Brevet FR2498756A1 — publié le 19820730

L'invention est relative à un procédé pour com- penser des balourds, dans au moins deux plans, de corps tournants qui ne permettent une telle compensation que dans des plans de correction déterminés à l'avance par cons- truction et dans certaines limites angulaires, en effectuant deux passes d'équilibrage (prééquilibrage et rééquilibrage) dans des plans de correction décalés l'un par rapport à l'autre suivant l'axe, et à un montage pour déterminer en composantes et/ou en plans de correction, les montants des valeurs du balourd initial obtenus d'un circuit de sépara- tion des plans et d'un filtre,en vue de commander les outils de correction pour effectuer un procédé suivant l'invention. Le brevet allemand 2 342 665 décrit un procédé pour éliminer les balourds de corps suivant lequel on ef- fectue, pour des composantes décalées de 1200, une compensa- tion en deux passes d'équilibrage, les composantes de la seconde passe étant décalées de 600 par rapport à celles de la première passe. Si le balourd initial d'une composante est supérieur à la valeur maximale du balourd pouvant être corrigée suivant cette composante, on effectue une moindre correction du balourd suivant la composante décalée de 1200. Le procédé connu par ce brevet ne peut pas être appliqué tel quel à la compensation du balourd de corps tournants qui n'admettent une compensation du balourd que dans certains plans de correction et que dans certains an- gles déterminés à l'avance par construction, d'autant plus que ce procédé ne peut être utilisé que pour une compensa- tion en composantes à 1200. Le brevet allemand 2 519 356 décrit la résolution des balourds mesurés du corps tournant, notamment d'un vile- brequin, en plans de correction donnés à l'avance par construc- tion et en plans médians supplémentaires. Quand on compense le balourd, notamment de vilebre- quins ayant des flasques opposés les uns aux autres dans les plans de correction, comme par exemple dans les moteurs en V à 2 à 6 cylindres ou dans des corps tournants semblables qui sont normalement munis, afin de permettre la correction des masses, de masses provisoires constituant un balourd déter- miné dans des éléments donnés à l'avance par construction, par exemple dans les flasques de vilebrequins, la seconde passe d'équilibrage de balourdsd'une valeur supérieure à la valeur maximale pouvant être compensée en un seul plan, ne peut pas s'effectuer dans les premiers plans de correc- tion parce que la construction du rotor ne le permet pas. Dans ces cas, les balourds résiduels doivent être corrigés dans les autres plans de correction, ce qui a pour consé- quence que les plans déjà compensés sont tellement influen- cés que, comme l'expérience le montre, leurs balourds se trouvent dans des limites angulaires o une correction n'est plus possible. Ces corps tournants ne peuvent plus être corrigés et doivent être mis au rebut. Dans le cas d'une compensation en composantes d'un balourd de valeur supérieure à celle maximale qui peut être compensée suivant une composante, le balourd résiduel peut se trouver dans des limites angulaires o sa correction n'est plus possible. Ce décalage angulaire du balourd ré- siduel est presque inévitable en raison des imprécisions lors de la saisie des données et de leur traitement et lors de la correction du balourd. Ces corps tournants aussi doi- vent être mis au rebut, puisque l'on ne peut plus les réé- quilibrer. La présente invention vise un procédé permettant de corriger les balourds de corps tournants, suivant le- quel, même si les balourds initiaux sont grands, les ba- lourdsrestant après le prééquilibrage, sont situés dans les limites angulaires o leur compensation est encore possible. Suivant l'invention, si la valeur du balourd ini- tial déterminé pour un plan de correction est supérieure au balourd maximum pouvant être compensé dans ce plan, on ef- fectue, lors de la première passe d'équilibrage (prééquili- brage), une compensation moindre de masse dans un autre plan grâce à laquelle le balourd résiduel reste dans les limites angulaires prévues pour la correction des masses dans l'un des plans de correction, et on compense ce balourd résiduel lors de la seconde passe d'équilibrage. Suivant une variante, si la valeur d'un balourd initial déterminée pour une composante est supérieure au balourd maximum pouvant être compensé dans cette composan- te, on effectue, lors de la première passe d'équilibrage, une compensation moindre de masse dans la seconde composan- te du même plan de correction, grâce à quoi le balourd ré- siduel reste dans les limites angulaires prévues pour la correction, ces limites permettant une résolution du balourd résiduel en les composantes de correction prévues. L'invention vise aussi un montage du type mention- né ci-dessus, caractérisé en ce que les valeurs des balourds initiaux sont comparées dans des comparateurs associés aux composantes et/ou aux plans à la valeur du balourd pouvant être compensée en une composante et/ou en un plan lors d'une passe de correction, et les résultats de la comparaison ou des valeurs qui leur sont proportionnelles sont soustraites des valeurs des balourds initiaux par des circuits de sous- traction associés aux composantes et/ou aux plans de cor- rection. De préférence - la sortie d'un comparateur associé à la première composan- te du premier plan de correction est reliée aux entrées des soustracteurs associés à la seconde composante du pre- mier plan de correction et à la première composante du se- cond plan de correction. - la sortie d'un comparateur associé à la seconde composante du premier plan de correction est reliée aux entrées des soustracteurs associés à la première composante du premier plan de correction et à la seconde composante du second plan de correction. - la sortie d'un comparateur associé à la première compo- sante du second plan de correction est reliée aux en- trées des soustracteurs associés à la première composan- te du premier plan de correction et à la seconde compo- sante du second plan de correction. - la sortie d'un comparateur associé à la seconde compo- sante du second plan de correction est reliée aux entrées des soustracteurs associés à la seconde composante du premier plan de correction et à la première composante du second plan de correction. - des résistances interposées entre les sorties des compa- rateurs et les entrées des soustracteurs ont des valeurs qui sont fonction du rapport de la distance entre les plans de correction de la première passe d'équilibrage à la distance entre les plans de la seconde passe d'é- quilibrage. S'il y a des balourds initiaux supérieurs au ba- lourd maximum pouvant être compensé en une passe d'équili- brage, on est assuré par la compensation moindre, lors de la première passe, dans le plan de correction et/ou de la composante opposé à celui du balourd initial par rapport au plan médian du corps tournant, que le balourd résiduel se trouvera dans des limites angulaires et dans un plan de correction du corps tournant dans lesquels un rééquilibrage est possible. Grâce à la mise en oeuvre de la composante et du plan de correction opposé, on peut prendre en compte si- multanément des balourds excessifs dans les composantes et dans les plans. D'autres caractéristiques, avantages et particula- rités de la présente invention ressortiront de la descrip- tion qui en est donnée ci-après en référence aux dessins annexes. Sur ces dessins: - la figure 1 est un schéma d'un corps déséquilibré qui est monté sur une machine d'équilibrage des balourds. - la figure 2 est un schéma en vue de c8té du corps désé- quilibré qui est monté sur une machine d'équilibrage des balourds - les figures 3 et 4 illustrent schématiquement le procédé conforme à l'invention; - la figure 5 est un schéma du montage suivant l'invention la figure 6 est un schéma des plans et régions angulaires du corps déséquilibré o la correction du balourd est possible. Une équilibreuse, qui n'est pas représentée da- vantage, est munie d'un porte-pièce 1 destiné à recevoir le corps déséquilibré, donc dans ce cas-là un vilebrequin 2 pour moteurs en V à six cylindres. Ce porte-pièce 1 com- prend deux paliers-supports 3 et 4 sur lesquels sont montés, à la manière habituelle, des capteurs d'oscillation 5 et 6. L'entraînement du vilebrequin 2 se fait, par exemple, par un arbre de transmission 7; à cet effet, le vilebrequin est monté rotatif sur les paliers 3 et 4. Mais l'entraînement peut se faire aussi au moyen de roulements à rouleaux en- traInés ou par d' autres moyens d'entraînement connus. En raison de sa construction particulière, le vilebrequin ne peut être équilibré que dans certaines limites angulaires et que dans des plans de correction déterminés. En règle générale, les vilebrequins sont munis sur leurs flasques de masses provisoires constituant un balourd déterminé, afin de pouvoir être sûr que le balourd initial se trouve dans les limites angulaires des plans de correction o une cor- rection des masses est possible. La première passe d'équilibrage s'effectue, de préférence, dans deux plans de correction, c'est-à-dire dans les plans El et E2, qui sont symétriques par rapport au plan axial médian du corps tournant. La deuxième passe, donc le rééquilibrage en vue d'éliminer le balourd résiduel, s'effectue dans les plans E3 et E4, qui sont également symé- triques par rapport au plan axial médian du corps tournant. Souvent,dans les vilebrequins, on n'effectue pas de compensation polaire mais une compensation suivant des composantes. C'est pourquoi les balourds des différents plans de correction sont résolus en composantes: Kl et K2 ou K3 et K4 ou K5 et K6 ou K7 et K8, comme le montre la figure 6. L'arglecK formé par les composantes est, de préférence, de 1100 (figure 2), mais peut en différer suivant l'agencement du vilebrequin 2-. La correction des masses se fait, par exemple, par perçage ou par fraisage, mais aussi par d'autres mé- thodes. Le procédé suivant l'invention consiste à résou- dre tout d'abord le balourd déterminé par les capteurs dans deux plans de correction El et E2 (voir figure 3 pour la- quelle on a E3 = El + El a et E4 = El - El a) le balourd initial UE1 dans le plan El étant, en l'espèce, supérieur au balourd maximum pouvant y être corrigé. Le balourd résiduel UElR ne peut être corrigé par un rééquilibrage dans les plans E3 et E4 en raison de la construction particulière du vilebrequin. Si ce balourd résiduel UElR est résolu dans deux plans E3 et E4, on obtient les balourds UE3 et UE4, UE4 se trouvant alors dans les limites angulaires du vilebrequin 2 o une correction n'est pas possible. Comme on ne peut pas compenser le balourd, on devrait normalement mettre le vilebrequin au rebut. Pour éviter cela, on effectue une moindre compensation de masse dans le plan E2 lors de la pre- mière passe d'équilibrage. Le balourd à corriger lors de la deuxième passe se trouve ainsi dans le plan E4 dans les limites angulaires du vilebrequin 2 o sa correction est possible, puisque le balourd résiduel UE2R est plus grand que le balourd UE4. La moindre compensation de masse à éliminer dans le plan E2 représente, de préférence, 20% de la valeur du balourd qui ne peut pas être compensé dans le plan El. Mais on peut aussi choisir tout autre pourcentage suivant le rap- port des distances entre les plans des première et seconde passes, donc le rapport des plans a/b. On est ainsi sûr d'absorber les imprécisions qui se produisent lors de la mesure et de la correction dans la première passe d'équili- brage. Pour tenir compte du balourd résiduel dans le plan E2, on procède d'une manière analogue au procédé dé- crit ci-dessus après avoir effectué une moindre compensa- tion de masse dans le plan El lors de la première passe d'équilibrage. Si l'on se reporte à la figure 4 qui se réfère à la correction en composantes dans le plan El et dans les limites angulaires Wl (figure 6), on voit que la première composante KI peut également posséder un balourd initial UK1 qui est supérieur au balourd maximum U+Kl pouvant être compensée en une composante. Etant donné que des impréci- sions ne peuvent pas être évitées lors de la correction de la seconde composante K2, le balourd résiduel UR peut se trouver parfois dans les limites angulaires o la résolu- tion du balourd en composantes prévues n'est plus possible. Par conséquent, ce vilebrequin serait aussi à rebuter. On effectue donc, conformément à l'invention, dans la première passe d'équilibrage une moindre compensation de masse UCK2 suivant la seconde composante du même plan dans lequel le balourd UK2 doit être corrigé, de sorte qu'il y ait encore le balourd résiduel UK2R après la première passe. La valeur du balourd résiduel UK2R est, de préférence, pro- portionnelle au balourd résiduel UKIR et en repré- sente, de préférence, 30 %. Grâce au balourd rési- duel UK2R restant encore dans la composante K2, on est sûr que le balourd résiduel total UR se trouve dans les limites angulaires o une résolu- tion en les composantes de correction est effecti- vement possible. cela s'applique aussi, par analogie, aux limites angulaires W2 à W4 dans les plans de correction E2 à E4 illustrés sur la figure 6. La figure 5 est un schéma synoptique du montage é- lectrique qui permet la réalisation des divers stades sus- mentionnés du procédé. Les valeurs mesurées par l'intermédiaire des cap- teurs 5 et 6 sont fournies au circuit électrique de sépara- tion des plans 8,qui résout les balourds en les deux plans de correction El et E2. Le filtre 9 qui est monté en aval et qui est, par exemple, un redresseur à commande par phase, sélectionne les valeurs de mesure suivant les os- cillations dues au balourd et les achemine à un convertis- seur en composantes 10 qui les résout en composantes, les- quelles sont adaptées au vilebrequin 2. Le signal de ré- férence de phase fourni au filtre 9 est déterminé, par ex- emple, au moyen d'un capteur de phase 35. Les tensions proportionnelles aux balourds des première et seconde composantes du premier plan de correc- tion et des troisième et quatrième composantes du second plan sont disponibles à la sortie du convertisseur en com- posantes 10. Ces tensions sont ensuite comparées dans des circuits comparateurs 11 à 14 à d'autres tensions qui cor- respondent au balourd maximum pouvant être éliminé en une passe d'équilibrage. Si le balourd des composantes est su- périeur au balourd maximum pouvant- être élininé, une ten- sion différentielle à polarité de sens opposé est obtenue à la sortie des circuits comparateurs 11 à 14. La tension différentielle du comparateur 11 est ensuite multipliée par la résistance 21, pour prendre en considération le rapport des plans a/b, et est entrée dans un amplificateur 33. Ladite tension y est soustraite de la composante du plan de correction E2, qui est décalée de 1800. En outre, ladite tension différentielle est multi- pliée par la résistance 16 et est entrée dans l'amplifica- teur 32 o elle est soustraite de la seconde composante du plan de correction El. Une soustraction analogue se fait avec les ten- sions différentielles des circuits comparateurs 12, 13 et 14, o la tension différentielle du comparateur 12 est four- nie à travers la résistance 15 à l'amplificateur 31 et à travers la résistance 22 à l'amplificateur 34, o la tension différentielle du comparateur 13 est fournie à travers la résistance 19 à l'amplificateur 31 et à travers la résistance 18 à l'amplificateur 34, et o la tension différentielle du comparateur 14 est fournie à travers la résistance 17 à l'amplificateur 33 et à travers la résistance 20 à l'ampli- ficateur 32. Les résistances 23 à 30 sont de même valeur et prennent en considération la polarité des diverses tensions des composantes. Les sorties des amplificateurs 31 à 34 servent, de préférence, à commander directement les outils de cor- rection, ou sont fournies d'abord, par exemple,à un circuit de correction des courbes de perçage. REVENDICATIONS 1) Procédé pour compenser des balourds, dans au moins deux plans, de corps tournants qui ne permettent une telle compensation que dans des plans de correction déterminés à l'avance par construction (El, E2 et E3, E4) et dans certaines limites angulaires (Wl, W2 et W3, W4), en effectuant deux passes d'équilibrage (prééquilibrage et réé- quilibrage) dans des plans de correction décalés l'un par rapport à l'autre suivant l'axe, caractérisé en ce que, si la valeur du balourd initial déterminé pour un plan de cor- rection (El) est supérieure au balourd maximum pouvant être compensé dans ce plan, on effectue, lors de la premiè- re passe d'équilibrage (prééquilibrage), une compensation moindre de masse dans un autre plan (E2) grâce à laquelle le balourd résiduel reste dans les limites angulaires pré- vues pour la correction des masses dans l'un des plans de correction, et on compense ce balourd résiduel lors de la seconde passe d'équilibrage. 2) Procédé pour compenser des balourds, dans au moins deux plans, de corps tournants qui ne permettent une telle compensation que dans des plans de correction déterminés à l'avance par construction (El, E2 et E3, E4) et dans certai- nes limites angulaires (Wl, W2 et W3, W4), en effectuant deux passes d'équilibrage, l'équilibre du balourd se faisant par composantes, caractérisé en ce que, si la valeur d'un balourd initial(UK1)déterminée pour une composante(Kl)est supérieure au balourd maximum pouvant être compensé dans cette composante, on effectue, lors de la première passe d'équilibrage, une compensation moindre de masse dans la seconde composante (2)du même plan de correction, grâce à quoi le balourd résiduel reste dans les limites angulaires prévues pour la correction, ces limites permettant une ré- solution du balourd résiduel en les composantes de correc- tion prévues. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur de la moindre com- pensation de masse est proportionnelle à celle du balourd qui ne peut pas être compensée lors de la première passe d'équilibrage (UElR, UKlR). 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans la première passe, on effectue une compensation moindre de masse tant suivant une composante que dans un plan de compensation. ) Montage pour déterminer en composantes et/ou en plans de correction, les montants des valeurs du balourd initial obtenus d'un circuit de séparation des plans et d'un filtre, en vue de commander les outils de correction pour effectuer un procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les valeurs des ba- lourds initiaux sont comparées dans des comparateurs (il à 14) associés aux composantes et/ou aux plans à la valeur du balourd pouvant être compensée en une composante et/ou en un plan lors d'une passe de correction, et les résul- tats de la comparaison ou des valeurs qui leur sont propor- tionnelles sont soustraites des valeurs des balourds initiaux par des circuits de soustraction (31 à 34) associés aux com- posantes et/ou aux plans de correction. 6) Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie d'un comparateur (11) associé à la première composante (Ki) du premier plan de correction (El) est reliée aux entrées des soustracteurs (32 et 33) associés à la se- conde composante (K2) du premier plan de correction (El) et à la première composante (K3) du second plan de correction (E2). 7) Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie d'un comparateur (12) associé à la seconde composante (K2) du premier plan de correction (El) est re- liée aux entrées des soustracteurs (31 et 34) associés à la première composante (KI) du premier plan de correction (El) et à la seconde composante (K4) du second plan de correction (E2). 8) Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie d'un comparateur (13) associé à la premiè- re composante (K3) du second plan de correction (E2) est reliée aux entrées des soustracteurs (31 et 34) associés à la première composante (K1) du premier plan de correction (El) et à la seconde composante (K4) du second plan de cor- rection (E2). 9) Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie d'un comparateur (14) associé à la seconde composante (K4) du second plan de correction (E2) est reliée aux entrées des soustracteurs (32 et 33) associés à la se- conde composante (K2) du premier plan de correction (El) et à la première composante (K3) du second plan de correction (E2). 10) Montage selon l'une quelconque des revendications à 9, caractérisé en ce que des résistances (19 à 22), in- terposées entre les sorties des comparateurs (11 à 14) et les entrées des soustracteurs (31 à 34), ont des valeurs qui sont fonction du rapport (rapport des plans a/b) de la dis- tance entre les plans de correction (El, E2) de la première passe d'équilibrage à la distance entre les plans(E3, E4) de la seconde passe d'équilibrage.