans chaque cas particulier, les deux marques apposées peuvent être soit de simples bandes colorées, (perceptibles optiquement), soit des substances magnétiques (perceptibles par induction) ou encore des substances rayonnantes, (perceptibles avec un détecteur de rayons, etc). Pour la mesure de l'état de tension pendant le fonctionnement des moyens d'entraînement sans fin, en particulier de bandes, de courroies, de chaînes, de câbles et analogues, ce résultat est atteint selon l'inven- tion à l'aide d'un procédé au cours duquel on produit et on affiche, éven- tuellement par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un amplificateur, un signal correspondant à l'effort engendré dans le moyen d'entraînement et qui est caractérisé selon l'invention par le fait que sur le moyen d'entraînement on appose une première et une seconde marques séparées l'une de l'autre par une certaine distance, que le long de la trajectoire du moyen d'entraînement, on dispose un capteur et que l'on mesure, de préférence avec vitesse constante du moyen d'entraînement, le temps écoulé entre le passage de la première et de la deuxième marques devant le capteur. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la pre- mière et la seconde marques sont apposées en amont et en aval du point de raccordement des deux extrémités du moyen d'entraînement. Dans un autre mode de réalisation également avantageux, la pre- mière et la seconde marques sont apposées sur la section intacte du moyen d'entraînement. Selon une autre particularité de l'invention, le temps écoulé entre le passage de la première et de la seconde marques devant le capteur est mesuré à l'aide d'un chronomètre mis en route par la première marque et arrêté par la seconde. Dans un autre mode de réalisation, on compare les valeurs mesu- rées des intervalles de temps pendant lesquels la première et la seconde marques apposées au point de raccordement des extrémités du moyen d'entraî- nement et sur la section intacte de celui-ci passent devant le capteur, auquel'cas on peut avantageusement former la différence ou le quotient. Dans un dernier mode de réalisation en variante, on dispose deux capteurs le long de la trajectoire du moyen d'entraînement et on mesure le temps que met la première marque pour aller du premier capteur au second. Le grand avantage du procédé selon l'invention réside dans le fait qu'il permet par des moyens simples d'effectuer une mesure directe pendant le fonctionnement et de pronostiquer le risque probable d'une rupture. Ce procédé ne perturbe en aucune façon la bonne marche de l'ins- tallation et on peut, selon les besoins, effectuer une mesure continue ou périodique. La précision de la mesure peut être augmentée au prorata des conditions imposées et il y a la possibilité de diagnostiquer tout danger imminent. L invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente schématiquement un dispositif de mesure comportant deux fois deux marques et deux fois un capteur et servant à mesurer l'état de tension d'un moyen d'entraînement sans fin, la figure 2 représente le schéma du dispositif de mesure avec deux fois deux marques et'deux fois deux capteurs. Dans le dispositif de mesure représenté sur la figure 1, le moyen d'entraînement sans fin 18 ( par exemple une courroie en caoutchouc) passe sur un tambour d'entraînement 10, un tambour directeur 12, un tam- bour de renvoi 14 et un tambour tendeur 16. Le moyen d'entraînement circule dans le sens indiqué par la flèche à une vitesse v et la tension d'entraî- nement 18 peut être réglée en modifiant la force de tension GV du tambour tendeur 16. En amont du point 20 du raccordement des extrémités du moyen d'entraînement 18 est apposée la première marque M1 et, en aval de ce point, la seconde marque M2 ces deux marques, à l'état neuf et non chargé du moyen d'entraînement 18, étant situées à une distance L l'une de l'autre. Ces marques M1 et M2 peuvent être réalisées sous la forme de simples traits de peinture ou, selon les conditions données, être consti- tuées par une substance magnétique, une substance rayonnante, etc. Dans le sens de l'avance, d'autres marque m1 et m2, qui se situent à l'état neuf et non chargé du moyen d'entraînement 18 à une distance lo, l'une de l'autre, sont apposées en amont du point 20 du raccordement des deux extrémités du moyen d'entraînement sur la section intacte de celui-ci. Les capteurs S1, S2 sont disposés de façon que les marques mi, M1 passent devant eux à peu près au même moment. Pendant le service et par suite de la tension, le moyen d'entraî- nement 18 s'allonge, de sorte que les marques M1, M2 et mi, m2 sont mainte- nant à des distances respectives les unes des autres de L l1l. Le long de la trajectoire du moyen d'entraînement 18 sont ins- tallés un premier capteur S1 et un second capteur S2 qui peuvent être réalisés en fonction du type des marques apposées M1, M2, m1, m2 (par exemple sous forme de capteurs réfléchissant la lumière, inductifs, capa- citifs, ou réfléchissant les rayons). Le premier capteur S1 est raccordé à un premier compteur C1, le second capteur S2 à un second compteur C2. Avec le dispositif de mesure représenté sur la figure, la mesure s'effectue par le fait que les marques m, M1 respectivement les premières dans le sens du déplacement et passant devant leurs capteurs respectifs S1 et S2 mettent en route les compteurs C1 et C2' qui sont à nouveau arrêtés par les secondes marques m2, M2. La vitesse v étant cons- tante, les compteurs C1, C2 mesurent une valeur proportionnelle à chaque écart 11, L1 compris entre les marques mi, m2 et M 1, M2>c'est-à-dire proportionnelle à la tension entre la section intacte (continue) du moyen d'entraînement 18 et le-point 20 du rattachement de ses deux extrémités, cette valeur étant avantageusement affichée sous forme numérique. Dans le sens de nos essais, cette valeur, en plus de l'effort de tension donné, caractérise le degré d'usure du moyen d'entraînement, de sorte que, sur la base d'une comparaison avec les valeurs de référence obtenues au cours de mesures comparatives précédentes, on peut déterminer si le moyen d'entraînement 18 est encore fiable ou si un risque de rupture est à craindre. De la même façon, nous avons constaté que le moyen d'entraînement 18 au voisinage du point 20 du rattachement de ses extrémités, s'allonge plus que dans la section intacte, le rapport des valeurs d'allongement caractérisant l'état d'usure du moyen d'entraînement 18. La comparaison des deux valeurs peut s'effectuer par soustraction ou division (il va de soi que la formation de la différence ou du quotient peut se faire à l'aide des dispositifs électroniques connus). Le dispositif représenté sur la figure 2 diffère de celui de la figure 1 par le fait qu'on utilise deux fois deux capteurs et deux fois deux compteurs, à savoir le premier capteur S21 et le second capteur S22 qui sont placés à une distance b l'un de l'autre dans la section intacte, et le premier capteur Sil et le second capteur S12 qui sont disposés à une distance B l'un de l'autre au point 20 du raccordement des extrémités du moyen d'entraînement. Les capteurs sont disposés de façon que les marques ml, M1 passent à peu près simultanément devant les capteurs Si1, S21. Le capteur Sil est relié à l'entrée de démarrage K des compteurs Cil et C12 et à l'entrée d'arrêt L du compteur C11, tandis que le capteur S est raccordé à l'entrée d'arrêt L du compteur C12, le capteur S21 à l'entrée de démarrage K des compteurs C et C et à l'entrée d'arrêt L du compteur 21 22 C21' le capteur S22 étant lui-même raccordé à l'entrée d'arrêt L du compteur C22. Avec le dispositif de mesure représenté sur la figure 2, la mesure s'effectue par le fait que la première marque M1 passant devant le premier capteur S met en route les compteurs Cl et C12, alors que la première marque m passant devant le premier capteur S21 met en route les compteurs C21 et C 22 Dès que les premières marques M1 et m1 passent devant les capteurs S12 et S22, les compteurs C12 et C22 sont arrêtés après quoi, les marques M2 et m2 passant devant les capteurs Sl et S21 arrêtent les compteurs C et C De cette façon, le compteur C mesure il1 21' il l'intervalle de tempst qui s'écoule entre le passage des marques M1 et M2 devant le capteur S ' alors que le compteur C mesure le temps t qui il 21 s'écoule entre le passage des marques m et m2 devant le capteur S21' Simultanément, le compteur C12 mesure l'intervalle de temps ri que la marque M1 met pour aller du capteur Sll au capteur S12, le compteur C22 mesurant le temps t' que met la marque m pour aller du capteur S21 au capteur S22. Si on suppose constante la vitesse v, le temps b' est propor- tionnel à la distance L1, le temps b' à la distance B, le temps t à la distance 1 et le temps t' à la distance b. Avec le dispositif selon la figure 2, on peut éliminer l'influ- ence exercée par la vitesse v sur les résultats de la mesure, étant donné qu'on peut démontrer qu'au point du rattachement des extrémités du moyen de transport, l'allongement est de L -L L tandis que sur la section intacte du moyen d'entraînement, l'allongement est de 1 - 1 2 1,-0 a K2 - l o de sorte que les valeurs d'allongement peuvent être déterminées séparément à partir des valeurs de temps mesurées parles quatre compteurs et être ensuite comparées, le degré d'usure du moyen d'entraînement pouvant être déterminé par comparaison avec les données d'essais précédentes. Notre solution permet la commande automatique d'un dispositif réglant la tension pptimale du moyen d'entraînement ce qui garantit une durée de vie prolongée et une économie d'énergie. En même temps, il est devenu possible, sur la base des valeurs mesurées, de délivrer des signaux d'alarme en cas de besoin ou d'arrêter automatiquement l'entraînement à l'apparition d'un danger. REVENDICATIONS 1. Procédé pour mesurer pendant le fonctionnement l'état de tension de moyens d'entraînement sans fin, en particulier de bandes, de courroies, de chaînes, de càbles et analogues, procédé au cours duquel on produit et on affiche, éventuellement par l'intermédiaire d'un transfor- mateur et d'un amplificateur, un signal correspondant à l'effort engendré dans le moyen d'entraînement, caractérisé par le fait que sur le moyen d'entraînement on appose une première et une seconde marques séparées l'une de l'autre par une certaine distance, que le long de la trajectoire du moyen d'entraînement on dispose au moins un capteur et que, la vitesse du moyen d'entraînement étant avantageusement constante, on mesure le temps écoulé entre le passage de la première et de la seconde marques devant le capteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sur le moyen d'entraînement on appose la première et la seconde marques en amont et en aval du point de raccordement des extrémités de ce moyen d'entraînement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on appose la première et la seconde marques sur la section intacte du moyen d'entraînement. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le temps écoulé entre le passage de la première et de la seconde marques devant le capteur, est mesuré à l'aide d'un chrono- mètre mis en route par la première marque et arrêté par la seconde. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on compare les valeurs mesurées des intervalles de temps pendant lesquels la première et la seconde marques apposées.au point de raccorde- ment des deux extrémités du moyen d'entraînement et sur la section intacte de ce dernier passent devant les capteurs, après quoi on forme leur dif- férence et/ou leur quotient. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le long de la trajectoire du moyen d'entraîne- ment, on dispose deux capteurs et qu'on mesure l'intervalle de temps que met la première marque pour aller du premier capteur au second.