Brevet FR2531660A1 — publié le 19840217

L'invention part d'une commande a genouillère, pour presses, machines et appareils analogues, dont les éléments sont relies entre eux et aux autres organes par des axes d'articulation. Il est souvent nécessaire, avec de telles commandes, de limiter les efforts susceptibles d'etre,exerces par la commande sur les pièces à commander, par exemple sur les outils dans les presses ou sur les parties de moules dans les machines mouler par injection. Un des moyens appliqués jusqu' présent pour obtenir cette limitation utilise des jauges de contrainte pour mesurer la deformation élastique de tirants ou de colonnes de guidage ou de pièces analogues des machines. L'information qui en est tiree, sous forme d'un courant electrique, agit sur la commande. Ce procédé est toutefois compliqué et sujet aux dérangements. Selon l'invention - qui vise notamment a éviter cet inconvénient - une commande genouillère telle que définie plus haut est caractérisée en ce que l'un au moins des axes forme en meme temps un capteur magneto electrique-sensible a la deformation élastique, dans lequel est ménagée une cavité qui contient un noyau magnétique portant au moins une bobine. Une commande à genouillère incorporant un tel capteur a notamment l'avantage, par rapport a ltétat de la technique, que les efforts développes peuvent être mesurés de façon particulièrement simple et élégante et qu des pièces supplémentaires ne sont pratiquement pas nécessaires. D'autres car & téristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'une commande a genouillère; - la figure 2 est une vue en plan de cette commande; - la figure 3 est une coupe axiale a plus grande échelle d'un axe dynamométrique selon l'invention, incorpore dans la commande des, figures 1 et 2, - la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 3; et - les figures 5 et 6 sont des représentations schématiques servant à expliquer le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une genouillère dont les deux déments 10 et 11 sont relies l'un à l'autre par un axe 12 sur lequel est articulée également la bielle d'attaque 13 de la commande à genouillère. L'autre extrémité de ltelément 10 est arti culee par un axe 14 sur un support 17 solidaire du bâti d'une machine à mouler par injection. L'axe d'articulation 14 forme en même temps un axe dynamométrique; il est monte dans un trou 16 du support 17 et il est ajusté par une extrémité dans un trou 15 de l'élément 10 de la genouillère. L'élément Il de la genouillère est articulé par un axe 19 sur un support 20 solidaire d'une pièce de fermeture de moule 21, laquelle coopère avec un contre-moule 22. Il peut s'agir par exemple d'une machine à mouler par injection de matières plastiques, dans laquelle la commande à genouillère est utilisée pour maintenir le moule fermé contre la pression d'injection. Afin de menager le moule, l'effort de verrouillage ne doit pas etre inutilement eleve. Lorsque l'effort de fermeture est mesure, un dispositif de reglage permet d'ajuster l'effort exerce par la commande à genouillère à une valeur de consigne prefixee. Cela s'effectue ici à l'aide de l'axe dynamometrique 14 qui est decrit en detail ci-après en référence aux figures 3 à 6. L'axe 14 presente un alesage longitudinal central 24 qui le traverse de part en part et l'une de ses extremites porte un collet 25 situe à l'exterieur. L'alésage 24 contient un portebobines 26 avec deux portees 27 qui servent à son guidage dans l'alesage. Un noyau magnetique 28 ayant la forme de la lettre E est fixe sur ltextremité~du porte-bobines 26 faisant le plus saillie à l'interieur de l'alesage à partir du collet. Le milieu de ce noyau est situe à peu près dans le plan de separation du support 17 et de l'element 10 de la genouillère, à l'endroit ob la contrainte de cisaillement dans l'axe 14 est la plus elevee. Les deux branches exterieures 29, 30 du noyau 28, situees dans le même plan transversal à ce plan de separation, portent deux bobines secondaires 31, 32. La branche mediane 33 du noyau en E est recourbée dans un plan à 900 de celui contenant les branches exterieures. Cette branche mediane porte une bobine primaire 34. Le noyau 28 est dispose de manière que les extremites des branches 29, 30, 33 soient situés aussi près que possible de la paroi de l'alésage 24. L'alésage est fermé par un disque de recouvrement 35 du côté du collet 25. Dans ce disque est montée une vis de réglage 36, dont l'extrémité libre est vissée dans le porte-bobines 26 et au moyen de laquelle ce dernier peut être déplacé axialement. Pour que le porte-bobines 26, reste a la position angulaire voulue l'intérieux de l'axe 14, le disque de recouvrement 35 porte en outre une tige guide 37, laquelle traverse un évidement de la portée avant 27 du porte-bobines 26.Les connexions électriques pour la bobine primaire 34 et les bobines secondaires 31, 32 passent à l'extérieur å travers le porte-bobines 26 et ne sont pas représentées. Le porte-bobines 26 est positionné angulairement dans l'axe 14 de manière' que ce dernier soit sollicité, en cisaillement (traction et compression), sensiblement suivant la ligne 38 (voir figure 4) par rapport au capteur.Lorsque le porte-bobines 26 est ainsi positionne axialement et angulairement, les lignes de flux magnétique passent par une portion de l'axe 14 où la contrainte de cisaillement est élevée et la contrainte de flexion faible et où les contraintes de cisaillement 62, 63 (figure 5)faisant un angle de 450 avec l'axe géométrique de l'axe d'articulation 14 possèdent la relation et produisent les effets décrits ci-aprbs avec les lignes du champ magnetique. Il est préférable que l'axe 14 soit fait d'un matériau magnétique doux (acier) pour que l'effet '#magnéto-élastique" obtenu soit maximal. La bobine primaire 34 est alimentée avec une tension alternative constante. Les deux bobines secondaires extérieures 31, 32 produisent une tension de mesure. Les bobines secondaires sont branchées de manière que les tensions fournies par elles permettent une mesure stable, selon la méthode de mesure différentielle cohnue. Comme représente plus en détail sur les figures 5 et 6, des lignes de flux magnétique 60 s'établissent entre les branches 29 et 33 et des lignes de flux magnétique 61 s'établissent entre les branches 30 et 33. Dans la zone de ces lignes de flux magnétique, le matériau de l'axe d'articulation présente, -en raison de la sollicitation au cisaillement de l'axe, une contrainte de traction 62 entre les branches 29 et 33 et une contrainte de compression 63 entre les branches 30 et 33. Lorsque le sens de la contrainte de cisaillement est inversé, les contraintes de traction et de compression sont également inversées, ce qui produit aussi le changement de signe du signal électrique.En raison de la "magnéto-élasticité" du matériau, la perméabilité magnétique de l'axe 14 est accrue dans la région de la contrainte de traction 62, tandis que la permeabilite dans la région de la contrainte de compression 62 diminue. Il en résulte un changement dans le couplage entre la bobine primaire 34 et les bobines secondaires 31, 32, se manifestant par un changement de la tension - proportionnelle à la contrainte - utilisée pour le reglage des efforts exercés par la commande à genouillère. A l'aide de la vis 36 et de la tige guide 37 portées par le disque de recouvrement 35, le noyau magnétique 28 peut être positionné et maintenu axialement et angulairement de manière que la bissectrice 64 entre la branche médiane 33 et une branche extérieure 29 soit essentiellement perpendiculaire à la ligne 38 d'action des efforts (figure 4). De cette manière, les lignes de flux eagné- tique 60, 61 passent par une portion de l'axe 14 où l'influence de la contrainte de cisaillement est maximale et l'influence de la contrainte de flexion est négligeable, c'est-à-dire dans la zone neutre N. La disposition du noyau magnétique 28 avec ses bobines à l'intérieur de l'axe est également en faveur de l'obtention d'un signal fort parce que la contrainte de cisaillement augmente de l'exterieur vers l'intérieur dans une paroi tubulaire, comme indiqué schématiquement par les flèches 65 sur la figure 6. Il est possible aussi d'utiliser un noyau magnétique en forme de barreau pour la bobine primaire 34 et un noyau secondaire en U avec les branches 29 et 30 pour les bobines secondaires; le noyau en barreau pour la bobine primaire peut alors être disposé diamétralement dans l'alésage 24 et ne pas etre relié au noyau secondaire. Comme déjà indiqué, les tensions prélevées sur les bobines secondaires sont utilisées pour limiter les efforts susceptibles d'être développés par la commande a genouillère. REVENDICATIONS 1. Commande à genouillère, pour presses, machines et appareils analogues, dont les élements sont reliés entre eux et aux autres organes par des axes d'articulation, carac#érisée en ce que l'un au moins des axes (14) forme en même temps un capteur magneto lectrique sensible à la déformation élastique de l'axe, dans lequel est ménagée une cavité (24) qui contient un noyau magnétique (28) portant au moins une bobine (31 a 34). 2. Commande selon la revendication 1, où le noyau magnétique possède des branches (29 30, 33) qui portent une bobine primaire (34) et au moins une bobine secondaire (31, 32) et qui forment entre elles un angle, en particulier un angle droit, dont la bissectrice (64) est au moins a peu près perpendiculaire à la direction d'action (38) des efforts. 3. Commande selon la revendication l ou 2 où le-noyau magnétique (28) présente deux branches (29, 30) qui portent des bobines secondaires (31, 32) et permettent de. travailler selon la méthode de mesure différentielle. 4. Commande selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, où le noyau magnétique (28) est disposé réglable axialement dans la cavité (24) de l'axe d'articulation (14). 5. Commande selon la revendication 4, où le noyau magnétique est disposé réglable angulairement dans la cavité. 6. Commande selon l'une quelconque des revendications I à 5, où l'axe d'articulation (14) est en matériau magnétique doux. 7. Commande selon l'une quelconque des revendications 1 a 63 où l'axe (14) formant le capteur sert d'axe d'articulation entre l'un (10) des éléments de la genouillère et un support (17) solidaire du bâti de la machine ou de l'appareil. 8 Commande selon lune quelconque des revendications la 7, où le noyau magnétique (28) est disposé a peu près dans le plan de séparation entre l'un (10) des éléments de la genouillère et un élément (17) sur lequel il est articulé par ledit axe (14).