Brevet FR2574544A1 — publié le 19860613

-- 1 -- DISPOSITIF DYNAMOMETRIQUE L'invention se rapporte à un dispositif dynamomé- trique constitué par un roulement comprenant des points de mesure disposés en différents endroits d'une bague de roulement pour déterminer l'extension du matériau, chaque point de mesure étant en particulier respectivement composé de deux jauges extensométriques placées à une distance l'une de l'autre correspondant à la moitié d'un arc de cercle déterminé par l'écart entre les éléments roulants. Un dispositif de mesure de ce type est connu entre autres par le brevet allemand 2 746 937. Dans ce brevet, on utilise un roulement dynamométrique dans lequel on me- sure l'extension du matériau sous charge par l'intermé- diaire des éléments roulants au moyen de jauges extenso- métriques placées en conséquence dans la zone de la charge principale des bagues du roulement. Comme on le sait déjà en général, les jauges extensométriques sont installées en pareil cas dans le sens périphérique de l'une des bagues du roulement, l'une dans la zone d'un élément roulant et une seconde exactement entre deux éléments roulants voisins. Les deux jauges extensométriques sont montées en un demi-pont et, grâce à cette disposition spéciale, engendrent sous charge un signal de sortie qui est deux fois plus élevé qu'avec l'emploi d'une seule jauge extensométrique. Cela est dû au fait que dans la zone de la charge de la bague du roulement, il se produit sous un élément roulant une extension du matériau et entre les éléments roulants une compression du matériau. Dans le demi-pont, la diminution de la valeur de la résistance de l'une des jauges extensométriques et l'augmentation dans l'autre provoquent un déplacement double du centre du pont. Un roulement dynamométrique ainsi constitué délivre une tension alternative d'une amplitude proportionnelle à la charge du roulement et d'une fréquence dépendant de la vitesse de rotation et du nombre d'éléments roulants. Ce mode de réalisation peut en principe être utilisé lors- 257454.4 - 2 - que le roulement dynamométrique tourne à une vitesse de rotation suffisamment élevée et que par conséquent des amplitudes de tension suffisamment nombreuses parvien- nent au système de mesure consécutif par unité de temps. En cas de petitesvitessesde rotation et par conséquent de faiblesfréquencesde passageset en particulier en cas de faibleschargesdu roulement dynamométrique, il se produit de grands intervalles de temps entre les différentes am- plitudes de tension,si bien que le système de mesure doit fonctionner avec une constante de temps d'intégration éle- vée. De ce fait, l'indication est très imprécise et sou- vent non reproductible. L'objet de l'invention est de mettre au point un dispositif de mesure du type précité qui permette d'obte- nir des mesures suffisamment exactes même en cas de fai- blesvitesse de rotation du roulement dynamométrique. de résultat est atteint par le fait que sur l'arc de cercle sont disposés au moins deux points de mesure qui sont rac- cordés par des amplificateurs et des redresseurs séparés à un additionneur. Avec deux points de mesure, le nombre des ampli- tudes de tension, par exemple pour une même vitesse de ro- tation, est doublé par unité de temps à la sortie du sys- tème de mesure de sorte que sa constante de temps d'intégra- tion peut avantageusement être réduite de moitié. La vi- tesse d'indication s'en trouve par ailleurs doublée, ce qui procure de grands avantages en cas de charge oscillant rapidement. Le second point de mesure est également cons- titué par une paire de jauges extensométriques qui sont montées en un demi-pont et qui sont disposées décalées dans le sens périphérique par rapport à la paire du pre- mier point de mesure. Les demi-ponts des deux points de mesure sont raccordés à des amplificateurs et redresseurs respectivement séparés. A la suite de ceux-ci, les signaux de mesure sont appliques A un additionneur dont le signal de sortie indique immédiatement la valeur de la chargepar exemple - 3 - sur un instrument à aiguille, Les éléments roulants inté- ressés passent tout d'abord sur le premier point de mesu- re puis, selon la distance du second point de mesure, sur celui-ci,si bien que les amplitudes de tensions des deux points de mesure se succèdent dans le temps et qu'il n'y a pas addition du niveau des tensions. Selon la grandeur des différentes jauges extensométriques,on peut également disposer plusieurs points de mesure, mais il est cependant avantageux de ne pas installer de jauges extensométriques s'étendant au- delà de l'arc défini par la distance entre les éléments roulants. On obtient des résultats particulièrement bons en installant les jauges dynamométriques étroitement ser- rées les unes contre les autres. Dans ce cas, avec une charge correspondante du roulement dynamométrique, on peut compter obtenir des intervalles aussi faibles cue possible entre les différentes amplitudes de tensions. Par ailleurs, en cas de jauges d'extensométriques de petites surfaces, il est possible de disposer un plus grand nombre de points de mesure sur l'arc disponible. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: - Zla figure 1 est une coupe transversale partiel- le d'un roulement dynamométrique comportant 3 points de mesure; - Za figure 2 est un schéma synoptique du dis- positif de mesure pour le roulement dynamométrique selon la figure 1. Dans la section, représentée à la figure 1, d'un roulement dynamométrique, la bague extérieure 1 et la ba- gue intérieure 2 sont représentées développées par souci de simplicité, c'est-à-dire ne sont pas représentées cour- bées en forme d'anneaux/mais étendues linéairement. Le roulement dynamométrique comprend la bague extérieure 1, - 4 - la bague intérieure 2 et les billes 3, 4 intercalées entre elles. La bague extérieure est munie d'une rainure péri- phérique 5 qui s'étend axialement dans la zone de la char- ge principale, c'est-à-dire axialement au milieu dans un roulement à billes normalement symétrique. Sur l'arc de cercle 6 compris entre deux billes 3, 4 sont disposées au total 6 jauges extensométriques 7, 8, 10, 11, 13, 14 se succédant dans le sens périphérique. Elles sont placées relativement serrées avec seulement un faible intervalle entre elles, presque toute la longueur de l'arc de cercle 6 étant utilisée et seulement la zone de charge de la deuxième bille 4 représentée au milieu étant dépourvue de jauge extensométrique. Dans la forme illustrée, la pre- mière jauge extensométrique 7 se situe dans la zone de charge de la première bille 3 représentée à droite et est allongée par la charge exercée par cette bille 3 et la déformation élastique qui en résulte du matériau de la bague extérieure 1 en cet endroit. Une deuxième jauge extensométrique 8 coopère avec la première et est exac- tement installée entre les deux billes 3, 4 à une distance correspondant à la moitié de l'arc de cercle 6. Ces deux jauges extensométriques 7, 8 sont montées en un demi-pont non représenté en détail et constituent un premier point de mesure 9, la tension correspondante du pont étant formée par l'allongement de la première jauge extensométrique 7 et compression de la seconde 8. Plus loin se rattache une paire de deux autres jauges extensométriques 10, 11 disposées à la même distance et constituant le deuxième point de mesure 12. Une troisième paire de jauges extenso- métriques 13, 14 forme de façon analogue le troisième point de mesure 15. Lorsque la première bille 3 représentée à droite roule par rapport à la bague extérieure 1 dans le sens périphérique, elle passe presque tout de suite sur la jauge extensométrique 10 du deuxième point de mesure 12, puis surla jauge extensOiétrique 13 du troisième - point de mesure 15. Au cours de ces passages successifs, les demi-ponts de chaque point de mesure 9, 12, 15 forment les uns après les autres des amplitudes de tensions par exemple positives qui ne présentent qu'un faible écart latéral les unes par rapport aux autres. Après cela, cette première bille 3 passe sur les deuxièmes jauges extensométriaues 8, 11, 14 de chaque point de mesure ou demi-pont et, à l'inverse des amplitudes de tensions positives mentionnées ci-dessus, ce sont maintenant des amplitudes de tensions négatives qui sont formées. Leur polarité est cependant changée par redressement, sibien au'on obtient une tension continue d'amplitudes pulsa- toires à faible intervalle de temps.En continuant de rouler, la première bille 3 passe en quelque sorte sur un endroit vide 16 qui correspond à la deuxième bille 4 représentée au milieu. Au même moment, une bille suivante non représentée franchit la zone de la première jauge extensométrique 7 et le processus décrit ci-dessus se répète. De cette façon, chaque bille au cours d'une seule rotation dans le roulement dynamométrique produit au total 6 amplitudes de tensions. A la figure 2, on a représenté sous forme de schéma synoptique la partie électronique du dispositif de mesure selon l'invention. Pour les trois points de mesure séparés 9, 12, 15, on a prévu trois canaux de mesure identiques séparés les uns des autres. Ils sont respec- tivement constitués par le demi-pont 17 appartenant au point de mesure à chaque fois considéré et par deux jauges extensométriques, un amplificateur 18 et un redresseur 19. Les trois tensions mesurées sont appliquées à un additionneur 20 à la sortie duquel on obtient la séquence dans le temps des différentes amplitudes de tensions à titre d'indication ou pour un autre traitement ultérieur. -6- REVENDICATIONS 1.- Dispositif dynamométrique constitué par un roulement comprenant des points de mesure (9, 12, 15) disposés en différents endroits d'une bague de roulement (1) pour déterminer l'extension du matériau, chaque point de mesure (9, 12, 15) étant en particuliet res- pectivement composé de deux jauges extensométriques (7, 8, 10, 11, 13, 14) placées à une distance l'une de l'autre correspondant à la moitié d'un arc de cercle (6) déterminé par l'écart entre les éléments roulants (3, 4) , caractérisé par le fait que sur l'arc de cercle (6) sont disposés au moins deux points de mesure (9, 12, 15) qui sont raccordés par des amplificateurs (18) et des redresseurs (19) séparés à un additionneur (20). 2.- Dispositif dynamomérique selon la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que les jauges extensométriques (7, 8, 10, 11, 13, 14) sont disposées étroitement serrées les unes contre les autres.