Brevet FR2496865A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne un dispo- sitif pour placer et stabiliser en position une masse pesante, telle qu'un canon de char d'assaut, montée à pivotement sur un support, tel qu'un châssis de vé- hicule, ce dispositif comportant au moins deux parties menantes pouvant tourner dans des sens opposés et sou- tenues par le support ou la masse pesante, ainsi que dent parties menées pouvant être amenées en contact de friction, réglé à l'aide d'un ou de chaque dispositif de manoeuvre, avec les parties menantes et qui sont soutenues par ladite masse pesante ou par ledit sup- port. Dans un dispositif faisant l'objet de la demande de brevet française 73 13579, le dispositif de manoeuvre comprend un distributeur qui, en fonction du sens désiré de pivotement servant à produire l'orien- tation ou le guidage d'asservissement nécessaire, sol- licite l'un de deux pistons par un fluide hydraulique sous pression de manière que le piston applique un patin de friction contre l'un de deux disques rotatifs. On transmet ainsi pendant une courte période un couple contr8lé entre le disque monté à rotation sur le sup- port, tel qu'un châssis de véhicule mobile, et la mas- se pesante, telle qu'un canon, de façon à établir une orientation et un guidage d'asservissement également dans une condition de déplacement du support. Du fait que la masse pesante n'est reliée, dans la condition normale, avec le support, que par l'intermédiaire de son appui, qui peut être agencé avec un faible frotte- ment, c'est-à-dire qu'elle est "désaccouplés", l'iner- tie propre de la masse pesante est intégralement uti- lisée pour la stabilisation de sorte que la masse pe- sante, dont le centre de rotation se trouve approxima- tivement au centre de gravité, conserve une position fixe lors d'un déplacement du support, aussi longtemps 249686' qu'un moment d'orientation ou de guidage d'asservis- sement n'est pas exercé sur la masse pesante, de la manière décrite cidessus, par application du coussin de friction contre le disque. Le dispositif de manoeuvre doit d'une part présenter de très faibles temps de réaction et d'autre part permettre une transmission de tout le mo- ment nécessaire à l'orientation ou au guidage d'asser- vissement de la masse pesante, autant que possible in- dépendamment de la vitesse de rotation du disque, c'est-à-dire sans nonlinéarité. Cet impératif est rempli par le dispositif de manoeuvre faisant l'objet de la demande de brevet français NO 73 13 579, qui est utilisé dans ce cas comme organe de manoeuvre dans un circuit de régulation comportant un régulateur de premier ordre (régulateur PD). Le dispositif de manoeuvre constitue un dispositif spécial fonctionnant hydrauliquement, agen- cé pour tenir compte des impératifs précités et qui est d'une fabrication et d'un entretien coûteux. La présente invention a pour but de four- nir un dispositif du type défini ci-dessus, dans le- quel on puisse utiliser pour le dispositif de manoeu- vre des composants confirmés, ne posant pas de diffi- cultes et disponibles sur le marché, auquel cas le dispositif de manoeuvre ainsi simplifié doit cependant encore satisfaire aux impératifs définis ci-dessus, notamment en ce qui concerne le faible temps de réac- tion et de bonnes propriétés de régulation. Pour résoudre ce problème, il est prévu selon l'invention que le ou chaque dispositif de ma- noeuvre comporte au moins un embrayage ou un frein électromagnétique réglable dont le champ magnétique est réglé par surexcitation de la bobine d'excitation à l'aide d'une correction et d'une amplification de 249686' la puissance de champ magnétique mesurée. Des embrayages et des freins électroma- gn6tiques sont des composants disponibles dans le com- merce. Pour la présente invention, le décalage de temps entre une variation de la tension appliquée à la bobine d'excitation et le moment à établir en cor- respondance est trop grand, Pour permettre l'applica- tion de ces composants du commerce, il est par consé- quent nécessaire d'adapter leur possibilité de réglage comme cela est prévu par l'invention. On connaît des embrayages électromagné- tiques réglables pour lesquels on règle l'intensité ou la tension du courant (Control Engineers Handbook, "Clutches and Brakes", chapitres 14.3, 14.20, J.G. Truxal (Editeur), McGraw Hill (1958). La régulation du champ magnétique du ou de chaque embrayage électromagnétique qui est réali- sée conformément à la présente invention présente ce- pendant, par comparaison à une régulation de courant, l'avantage de pouvoir tenir compte de propriétés ma- gnétiques non idéales, auquel cas la régulation du champ magnétique est effectuée en assurant la surexci- tation de la bobine d'excitation par une correction et une amplification de la puissance de champ magnéti- que mesurée. Grâce à la régulation du champ magnéti- que de l'embrayage ou du frein électromagnétique, on obtient que le décalage de temps précité, ou bien le temps mort et d'établissement atteigne des ordres de grandeur aussi faibles qu'avec le dispositif de ma- noeuvre faisant l'objet du brevet allemand N 2 217 684, de sorte que l'avantage du faible temps de réaction est ainsi conservé. Cependant le dispositif conforme à l'invention, du fait qu'il fait intervenir un em- brayage ou un frein électromagnétique du commerce, est plus simple, moins coûâteux, plus petit et plus léger que le dispositif connu précité. Avantageusement, on utilise un embraya- ge électromagnétique sans plateau de friction. Le côté primaire du ou de chaque embraya- ge électromagnétique peut être entraîné à l'aide d'un moteur propre, notamment à l'aide d'un moteur électri- que. Un moteur électrique est utilisé à la place d'un autre entraînement, tel qu'un entraînement hydraulique ou un moteur à explosion, lorsqu'on doit éviter le ris- que de combustion. L'entraînement du côté primaire du ou de chaque embrayage électromagnétique peut ce- pendant être assuré également à partir du mécanisme d'entraînement du support automobile, comme le châssis d'un char d'assaut. Notamment dans ce dernier cas, il est avantageux de pouvoir établir un accouplement et un désaccouplement de l'entraînement du côté primaire à l'aide d'un embrayage commandé. Les parties menantes entraînées en rotation sont dans ce cas reliées seule- ment à un mécanisme d'entraînement lorsque celui-ci est nécessaire pour assurer une stabilisation lors d'un mouvement d'orientation ou de guidage d'asservissement. Cela économise de l'énergie d'entraînement. En vue de réaliser une telle économie, l'entraînement prévu pour le côté primaire du-ou de chaque embrayage ou frein électromagnétique peut comporter un accumulateur d'é- nergie à volant. Dans un mode avantageux de réalisation de l'invention, il est prévu que le côté secondaire du ou de chaque embrayage électromagnétique agisse, par l'intermédiaire d'un engrenage mené, sur un engrenage fixé sur la masse pesante, et que la denture de l'en- grenage mené soit appliquée, dans la direction d'en- tratnement, contre la denture de l'engrenage menant en vue d'éliminer le jeu entre dents. Cette précontrainte contribue à diminuer encore le temps mort ou de réac- tion car les dentures sont constamment en prise dans la direction d'entraînement et on ne doit plus faire intervenir le temps nécessaire à la rotation de l'en- grenage menant jusqu'à l'élimination du jeu entre dents. En outre, grâce a cette précontrainte d'appli- cation, on élimine les chocs entre les flancs de dents et entre les autres parties d'entraînement lors du démarrage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemples non limita- tifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe d'un embraya- ge électromagnétique utilisé conformément & la présen- te invention comme dispositif de maneouvre et réglé sans plateau de friction, - la figure 2 est un schéma synoptique montrant la régulation de champ de l'embrayage élec- tromagnétique conforme à l'invention, - la figure 3 est une coupe d'une struc- ture réalisée avec un embrayage électromagnétique pré- vu pour chaque sens de rotations - la figure 4 est une coupe d'un agence- ment comportant deux groupes d'embrayages électroma- gnétiques commandés dans chaque cas en parallèle pour augmenter le moment, - la figure 5 est une vue en coupe sché- matique faite dans la direction des flèches V-V de la figure 4, et - la figure 6 montre un schéma d'appli- cation de la présente invention. La figure 1 représente un embrayage électromagnétique sans plateau de friction, qui est utilisable en liaison avec un entraînement comme dis- positif de manoeuvre servant à appliquer un moment d'orientation ou de guidage d'asservissement à un ca- non (non représenté) monté à pivotement sur un châs- sis de véhicule. L'embrayage électromagnétique compor- te, comme cela est classique, un stator I muni d'une bobine 2. Le stator 1 est séparé du rotor 4 et du dis- que d'induit 5 par un entrefer 3. Dans le rotor 4, il est prévu une garniture de friction 6. Lorsque la bobine 2 est excitée, il se produit un champ magnéti- que qui applique le disque d'induit 5 contre la garni- ture de friction 6. Ainsi, lorsque la bobine 2 est excitée, le disque d'induit 5 est entraîné par le ro- tor 4, qui est par exemple actionné en permanence. Le couple transmis, qui peut être absorbé par le disque d'induit, est proportionnel au champ magnéticqe engen- dré dans la bobine électromagnétique. La puissance du champ magnétique est mesurée dans l'entrefer 3 & l'aide d'une plaque de champ 7, qui fournit une ten- sion électrique proportionnelle à la puissance de champ. La puissance du champ magnétique produit par ladite bobine et réglée en vue de raccourcir, dans des embrayages électromagnétiques du type décrit, le temps mort ou d'enclenchement qui est relativement élevé. A cet effet, on utilise un circuit de régula- tion interne tel que celui de la figure 2. De signal de consigne proportionnel à un moment d'enclenchement désiré de l'embrayage élec- tromagnétique est mémorisé en 8 dans le circuit de régulation et est appliqué à un amplificateur différen- tiel 99 o ce signal de consigne est comparé avec un signal réel, obtenu grâce à la mesure faite à l'aide de la plaque de champ 7 et introduit en 10 dans l'am- plificateur différentiel. Le signal de différence 11 249686: est amplifié dans un amplificateur de tension 12 dont la tension de sortie 13 assure la commande de la bobine 2 de l'embrayage électromagnétique. Le courant de stator 15 qui s'établit en opposition à l'inductan- ce de l'embrayage électromagnétique, produit un champ magnétique 16, qui se ferme entre les points I - 6 (comme indiqué sur la figure 2) par l'intermédiaire des parties en fer et de l'entrefer 3 de l'embrayage électromagnétique. Le champ magnétique ainsi amplifié est à nouveau mesuré à l'aide de la plaque de champ 7, qui renvoie le signal réel, comme indiqué en 10, à l'amplificateur differentiel 9. Le disque d'induit 5 et le rotor 4 de l'embrayage produisent un couple, proportionnel au champ magnétique réglé 16, après un temps de réaction, très court du fait de la régula- tion et qui est de l'ordre de grandeur de quelques millisecondes, ce couple étant fourni en 20 par le disque d'induit 5. Dans le mode de réalisation décrit, le rotor 4 est constamment entraîné par l'intermédiaire d'un dispositif, non représenté, par exemple un moteur électrique. La structure représentée sur la figure 3 comprendcbux embrayages électromagnétiques comportant des stators 1, 1' sur lesquels sont montées des bobi- nes 2, 2', des rotors 4, 4' qui sont séparés des sta- tors par des entrefers 3, 3' dans la condition de re- pos des embrayages, des garnitures de friction 6, 6' de forme annulaire qui sont logées dans les rotors 4, 4' et des disques d'induit 5, 5' coopérant par fric- tion dans la condition d'accouplement. Les rotors 4, 4' sont entraînés dans des directions inverses par un moteur hydraulique commun 21 par l'intermédiaire d'une transmission à pignons coniques, dont le pignon 22 est reié rigide- ment au moteur hydraulique 21 et est monté à rotation dans une partie de carter 26 boulonnée sur un carter annulaire 25. Le pignon 22 est en prise avec deux couronnes dentées 23, 23', qui sont chacune reliées au rotor correspondant 4, 4'. Les couronnes 23, 23' sont montées dans le carter annulaire 25 à l'aide de roulements à billes 24, 24'. Les àux stators 1, 1' sont reliés rigi- dement à un voile central 28 du carter annulaire 25 tandis que les disques d'induit 5, 5' sont montés, sans possibilité de rotation relative mais cependant avec une possibilité de translation axiale, sur des arbres menés coaxiaux 27, 27'. L'arbre mené 27' tra- verse l'arbre mené creux 27. Les deux arbres menés 27, 27' portent des engrenages menés 29, 29' placés dans des positions mutuellement adjacentes. Du fait de l'agencement décrit ci-dessus, qui comporte les transmissions à pignon conique 22, 23, 23', les ar- bres menés 27, 27' tournent obligatoirement dans des sens inverses lorsqu'un des embrayages électromagnéti- ques I à 6 ou 1' à 6' est sélectivement actionné. De cette manière, il est possible de disposer dans les engrenages menés 29, 29' de moments d'orientation ou de guidage d'asservissement, contrô6lés sélectivement et pouvant être exercés dans l'un ou l'autre sens de rotation, ces moments pouvant être transmis à une couronne dentée, non représentée, qui est reliée à la masse pesante, telle qu'un canon, également non re- présentée et pouvant pivoter sur un support, tel qu'un châssis de véhicule. Le carter 25 est relié rigidement au support précité. Il est à noter que les embrayages élec- tromagnétiques 1 à 6 ou 1' à 6' comportent chacun un circuit interne de régulation conforme à la figure 2, y compris les plaques de champ 7, 7' (figure 1) pour la mesure du champ magnétique. Le moteur hydraulique 21 - à la place duquel on peut Également prévoir un moteur électri- que - assure constamment l'entraînement des rotors 4, 4' par l'intermédiaire des couronnes dentées 23, 23'. Lorsqu'un embrayage électromagnétique est actionné par excitation d'une des bobines 2, 2', on dispose immé- diatement, du fait du faible temps de réaction, d'un couple proportionnel à la puissance du champ magnéti- que dans l'un des engrenages menés 29n 29'. Pour qu'il ne se produise également au- cun retard dû à l'élimination d'un jeu entre les dents des engrenages menés 29, 29' et de la couronne dentée coopérant avec eux, les engrenages 29 sont à chaque fois appliqués, dans la direction d'entraînement, contre la denture de la couronne dentée, Don représen- tée de sorte que les flancs des dents de l'engrenage 29 sont constamment en contact, sur le c8té menant, avec les flancs des dents de la couronne dentée et qu'également les flancs des dents de l'engrenage mené 29' sont constamment en contact avec les flancs des dents de la couronne dentée dans l'orientation inver- se. Cette précontrainte est effectuée avantageusement en maintenant dans les deux embrayages en permanence des moments de valeur faible. Dans les modes de réalisation des figu- res 4 et 5, il est prévu à chaque fois deux groupes d'embrayages électromagnétiques. Ces deux groupes sont entraînés par un moteur électrique 40 commun. Le pignon d'attaque 41 du moteur électrique 40 actionne, par l'intermédiaire d'un engrenage intercalaire 42, un premier arbre d'entrée 43 qui assure à son tour l'entraînement, par l'intermédiaire d'engrenages 44, , des rotors 4, situés du c8té primaire, du premier groupe d'embrayages électromagnétiques. L'engrenage est simultanément en prise avec un engrenage 46 d'un second arbre d'entrée 47, qui assure l'entraine- ment, par l'intermédiaire d'engrenages 48, 49, des rotors 4' du second groupe d'embrayages électromagné- tiques. Les embrayages électromagnétiques des deux groupes sont agencés en principe comme cela a été décrit en référence aux figures 1 et 3 de sorte qu'il est maintenant inutile de les décrire à nouveau. Il suffit de remarquer que les disques d'induit 5 du premier groupe d'embrayages électromagnétiques coopè- rent sans possibilité de rotation relative mais cepen- dant avec une possibilité de coulissement axial (par exemple par l'intermédiaire de cannelures) avec un premier arbre mené creux 50e qui porte un pignon mené 51, tandis que les disques d'induit 5' du second grou- pe d'embrayages électromagnétiques coopèrent sans pos- sibilité de rotation relative, mais cependant avec une possibilité de coulissement axial, avec un second arbre mené 52 qui porte un pignon mené 53 et qui tra- verse le premier arbre mené 51. Les stators 1, 1' portant les bobines correspondantes 2, 2' sont reliés à des parties fixes du carter, notamment le stator situé le plus à gauche sur la figure 4 avec un couvercle de carter 54 et tous les autres stators 1 ou 1' avec une partie essentiel- lement cylindrique 55 du carter. Les embrayages électromagnétiques de chaque groupe sont ainsi disposés en parallèle et ils produisent une augmentation de couple avec-une struc- ture peu encombrante, chaque groupe d'embrayages électromagnétiques agissant sur un des deux arbres menés 50, 52 qui sont entraînés dans des sens inver- ses. La figure 6 montre un schéma d'applica- 249636f il tion de la présente invention. Dans ce cas, pour sim- plifier la représentation, les deux embrayages élec- tromagnétiques 1 à 6 ou 1' à 6', bien qu'ils puissent également être constitués comme indiqué sur la figure 4 par des groupes d'embrayages électromagnétiques, n'ont pas été disposés conformément à la structure peu encombrante des figures 3, 4 et 5 mais ils ont été placés en parallèle. Sur le schéma, un moteur d'entraînement commun 60 entratne, par l'intermédiaire d'un accouple- ment rapide 58 et d'un accumulateur d'énergie à vo- lent 59 ainsi que d'un pignon mené 61, deux engrenages 62, 63 tournant en sens inverses. les engrenages 62 et 63 peuvent être re- liés, par l'intermédiaire des embrayages électromagné- tiques 1 à 6 ou 1' à 6', avec des pignons menés 64 et qui sont en prise avec un engrenage 66. Cet engre- nage 66 est fixé coaxilament sur la tourelle 67 d'un canon 68. Ce canon 68 peut pivoter, par l'intermédiai- ?0 re de paliers à faible frottement 69, sur le châssis d'un char d'assaut, désigné par la référence 70, ou bien sur le châssis d'un autre véhicule. Sur ce châs- sis 70, sont également montés les stators 1, 1 et également le moteur d'entraînement 60. Dans la condition de repos des embraya- ges 1 à 6 ou 1' à 6', le canon 68 est soutenu sur le châssis 70 seulement par l'intermédiaire des paliers à faible frottement et par conséquent, du fait de son inertie propre, il conserve une position spatiale fi- xe indépendamment des mouvements du châssis 70. Lors- qu'un mouvement d'orientation ou de guidage d'asser- vissement doit être transmis au canon, l'embrayage électromagnétique correspondant est actijnné et il relie ainsi le rotor placé du côté primaire 4, 41 avec l'engrenage mené correspondant 64, 65 par une liaison à friction réglée. De cette manière, il est possible de transmettre très rapidement, simplement et avec précision un moment d'orientation au canon 68. Bien entendu l'invention n'est pas li- mitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 2496S65 REVENDICATIONS 1) D)ispositif pour placer et stabiliser en position une masse pesante, telle qu'un canon de char d'assaut, montée à pivotement sur un support, tel qu'un chassis de véhicule, comportant au moins deux parties menantes pouvant tourner dans des sens opposés et qui sont soutenues par le support ou la masse pesante, ainsi que des parties menées pouvant 8tre amenées en contact de friction, réglé à l'aide d'un ou de chaque dispositif de manoeuvre, avec les parties menantes et qui sont soutenues par ladite masse pesante ou par ledit support, dispositif carac- térisé en ce que le ou chaque dispositif de manoeuvre comporte au moins un embrayage électromagnétique (1 à 6; 1' à 6') ou un frein électromagnétique réglable, dont le champ magnétique est réglé en assurant une surexcitation de la bobine d'excitation (2, 2') par une correction et une amplification de la puissance mesurée du champ magnétique. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque dispositif de ma- noeuvre comporte plusieurs embrayages él1ectromagnéti- ques qui sont disposés en parallèle. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractèrisé en ce que les cSts primaires (4, 4') des embrayages électromagnétiques du ou de chaque disposi- tif de manoeuvre sont entraînés par l'intermédiaire d'un entraînement commun (40) et en ce que leurs c8tés secondaires (5, 5') agissent (5, 5') agissent chacun sur une partie menée commune (50, 51; 52, 53). 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que le c8té primaire (4; 4') du ou de chaque embrayage ou frein électromagnétique peut être entraîné à l'aide d'un moteur d'entraînement pro- pre (21), notamment un moteur électrique. ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrainement du c8té primaire (4; 3') du ou de chaque embrayage ou frein électro- magnétique est produit à partir du système d'entraîne- ment du support automobile. 6) Dispositif selon l'une des revendica- tions 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif d'en- traînement est relié au c8té primaire du ou de chaque embrayage électromagnétique par l'intermédiaire d'un embrayage commandé (58). 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement du c8té primaire du ou de chaque embrayage électroma- gnétique comporte un accumulateur d'énergie à volant. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 & 7, caractérisé en ce que le côté secondaire (5, 5')-du ou de chaque embrayage électro- magnétique (1 à 5; 1' à 6') est accouplé à ladite masse pesante par l'intermédiaire d'une transmission. 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite transmission est exempte de jeu. 10) Dispositif selon l'une des revendi- cations 8 ou 9, caractérisé en ce que le c8té secon- daire (5, 5') du ou de chaque embrayage électromagné- tique (1 à 6; 1' à 6') agit, par l'intermédiaire d'une denture menante (29, 29'), sur une couronne dentée fixèe sur ladite masse pesante et en ce que la denture menante est appliquée, dans le sens d'entraînement, contre la denture de ladite masse pesante pour éliminer tout jeu entre dents.