Brevet FR2590989A1 — publié le 19870605

La présente invention a trait à un dispositif permettant de détecter et de mesurer électriquement la vitesse d'un axe tournant, sans contact ni accouplement. I1 existe certains dispositifs permettant de mesurer électriquement la vitesse d'un axe tournant, ils sont . soit à entrainement mécanique tels que dynamos ou alternateurs tachymétriques et présentant les inconvénients d'un manque de fiabilité dû à l'accouplement des axes. . soit à capteurs de proximité (rep.l) montés au dessus d'une roue dentée métallique existante telle que pignon d'engrenage, ou au dessus d'une roue dite phonique (rep. 2) spécialement usinée et montée sur l'axe dont on veut mesurer la vitesse (FIGURE 1). L'usinage d'une telle roue dentée (rep.2) ou d'un disque cranté en acier (rep.3) est une opération coûteuse et conduit à un dispositif lourd. La présente invention concerne un système simple, léger, économique composé d'une couronne ou d'un tambour en alliage amagnétique ou en plastique (rep. 4)à la périphérie duquel ont été insérés par moulage des barreaux ou plaquettes métalliques(rep. 5). Le nombre comme la forme et la section de ces plaquettes peuvent hêtre quelconques. Une telle couronne ou tambour(rep. 4)peut-être monté sur l'axe dont on veut mesurer la vitesse de rotation devant un capteur(rep. 1) approprié de façon a ce que le déplacement des masses métalliques(rep. 5) devant le capteur (rep. l)engendre un signal électrique représentant la dite vitesse de rotation. Le gain de poids sera assez important et le coût très nettement réduit par rapport à une roue entièrement en acier taillée(rep. 2), permettant d'étendre ce dispositif de mesure à de nombreux équipements. Les capteurs(rep. l)disposés convenablement par rapport aux plaquettes métalliques(rep. Set avec un entrefer donné, pourront être de différents types. A titre d'exemple, non limitatif, ils seront constitués de . 1 circuit magnétique en U composé d'un ou plusieurs aimants permanents (rep. 6) . 1 ou plusieurs solénoldes entourant une branche du circuit en U(rep. FIGURE 3). Le passage des plaquettes métalliques(rep. 5) devant les extrémités des masses polaires(rep. 7)provoquera une variation de réluctance qui engendrera un courant dans le so.lenoide(rep. 8)avec une force électromotrice de la forme e (t) = f (d) dt ou e est la force électromotrice engendrée le flux à un instant donné. La fréquence de ce signal sera rigoureseument proportionnelle à la vitesse de succession des plaquettes metalliques(rep. 5)devant le capteur(rep. 1) donc à la vitesse de rotation de l'axe où est montée la roue. Pour une vitesse donnée, la valeur de cette fréquence dépendra du nombre de plaquettes métalliques(rep. 5)insérées dans la couronne ou le tambour(rep. 4) monté sur l'axe. La valeur de la tension sera fonction de l'entrefer existant par construction entre les plaquettes métalliques(rep. 5)et le sommet des masses polaires(rep. 7)du capteur. Le signal délivré par le capteur sera traité par une carte d'intégration électronique qui sera capable d'afficher la vitesse de l'axe tournant à partir de la fréquence du signal et d'assurer tous les automatismes dépendants de la vitesse tels que régulation, détection de sur-vitesse, de patinage, d'enrayage dispositif de fermeture ou d'ouverture automatique des portes de matériel roulan ferroviaire, etc... Une variante du dispositif consiste à remplacer au niveau de la roue (rep. 4)les plaquettes métalliques(rep. 5) noyées dans l'alliage ou le plastique par des aimants permanents(rep. 9)pour obtenir un dispositif de détection de vitesse semblable. Dans ce cas, le capteur(rep. lO)se trouvera d'autant simplifié puisqu'il ne comportera pas d'aimant permanent. La variation de réluctance sera obtenue par le passage de l'aimant(rep. 5) devant le circuit fer du capteur. (FIGURE 4). Dans le cas de la mesure de vitesse d'une rotation de type "roue folle" sur un axe fixe, le capteur pourra être disposé én bout d'axe(rep. ll)et la couronne(rep. 4)montée solidaire de la partie tournante avec les plaquettes métalliques(rep. 5)ou les barreaux aimantés(rep. 9)disposés intérieurement pour obtenir un dispositif de mesure de principe semblable, (FIGURE 5) Les dessins annexés illustrent l'invention. Les figures lA et 1B représentent deux possibilités de montage d'un capteur (rep. 1) sur des roues dentées traditionnelles (rep. 2 et rep.3). La figure 2 représente le montage du capteur (rep. 1) intérieurement et extérieurement à la roue(rep.4)à plaquettes métalliques mouléesSrep. 3). La figure 3 illustre le principe d'un capteur magnétique à variation de réluctance avec repère 6 : l'aimant permanent repère 7 : les masses polaires repère 8 : le (ou les) solénolde La figure 4 représente la variation d'exécution de l'ensemble capteurroue avec les aimants permanents(rep. 9)moulés en périphérie de la roue (rep. 4)et le capteur(rep. l0)constitué d'un simple circuit en U en acier entouré d'un ou plusieurs solénoldes. La figure 5 représente le montage de deux capteurs tête-bêche (rep. 1) sur un axe fixe(rep. ll)ayec la roue phonique(rep. 4)solidaire d'une roue folle. Ce dispositif est particulièrement destiné aux mesures de vitesse d'essieu moteur ou porteur dans le domaine des engins roulants ferroviaires, des chars de combats, des machineries d'ascenseur, des escaliers mécaniques, des groupes électrogènes. Bien entendu ces exemples ne sont pas limitatifs. REVENDICATIONS 1) Dispositif de détection de vitesse auto-générateur de proximité caracterisé en ce qu'il comporte une roue (rep. 4) réalisée en alliage amagnétique dans laquelle sont noyées par moulage des plaquettes métalliques en acier (rep. 5), montée sur l'axe tournant devant un capteur de proximité à variation de réluctance (rep. 1). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les plaquettes métalliques (rep. 5) sont moulées à la péri phérie extérieure ou la périphérie intérieure de la roue en alliage (rep. 4). Le capteur (rep. 1) étant bien entendu monté du côté des plaquettes. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la roue (rep. 4) est montée sue une roue folle et le capteur.(rep. 1) sur un axe fixe. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les plaquettes métalliques usinées (rep. 5) sont remplacées par des aimants permanents (rep. 9! et le capteur (rep. 10) ne contient qu'un circuit fer passif magnétiquement. 5) Dispositif selon les revendi cations 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que l'alliage amagnétique de moulage des plaquettes est en matière plastique injectable ou montable à froid. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que plusieurs solénoldes (rep. 8) sont montés de manière indépendante autour du circuit magnétique du capteur (rep. 1).