Brevet FR2677097A1 — publié le 19921204

L'objet de l'invention est de créer un entraînement à courroie crantée, dans lequel le couple existant pour une charge d'entraînement variable peut être détecté et ainsi être contrôlé et régulé, et ce par des moyens simples et de manière optimale, en fonction des éléments coopérants de l'entraînement à courroie, c'est-à-dire la poulie d'entraînement, la poulie réceptrice et la courroie crantée. Cet objet est selon l'invention atteint par un entraînement à courroie crantée avec une poulie d'entraînement, une poulie réceptrice et une courroie crantée s'enroulant sans fin autour des deux poulies, caractérisé par une mesure de couple qui utilise la dépendance de la variation de la vitesse de rotation, et du rapport de transmission qui en résulte, apparaissant lorsque la charge appliquée sur la poulie d'entraînement est modifiée, suite à la modification de la profondeur de pénétration de la courroie crantée dans la gorge de la poulie d'entraînement ou réceptrice et qui est associée à un couple prédéterminé et étalonné sous charge nulle ou pour une mise en charge connue de l'entraînement à courroie crantée, tandis que les différences entre les deux rapports de transmission fournissent la mesure du couple effectif. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour la mesure du couple, a) un détecteur de vitesse de rotation détectant en permanence la vitesse de rotation des poulies est chaque fois associé à la poulie d'entraînement et à la poulie réceptrice, b) -les deux détecteurs de vitesse de rotation sont reliés à une commande électronique calculant, à partir des vitesses de rotation transmises, le rapport de transmission entre la poulie d'entraînement et la poulie réceptrice, c) un dispositif d'étalonnage associant un rapport de transmission prédéterminé à un couple défini, est raccordé à la commande électronique, et d) la commande électronique est reliée à un dispositif électronique d'exploitation. L'entraînement à courroie crantée selon l'invention est équipé d'un système de mesure du couple, qui utilise la profondeur d'enfoncement de la courroie crantée dans la gorge pour courroie crantée de la poulie d'entraînement et de la poulie réceptrice, profondeur qui jusqu'à ce jour était souvent considérée comme un glissement et n'était pas prise en compte, ainsi que le rapport de transmission variable qui en découle, p et qui à partir de ce rapport et en fonction de la charge appliquée sur la poulie d'entraînement compare en permanence, dans un circuit électronique, le rapport de transmission variable avec un couple prédéterminé, évalue les différences apparaissant dans le couple variable et détermine chaque couple effectif. Il est ainsi possible de manière simple et sûre de contrôler et de réguler le couple; simultanément, les perturbations, les surcharges, l'usure et similaires peuvent ainsi être détectées et immédiatement corrigées, pour les machines et appareils à entraîner les plus divers, comme machines agricoles, machines industrielles et similaires. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué ci-dessous plus en détail à l'aide des dessins Dans ces dessins: la figure 1 est une vue latérale d'un entraînement à courroie crantée avec représentation schématique d'un dispositif de mesure du couple, la figure 2 est une vue latérale de la poulie d'entraînement, de la poulie réceptrice et de la courroie crantée de l'entraînement, la courroie crantée étant représentée hachurée et enfoncée à différentes profondeurs dans les gorges des deux poulies, la figure 3 est un diagramme d'une mesure de couple. L'entraînement à courroie crantée présente une poulie d'entraînement 1 entraînée par un moteur, et une poulie réceptrice 2, autour desquelles une courroie crantée 3 tourne sans fin. Sur chacune des poulies d'entraînement 1 et réceptrice 2 est installé un compte-tours, et en particulier un détecteur de vitesse de rotation 4, 5 Les deux détecteurs 4, 5 sont chacun reliés par une ligne de commande 6, 7 à une commande électronique 8, qui transforme en un rapport de transmission les vitesses de rotation des deux poulies 1, 2, transmises par les détecteurs 4, 5. La commande électronique 8 alimentée en tension est reliée par une ligne de commande 9 à un dispositif d'étalonnage 10 qui associe le rapport de transmission transmis à un couple connu Le dispositif de commande 8 est en outre accouplé par l'intermédiaire d'une ligne de liaison 13 à un dispositif électronique d'exploitation 14, qui peut être un affichage, un dispositif de régulation ou similaire. Les deux détecteurs de vitesse de rotation 4, 5 réalisent avec la commande (système électronique) 8 et l'étalonnage 10 une mesure du couple qui provient de la profondeur plus ou moins importante à laquelle s'enfonce la courroie 3 dans les gorges pour courroie crantée 1 a, 2 a des deux poulies 1, 2, et qui se déroule de la manière décrite ci-dessous. Du côté entraînement de l'entraînement à courroie crantée, la charge variable appliquée sur la poulie d'entraînement 1 dans la direction du déplacement L de la courroie 3 fait s'enfoncer la courroie crantée 3 dans la rainure la de la poulie d'entraînement 1 à une profondeur plus ou moins grande que dans la poulie réceptrice 2. Ce fait est clairement visible en figure 2, car la poulie d'entraînement 1 motrice tire sur son demi-périmètre la courroie crantée 3 plus profondément dans sa gorge la que ne le fait la poulie réceptrice 2, dans laquelle la courroie crantée 3 n'est enfoncée dans la rainure 2 a (partie "A" du périmètre) que sur le brin en charge 3 a - direction d'avancement L -, le reste du périmètre, c'est-à- dire la partie à vide (B) du brin, s'enfonçant moins profondément dans la rainure 2 a; autrement dit, lorsque le brin est plus tendu, la courroie crantée 3 s'enfonce plus profondément dans la gorge la de la poulie d'entraînement 1 que dans celle de la poulie réceptrice 2. Ces différences de profondeur d'enfoncement de la courroie crantée 3 entraînent des différences dans les diamètres d'enroulement de la courroie 3 et donc une modification de la vitesse de rotation des deux poulies 1, 2. Ce phénomène modifie le rapport de transmission entre les deux poulies 1, 2. Le rapport de transmission est modifié par les détecteurs de vitesse de rotation 4, 5, et ce en fonction de la charge de la poulie d'entraînement 1 et des profondeurs Tl, T 2 d'enfoncement de la courroie crantée 3 dans les deux poulies 1, 2. La vitesse de rotation des deux poulies 1, 2 est en permanence détecté par les détecteurs de tours/minute 4, 5, et ces valeurs sont introduites dans le système électronique 8 qui calcule à partir de celles-ci le rapport de transmission. -Dans l'état hors charge de l'entraînement à courroie, ou sous charge connue, on effectue dans le dispositif d'étalonnage 10 un étalonnage dans lequel le rapport de transmission est associé à un couple déterminé.35 Une modification du rapport de transmission par rapport au couple déterminé, fournit une correspondence avec un couple dans une table ou une formule donnée dans le système électronique 8, et la différence ainsi obtenue est la mesure du couple effectif et ainsi mesuré. L'étalonnage dans le dispositif 8 peut s'effectuer automatiquement, par exemple lorsque la vitesse de rotation de l'entraînement à courroie crantée présente une valeur déterminée; on peut également effectuer l'étalonnage à l'aide d'un contacteur 1 Oa du dispositif d'étalonnage lorsque la machine, le dispositif, l'installation ou similaires, entraînés par l'entraînement à courroie crantée, appliquent une charge définie sur cet entraînement. Dans le cas d'un entraînement à variateur, à rapport de transmission réglable, on demande en plus au système électronique 8 si on a à faire à une modification intentionnelle du rapport de transmission, de manière à pouvoir alors effectuer une mesure du couple ou par contre indiquer la présence d'une perturbation. En figure 1 une poulie de tension installée contre le brin libre 3 b est désignée par 11 et est soumise à l'action d'un moyen de tension 12, pouvant être un ressort de compression, un cylindre à agent sous pression ou similaire. La figure 1 montre en outre en trait plein la profondeur d'enfoncement de la courroie 3 pour une faible charge appliquée, et en traits et points la profondeur atteinte pour une charge appliquée plus importante. Cette mesure du couple ne convient pas uniquement pour une courroie crantée 3, mais peut également être utilisée pour-plusieurs courroies crantées 3 s'enroulant les unes à côté des autres sur les poulies d'entraînement 1 d'un arbre d'entraînement commun, ainsi que pour des courroies crantées combinées. La figure 3 donne un diagramme d'une mesure de couple. L'axe des ordonnées y représente la modification du rapport de transmission (Ai) et l'axe des abscisses le couple d'entraînement (kpm); une modification du rapport de transmission de O % à X % correspond à la plage de travail (DMM) qui a été définie et étalonnée pour la mesure du couple. De O % à X %, la mesure du couple s'effectue pour un glissement normal (régulier) sur une ligne K à croissance linéaire ou légèrement courbée, jusqu'au point T Lorsque10 le glissement dépasse le glissement proportionnel, la pente de la ligne Kl augmente et on quitte ainsi le domaine de travail (DMM), ce glissement exagéré est affiché, et le couple d'entraînement de l'entraînement à courroie crantée est régulé. Revendications 1 Entraînement à courroie crantée avec une poulie d'entraînement, une poulie réceptrice et une courroie crantée s'enroulant sans fin autour des deux poulies, caractérisé par une mesure de couple qui utilise la dépendance de la variation de la vitesse de rotation, et du rapport de transmission qui en résulte, apparaissant lorsque la charge appliquée sur la poulie d'entraînement ( 1) est modifiée, suite à la modification de la profondeur de pénétration (Tl, T 2) de la courroie crantée ( 3) dans la gorge (la, 2 a) de la poulie d'entraînement ou réceptrice ( 1, 2), et qui est associée à un couple prédéterminé et étalonné sous charge nulle ou pour une mise en charge connue de l'entraînement à courroie crantée, tandis que les différences entre les deux rapports de transmission fournissent la mesure du couple effectif. 2 Entraînement à courroie crantée selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la mesure du couple: a) un détecteur de vitesse de rotation ( 4, 5) détectant en permanence la vitesse de rotation des poulies est chaque fois associé à la poulie d'entraînement 1 et à la poulie réceptrice 2, b) les deux détecteurs de vitesse de rotation ( 4, 5) sont reliés à une commande électronique ( 8) calculant, à partir des vitesses de rotation transmises, le rapport de transmission entre la poulie d'entraînement et la poulie réceptrice ( 1, 2), c) un dispositif d'étalonnage ( 10) associant un rapport de transmission prédéterminé à un couple défini est raccordé à la commande électronique ( 8), et d) la commande électronique ( 8) est reliée à un dispositif électronique d'exploitation ( 14).