Brevet FR2511520A1 — publié le 19830218

Procédé de commande d'un dispositif de manoeuvre tel qu'un accouplement ou frein et dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. L'invention concerne un procédé de commande d'un dispositif de manoeuvre tel qu'un accouplement ou frein pour un élément mobile susceptible d'être entraîné par un organe moteur dont la vitesse varie Périodiquement et passe par zéro, la période étant produite au moyen d'un générateur de signaux en rotation continue, du type sur lequel la vitesse de rotation correspond à la fréquen- ce périodique et un angle nul correspond au passage par zcro de la vitesse et qui génère dans une position rela- tive prédéterminée un signal de déclenchement destiné à actionner le dispositif de manoeuvre, ainsi qu'un dispo- sitif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît un procédé et un dispositif de ce genre (prospectus Danfoss T 214 13 1, p 13) du type sur lequel un moteur déplace en un mouvement de va-et-vient de manière sinusoïdale par l'intermédiaire d'une commande à excentrique un organe moteur constitué par une crémail- lère La crémaillère entraîne un pignon situé sur le côté entrée d'un accouplement actionné à l'air comprimé L'or- gane de sortie de l'accouplement est un rouleau de trans- port servant d'élément mobile L'accouplement n'étant en- clenché chaque fois que dans l'un des sens de déplacement, l'élément mobile peut être entraîné unidirectionnellement de manière intermittente L'arbre moteur en rotation con- tinue porte un disque d'un générateur de signaux muni d'une piste émettrice de signaux formée par une découpure s'étendant sur 1800 qui est explorée par des moyens photo- électriques Dans ce cas, le signal de commande mainte- nant enclenché l'accouplement pendant une demi-période peut être repris par le générateur de signaux sans subir de conversion majeure et délivré par l'appareil de com- mande. Des appareils de manoeuvre tels que des accou- plements et freins ont un certain temos de réponse entre l'apparition du signal de commande et la mise en action de l'accouplement ou du frein Ce temps de réponse s'op- pose au désir de rendre opérant le dispositif de manoeu- vre si possible-au passage par zéro de la vitesse de l'or- gane moteur en vue de réduire au minimum la sollicitation des éléments constitutifs et leur usure. L'invention se propose de fournir un procédé du type décrit précédemment permettant de rendre opérant le dispositif de manoeuvre ou de commande approximativement ou exactement au passage par zéro de la vitesse de l'or- gane moteur, et ce, indépendamment de la vitesse de rota- tion. La solution proposée conformément à l'invention réside dans le fait que le signal de déclenchement est produit dans fine position relative qui est en avance sur 1 angle nul, et déclenche une temporisation diminuant avec l'accroissement de la vitesse de rotation dont la fin détermine un instant qui, indépendamment de la vitesse de rotation, précède le passage par zéro de la vitesse approximativement du temps de réponse du dispositif de manoeuvre, et qu'un signal de commande est délivré après écoulement de la durée de temporisation. En procédant de cette manière, le signal de commande ne dépend plus de la position relative du géné- rateur de signaux Au contraire, un angle d'avance crois- sant avec l'augmentation de la vitesse de rotation est déterminé pour le moment de délivrance du signal de com- mande en raison de la temporisation variable qui est dé- clenchée dans une position relative déterminée, de sorte que le dispositif de manoeuvre est rendu effectivement opérant environ au passage par zéro de la vitesse, et ce indépendamment de la vitesse de rotation. Une solution particulièrement précise du pro- blème posé résulte du fait qu'un signal de référence est généré dans une position relative dont l'avance sur l'an- qlef nul est égale à deux fois l'angle de déclenchement et déclenche une durée constante égale au temps de réponse, et que la différence de temps entre la fin de cette durée et l'apparition du signal de déclenchement est mesurée et finalement introduite comme temporisation Du fait que la même durée s'écoule entre l'apparition du signal de réfé- rence et l'apparition du signal de déclenchement qu'entre l'apparition du signal de déclenchement et le passage par zéro de la vitesse et que le temps de réponse est déduit de cette durée au cours de la première moitié, on obtient comme différence de temps exactement la durée qui peut être utilisée comme durée de temporisation parfaitement précise au cours de la deuxième moitié. Un dispositif approprié pour la mise en oeuvre de ce procédé de commande d'un dispositif de manoeuvre tel qu'un accouplement ou un frein pour un élément mobile sus- ceptible d'être entraîné par un organe moteur qui est dé- placé périodiquement dans une direction opposée au moyen d'un moteur par l'intermédiaire d'une commande à manivelle ou analogue, le moteur étant muni d'un générateur de si- gnaux comportant un disque rotatif avec des repères et un angle nul correspondant au passage par zéro de la vitesse de l'organe moteur ainsi qu'un dispositif d'exploration associé destiné à délivrer un signal de déclenchement, alors qu'un appareil de commande délivre un signal de com- mande en fonction du signal de déclenchement, se caracté- rise conformément à l'invention par le fait que le marqua- ge du disque du générateur de signaux est décalé d'un an- gle de déclenchement en avance par rapport à l'angle nul, et que l'appareil de commande comporte un premier élément ou relais de temporisation à déclencher par le signal de déclenchement qui est conçu pour une temporisation décrois- sant avec l'accroissement de la vitesse de rotation et dé- livre à la fin de la temporisation le signal de commande. Le disque du générateur de signaux n'a besoin d'être mo- difié que d'une manière insignifiante Dar ra Dport à l'é- tat de la technique De même, le montage d'un relais de temporisation dans l'appareil de commande n'exige pas de frais importants. Dans un autre mode de réalisation, il est recom- mandé qu'un deuxième repère du disque du générateur de signaux servant à délivrer un signal de référence soit décalé en avance par rapport à l'angle nul de deux fois l'angle de déclenchement et que l'appareil de commande comporte un deuxième élément ou relais de temporisation à déclencher par le signal de référence qui est conçu pour une dur-ée constante égale au temps de réponse du disposi- tif de manoeuvre et comprend un dispositif de mesure de la différence de temps qui est déclenché par le deuxième relais de temporisation et arrêté par le signal de déclen- chement, et que le premier relais est relié au dispositif de mesure de la différence de temps de manière que la dif- férence de temps mesurée est utilisable comme temporisa- tion Il en résulte ainsi une détermination extraordinai- rement précise du moment de délivrance pour lelsignal de commande. Le premier relais et le dispositif de mesure de la différence de temps sont avantageusement constitués par un compteur-décompteur alimenté par des impulsions cycliques La jonction des relais et dispositif de mesure donne un ensemble très simplifié. Le deuxième relais peut être constitué par un compteur préréglable par des impulsions cycliques De cette manière, il est possible de fixer aisément la durée qui est égale au temps de réponse du dispositif de ma- noeuvre. Il est en outre avantageux que le disque du gé- nérateur de signaux comporte une piste émettrice de si- gnaux s'étendant dans le sens périphérique du deuxième jusqu'au premier repère et que par conséquent le généra- 11520 teur de signaux délivre à la sortie une impulsion dont le flanc -de montée forme le signal de référence et le flanc arrière le signal de déclenchement Les extrémités de la piste constituées par exemple par une découpure, donnent des points de manoeuvre exactement définis et permettent, par conséquent, un fonctionnement beaucoup plus sûr que dans le cas de l'utilisation d'impulsions individuelles pour la caractérisation du signal de référence et du si- gnal de déclenchement Il est notamment possible de relier la sortie du générateur de signaux à l'entrée de démarrage du compteur préréglable et à l'entrée d'inversion du comp- teur-décom Dteur, la sortie du compteur pré-réglable à l'entrée de démarrage du compteur-décompteur et sa sortie à un élément logique pour délivrer le signal de commande. Aucun étage de conversion n'est nécessaire à cet effet pour convertir le flanc de montée et le flanc arrière en signaux spéciaux Au contraire, le démarrage du compteur pré-réglable, le démarrage du compteur-décompteur, son inversion et la délivrance du signal de déclenchement se déroulent automatiquement dans l'ordre de succession cor- recte. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation préférentiel illus- tré sur le dessin, sur lequel la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de manoeuvre fonctionnant conformément à l'invention, la figure 2 est un mode de réalisation d'un disque de générateur de signaux, la figure 3 est un diagramme en fonction du temps représentant la vitesse de l'organe moteur et la figure 4 est le schéma synoptique dlun mode de réalisation d'un appareil de commande. La figure 1 représente une bande 1 qui est dé- placée à l'aide de deux rouleaux de transport 2 et 3 dans le sens des flèches 4 Le rouleau de transport inférieur est entraîné au moyen d'un moteur électrique 5 portant sur son arbre 6 un disque d'entraînement 7 Une articula- tion 9 est montée réglable dans une fente 8 de ce disque. Une crémaillère 10 agissant sur un pignon Il montée sur l'arbre d'entrée 12 d'un dispositif de manoeuvre 13, est montée articulée sur cette articulation Un accouplement 14 est disposé entre le dispositif 13 et le rouleau de transport 3, et un frein 16 est prévu entre le rouleau de transport 3 et le corps 15 du disnositif de manoeuvre. Un réservoir 17 fournit l'air comprimé pour actionner l'accouplement 14 ou le frein 16 L'air compri- mé est alimenté au moyen de soupapes disposées dans le corps 15 lorsque celles-ci reçoivent à partir d'un appa- reil de commande 18 des signaux de commande Z 1 pour l'ac- couplement et Z 2 pour le frein L'appareil de commande 18 reçoit du générateur de signaux 19 des signaux de réfé- rence A et des signaux de déclenchement B Le générateur de signaux comprend un disque 20 muni de deux pistes 21, 22 conçues sous forme de découpures, et un dispositif d'exploration 23 (voir figure 2) balayant ces dernières par des moyens photo-électriques L'une des extrémités de la piste forme un repère "A" pour délivrer le signal de référence A, l'autre extrémité un repère "B" pour délivrer le signal de déclenchement B Leur différence angulaire a est égale à l'angle situé entre l'angle nul "" et le re- père "B". La crémaillère 10 est un organe moteur qui a une vitesse v dont la variation en fonction du temps t apparait sur la figure 3 En cas de mouvement de rotation continue du moteur 5 selon la flèche 24, elle effectue donc un mouvement de va-et-vient comme indiqué par les flèches 25 L'accouplement 14 est actionné chaque fois pendant le mouvement avant (section v 1 de la courbe repré- sentée sur la figure 3)_ et le frein 16 à chaque mouvement arrière (section v 2) On obtient, de cette manière, une avance pas à pas selon les flèches 4 au cours de la sec- tion v 1 et un arrêt au cours de la section v 2. Un certain temps de réponse t 1 s'écoule entre l'apparition du signal de commande Z 1 et/ou Z 2 et la mise en action de l'accouplement 14 ou du frein 16 Pour cette raison, le signal de commande doit déjà être délivré à l'instant D avant le passage par zéro et non pas seule- ment au passage nul de la vitesse 0 Pour que cela soit réalisable indépendamment de la vitesse de rotation du moteur 5, un signal de déclenchement B est délivré dans un angle de déclenchement fixe a avant le passage par O de la vitesse et une temporisation ta est alors déclen- chée qui diminue avec la vitesse de rotation croissante. On détermine ainsi, indépendamment de la vitesse de rotation du moteur 5, un instant D qui se situe avant le massage par zéro, l'intervalle de temps entre l'instant D et le passage par zéro étant sensiblement égal au temps de ré- ponse. Pour fixer, si possible, avec précision, la tem- porisation ta, on produit un signal de référence A en avance de deux fois l'angle de déclenchement a qui déclen- che une durée t 2 égale au temps de réponse t 1 La diffé- rence de temps At entre les moments C et B diminue avec la vitesse de rotation croissante Si cette différence de temps est prise comme temporisation tai le temps de réaction t 1 prend exactement fin au passage par zéro O du fait que les sections A-B et B-O sont égales-. Un mode d'exécution destiné à réaliser ce mode opératoire est représenté sur la figure 4 Des impulsions 27 dont le flanc de montée représente le signal de réfé- rence A et le flanc arrière le signal de déclenchement B, sont fournies par l'intermédiaire d'une entrée 26 Les impulsions 27 sont appliquées à l'entrée de démarrage 28 d'un compteur pré-réglable 29 et à l'entrée d'inversion d'un compteur-décompteur 31 La durée t 2 est réglée sur la valeur du temps de réponse t 1 à l'entrée de pré- réglage 32 du compteur 29 Un générateur d'impulsions cycliques ou de rythme 33 envoie des impulsions à l'en- trée d'horloge 34 du compteur 29 et à l'entrée d'horloge du compteur 31 La sortie 36 du compteur 29 est reliée à l'entrée de démarrage 37 du compteur-décompteur 31 Sa sortie 38 est amenée vers un circuit logique 39 compre- nant deux portes ET 40 et 41 Les autres entrées sont alimentées par les sorties 42 et 43 d'un flip-flop 44 qui bascule chaque fois que l'impulsion 27 est appliquée à son entrée 45 Par conséquent, le signal de commande Z 1 pour l'accouplement et le signal de commande Z 2 pour le frein peuvent être prélevés respectivement à la sortie de la porte ET 40 et à la sortie de la porte ET 41. A l'apparition de l'impulsion 27, le compteur 29 commence à compter jusqu'à ce que la valeur pré-réglée soit décomptée à la fin de la durée t 2, que ce soit en arrière de la valeur pré-réglée à zéro ou de zéro à la valeur pré-réglée Dès que le couplage est terminé, un signal de transmission X est délivré et celui-ci met le compteur 31 en marche avant Dès que le signal de déclen- chement B apparait, c'est-à-dire que l'impulsion 27 est terminée, le compteur 31 inverse son sens de marche en arrière et décompte à partir du chiffre atteint à ce moment-là en arrière jusqu'à 0 Ainsi, l'instant D est exactement fixé Un signal de libération Y est alors ap- pliqué au circuit logique 39 ou le flih-flop était préa- lablement pré-réglé au moyen de l'impulsion 27, de sorte que le dispositif de manoeuvre adéquat est chaque fois actionné, bien que les deux pistes de signaux 21 et 22 aient une configuration identique. Dans un exemple de réalisation, on a utilisé un disque 20 en aluminium anodisé noir L'angle a était de 450 Pour une durée de réaction t 1 = 19 ms et une vi- tesse de rotation de 300 tr/mn, il en est résulté une durée de déclenchement ta = 6 ms Pour une vitesse de ro- tation de 25 tr/mn, il en est résulté une durée de déclen- chement ta = 281 ms La fréquence d'impulsions de rythme était de 10 k Hz Le compteur 29 était constitué par un compteur décimal à trois décades et le compteur 31 Dar un compteur binaire à trois décades La résolution rela- tive au temps était de 0,1 ms. REVENDICATIONS 1 Procédé de commande d'un dispositif de ma- noeuvre tel qu'un accouplement ou frein pour un élément mobile susceptible d'être entraîné par un organe moteur dont la vitesse varie périodiquement et passe par zéro, la période étant produite par un générateur de signaux rotatif continu du type sur lequel la vitesse correspond à la fréquence périodique et un angle nul au passage par zéro de la vitesse et qui produit, dans une position rela- tive donnée, un signal de déclenchement pour actionner le dispositif de manoeuvre, caractérisé en ce -lue le signal de déclenchement (B) est produit dans une position rela- tive en avance de l'angle nul et déclenche une temporisa- tion (ta) diminuant avec la vitesse de rotation croissan- te dont la fin détermine un instant (D) situé indépendam- ment de la vitesse de rotation d'environ le temps de ré- ponse (t 1) du dispositif de manoeuvre ( 14, 16) en avant du passage par zéro de la vitesse ( 0) et qu'un signal de commande (Zi, Z 2) est délivré à la fin de cette tempori- sation. 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'un signal de référence (A), est produit dans une position relative qui est en avance sur l'angle nul de deux fois l'angle de déclenchement (a) et déclenche une durée constante (t 2) égale au temps de réponse (t 1), et que la différence de temps (A t) entre la fin (C) de cette durée et l'apparition du signal de déclenchement (B) est mesurée et finalement introduite comme temporisation (t a). 3 Dispositif de commande d'un dispositif de manoeuvre tel qu'un accouplement ou frein pour un élément mobile susceptible d'être entraîné par un organe moteur qui est déplacé périodiquement en sens contraire par un moteur par l'intermédiaire d'un mécanisme à manivelle ou analogue, le moteur comportant un générateur de signaux muni d'un disque rotatif avec des repères et avec un angle nul correspondant au passage par zéro de la vitesse de il l'organe moteur ainsi qu'un dispositif d'exploration asso- cié destiné à délivrer un signal de déclenchement, alors qu'un appareil de commande délivre un signal de commande indépendamment du signal de déclenchement, pour la mise en oeuvre du orocédé selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que le repère ("B") du disque ( 20) du générateur de signaux est décalé en avance par rapport à l'angle zéro ("O") d'un angle de déclenchement (a) et que l appareil de commande ( 18) comporte un premier élément ou relais ( 31) à déclencher par le signal de déclenchement (B) qui a une temporisation (ta) diminuant avec l'accrois- sement' de la vitesse de rotation et délivre à la fin le signal de commande (Z 1, Z 2). 4 Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'un deuxième repère ("A") du disque ( 20) du générateur de signaux destiné à délivrer un signal de référence (A) est décalé en avance par rapport à l'angle nul ("O") de deux fois l'angle de déclenchement (a) et que l'appareil de commande ( 18) comporte un deuxième élé- ment ou relais ( 29) à déclencher par le signal de réfé- rence (B) qui est conçu pour une durée constante (t 2) éga- le au temps de réponse (t 1) du dispositif de manoeuvre, et comporte un dispositif ( 31) de mesure de la différence de temps qui est déclenché par le deuxième relais ( 29) et arrêté par le signal de déclenchement (B), et que le nremier relais est relié au dispositif de mesure de la différence de temps de telle manière que la différence de temps mesurée (At) est utilisable comme temporisation (ta) 5 Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le premier relais et le dispositif de mesure de la différence de temps sont constitués Dar un compteur-décompteur ( 31) alimenté par des impulsions de rythme. 6 Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le deuxième relais est constitué Dar un compteur préréglable ( 29) alimenté par des impulsions de rythme. 7 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 3 à 6, caractérisé en ce que le disque ( 20) du générateur de signaux comporte une piste émettrice de signaux ( 21, 22) s'étendant dans le sens périphérique à partir du deuxième ("A") jusqu'au premier repère ("B"), et que le générateur de signaux ( 19) délivre, par consé- quent, à la sortie une impulsion ( 27) dont le flanc de montée forme le signal de référence (A) et le flanc arrière le signal de déclenchement (B). 8 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 5 à 7, caractérisé en ce que la sortie du générateur de signaux ( 19) est reliée à l'entrée de dé- marrage ( 28) du compteur pré-réglable ( 29) et l'entrée d'inversion ( 30) du compteur-décompteur ( 31), la sortie ( 36) du compteur pré-réglable ( 29) à l'entrée de démarrage ( 37) du compteur-décompteur ( 31) et sa sortie ( 38) à un circuit logique ( 39) destiné à délivrer le signal de commande (Zl Z 2) BM/CP D 82 13 866 - 15.11 82 -