Brevet FR2528173A1 — publié le 19831209

Cassette de mesure du couple de rotation sur les arbres de mandrins d'appareils à cassette" La présente invention concerne une cassette de mesure servant à mesurer le couple sur les arbres de man- drins d'appareils à cassette,pourvue de noyaux de bobines entre les-quels une bande de mesure d'enregistrement guidée selon un trajet normal peut être enroulée dans un sens ou dans l'autre, les deux noyaux de bobines étant formés d'une douille d'entraînement pouvant être montée positivement sur l'arbre de mandrin et d'une bobine d'enroulement montée à ro- tation sur la douille d'entraînement et précontrainte élastiquement par rapport à celle-ci. Une cassette de mesure de ce type est décrite dam la demamàedè)reta Ulmandpubliéesi lei 2110400 Chaque dculed'enta- nement est, dans ce cas, pourvue d'un index et la bobine associée d'une échelle de mesure En l'absence de toute charge, l'index et l'échelle sont dans leur position zéro. Cependant, si un des mandrins d'enrculoemit est entraîné, la douille d'entraînement et la bobine tournent l'une par rap- port à l'autre dans une mesure correspondant au couple de rotation qui s'exerce entre elles et le couple de rotation appliqué peut être lu sur l'échelle L'inconvénient de cette structure est que la cassette doit toujours être bien dis- posée dans le champ de vision de l'utilisateur Il n'est pas possible d'effectuer la mesure dans un tiroir à cassette clos et de transmettre cette mesure afin de l'afficher sur un appareil de mesure. L'invention a pour but de procurer une cassette de mesure au moyen de laquelle il soit possible d'effectuer la lecture de la valeur dans l'espace indépendamment de l'endroit de mesure ou de la cassette de mesure pour rendre possible un affichage dynamique du couple de rotation même pour des appareils dans lesquels les mandrins d'enroulement ne sont pas accessibles de l'extérieur. Ce but de l'invention est réalisé par le fait que: la douille d'entraînement porte un disque indicateur et la bobine d'enrouleoent chevauche le disque indicateur au moyen d'une plage circulaire, le disque indicateur est pourvu sur sa face tournée -vers la bobine d'enimlement d'une couronne de segments indica- teurs qui se succèdent en série et auxquels sont asso- ciées des fenêtres prévues dans la plage circulaire de la bobine d'enroulement, un dispositif de lecture détermine le décalage réciproque des segments indicateurs et des fenêtres. A l'aide du dispositif de lecture il est possible de lire par voie optoélectrique le décalage réciproque des fenêtres et des segments indicateurs et de le transmettre à un appareil d'exploitation électrique La mesure peut aussi être effectuée sans que la cassette de mesure soit optiquement visible et les valeurs mesurées peuvent être distinctement lues et éventuellement affichées sur un appa- reil de mesure. Selon une autre réalisation de l'invention, il est prévu que la bobine et la douille d'entraînement puissent être déplacées l'une par rapport à l'autre à par- tir d'une position relative zéro dans les deux sens à l'en- contre de forces de rappel élastiques A cet effet, des ressorts agissent sur la périphérie de la douille d'en- trainement, ces ressorts étant reliés à la bobine d'enrou- Ixmtet agissant en sens opposés Il devient ainsi possible de mesurer des couples de rotation non seulement, comme c'est le cas jusqu'à présent, dans un sens au moyen d'un ressort spiral mais aussi dans les deux sens Ceci est particulièrement important pour les mesures effectuées sur des arbres de mandrins d'appareils fonctionnant en marche avant et en marche arrière (fonctionnement réversible). Selon une autre réalisation de l'invention, une barrière lumineuse à réflexion est montée sur le boîtier de la cassette de mesure, les éléments de mesure de cette bar- rière étant orientés vers les fenêtres et les segments in- dicateurs Une barrière lumineuse à réflexion est à même d'émettre de la lumière au moyen de diodes électrolumi- nescentes et de recevoir la lumière réfléchie sur un photo- transistor En fonction de la quantité de lumière réfléchie, il est possible de transformer les valeurs mesurées en des impulsions non-oui électroniques. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ciaprès avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en plan d'une cassette de mesure servant à lire électriquement des couples de rota- tion, la paroi de couvercle étant pour partie arrachée; la Fig 2 est une vue en coupe de la cassette de mesure suivant la ligne Il-II de la Fig 1; les Fig 3 a et ha illustrent les décalages réci- proques de la douille d'entraînement et de la bobine qui se produisent lors de la mesure de couples de rotation; les Fig 3 b et 4 b illustrent les durées d'impul- sions exploitables que l'on obtient respectivement lors de la mesure d'un couple de rotation important et d'un couple faible; la Fig 5 illustre un exemple de réalisation utile pour mesurer des couples de rotation dans les deux sens. La cassette de mesure présente un boîtier 1 dans l'ensemble classique dans lequel sont montés deux noyaux de bobines 3 entre lesquels une bande magnétique 5 peut être enroulée dans un sens et dans l'autre suivant un trajet courant passant par des galets de renvoi 7 et en regard d'un feutre presseur 9. Une petite quantité de bande d'enregistrement est enroulée sur les noyaux de bobines La longueur de la bande est telle que l'on obtienne un temps de défilement et ainsi un temps de mesure d'environ 1 minute. Chaque noyau de bobine est divisé en une douille d'entraînement 11 et une bobine d'enro Ulement 13 qui est mon- tée de manière à pouvoir tourner sur la douille d'entraîne- ment 11, par exemple au moyen d'un roulement à billes 15. Un ressort spiral 17 est monté entre la douiile *;' t 1 i - ment 11 et la bobine d'enroulemrt 13 et précontraint la douille d'entraînement 11 et la bobine d'enroulement 13 élastiquement l'une par rapport à l'autre. La douille d'entraînement 11 porte un disque indicateur 19 et la bobine d'enroulenmxt 13 est pourvue d'une plage circulaire 21 qui chevauche le disque indicateur 19. Des segments indicateurs 23 sont prévus sur le disque indicateur 19 et ce, du côté tourné vers la plage circulaire 21 Les segments indicateurs 23 forment une couronne de segments qui se succèdent en série Les segments indicateurs 23 sont non réfléchissants, tandis que les espaces intermédiaires de la couronne sont réfléchissants. Dans la plage circulaire 21 de la bobine d' enrou- emet 13 sont prévues des fenêtres 25 qui, dans la position zéro du disque indicateur 19 et de la plage circulaire 21, chevauchent complètement les segments indicateurs 23 Dans la position zéro, les segments indicateurs 23 et les fe- nêtres 25 coïncident exactement de sorte qu'aucune lumière n'est réfléchie car les espaces intermédiaires réfléchis- sants sont complètement recouverts. Une barrière lumineuse à réflexion 27 est prévue du côté de la plage circulaire 21 tourné vers le disque indicateur 19 Cette barrière lumineuse à réflexion 27 projette, dans le sens d'une flèche 29 et à travers les fenêtres 25, de la lumière sur le disque indicateur 19 à partir duquel cette lumière est réfléchie dans le sens d'une flèche 31 lorsque des parties réfléchissantes sont présentes et est à nouveau reçue par la barrière lumi- neuse à réflexion Le transfert des signaux de mesure de la barrière lumineuse à réflexion 27 à un appareil d'exploi- tation et d'affichage des mesures s'effectue par l'inter- médiaire de câbles 33 Dans ce circuit d'exploitation qui suit, les quantités de lumière réfléchie peuvent être trans- formées en une impulsion non-oui électronique Etant donné que la durée des impulsions est proportionnelle au couple, le circuit peut produire une valeur de mesure électrique. Des circuits électriques qui sont à même de re- présenter les durées relatives des impulsions indépendam- ment de la fréquence (et donc de la vitesse de rotation de la bobine) sont connus et peuvent être utilisés ici de n'importe quelle façon voulue. Dans la vue de la Fig 1, les segments indica- teurs 23 et les fenêtres 25 se chevauchent parce que la douille d'entraînement et la bobine d'envidage se trouvent dans leur position zéro Un signal de couple de rotation zéro est, dans ce cas, détecté par la barrière lumineuse à réflexion La Fig 3 montre à présent la manière selon la- quelle les conditions varient lorsque le mandrin d Oenroulement ia entrane la douille d'entraînement 11 et que la bande d'enregistrement 5 ne suit pas librement à cause d'un freinage à l'intérieur de la cassette, de sorte qu'un couple de rotation s'établit entre la douille d'entraînement 11 et la bobine d'enroulement 13 Si les segments indicateurs 23 et les fenêtres 25, comme le montre la Fig 3 a, sont très fortement décalés l'un par rapport à l'autre, cela signifie que le mandrin d'enoulement exerce un couple de rotation im- portant sur la bobine d'enroulement Etant donné que les seg- ments indicateurs 23 sont non réfléchissants et que les autres surfaces du disque indicateur réfléchissent par con- tre la lumière, le décalage illustré sur la Fig 3 a provoque une forte réflexion Ceci signifie que l'on obtient des im- pulsions larges ou longues 35 comme l'indique la courbe de réflexion (Fig 3 b) exploitée, convertie en impulsions. Si des zones plus étendues des negments indica- teurs non réfléchissants 23 et des zones réfléchissantes 37 plus petites du reste du disque apparaissent dans les fe- nêtres 25, cela signifie que le couple de rotation est plus faible La Fig 4 b montre, lors de l'exploitation de ces mesures de réflexion, que les impulsions 39 sont nettement plus courtes que les parties 41 exemptes d'impulsions. La Fig 5 illustre une variante du noyau de bobine au moyen duquel il est possible de mesurer des couples de rotation dans les deux sens de la rotation Un doigt 45 est, dans ce cas, prévu sur la périphérie extérieure 43 de la douille d'entraînement 1 l'et des ressorts de traction 47 agissent sur ce doigt en sens onposés Les ressorts de traction 47 sont reliés en sens opposés à la bobine d'en- ouilmert 13 ' Il est ainsi possible que la douille d'entrai- nement 11 ' tourne par rapport à la bobi:e d'enruulement 13 ', dans le sens d'une flèche à deux têtes 49 Cette possibili- té de rotation permet également d'utiliser la cassette pour mesurer des couples de rotation sur des mandrins d'en- rculementd'appareils à cassette fonctionnant dans les deux sens. REVENDICATIONS 1 Cassette de mesure du couple de rotation sur les arbres de mandrins d'appareils à cas- sette, pourvue de noyaux de bobines entre lesquels une bande de mesure d'enregistrement guidée selon un trajet normal peut être enrculje dans un sens ou dans l'autre, les deux noyaux de bobines étant formés d'une douille d'en- traînement pouvant être montée positivement sur l'arbre de mandrin et d'une bobine d'enroulement montée à rotation sur la douille d'entraînement et précontrainte élastiquement par rapport à celle-ci, caractérisée en ce que: la douille d'entraînement porte un disque indicateur et la bobine d'enruelem&nt chevauche le disque indicateur au moyen d'une plage circulaire, le disque indicateur est pourvu sur sa face tournée vers la bobine d'enrculement d'une couronne de segments indica- teurs qui se succèdent en série et auxquels sont asso- ciées des fenêtres prévues dans la plage circulaire de la bobine d'enroulement, un dispositif de lecture détermine le décalage réciproque des segments indicateurs et des fenêtres. 2 Cassette de mesure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la bobine et la douille d'entraîne- ment peuvent être décalées l'une par rapport à l'autre à partir d'une position réciproque zéro dans les deux sens à l'encontre de forces de rappel élastiques. 3 Cassette de mesure suivant la revendication 2, caractérisée en ce que des ressorts agissent sur la péri- phérie de la douille d'entraînement et sont reliés à la bobine d'envidage de manière à agir en sens opposés. 4 Cassette de mesure suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une barrière lumineuse à réflexion est montée sur le boîtier de la cassette de mesure, les éléments de mesure de cette barrière étant orientés vers les fenêtres et les segments indicateurs.