Brevet FR2681114A1 — publié le 19930312

L'invention se rapporte à un circuit de contrôle du serrage et du desserrage d'un embrayage électromagnétique. Il peut être nécessaire, dans les machines, en particulier dans les machines d'impression à commandes électriques et électroniques complexes, de produire des signaux de commutation qui permettent d'obtenir une information sur l'état de serrage et de desserrage d'un embrayage électromagnétique Différentes solutions possibles sont connues à cette fin Une solution consiste à contrôler la position de la partie de l'embrayage qui est déplacée par le serrage ou le desserrage A l'état de desserrage, cette partie occupe une première position et après application d'une tension à l'électro-aimant prévu pour l'actionnement de l'embrayage, cette partie occupe une seconde position La course que cette partie exécute entre les états de desserrage et de serrage est de l'ordre de quelques 1/10 millimètre à quelques millimètres et peut être détectée par des capteurs classiques de position, de préférence de type électromécanique, opto-électronique, à induction ou capacitifs Dans le cas le plus simple, un micro-palpeur peut être monté en position fixe sur le bâti et être actionné avec précision au serrage de l'embrayage. Le document DE 31 40 259 Ai décrit un circuit destiné à une boîte de vitesses et dans lequel des embrayages de séparation à commande hydraulique sont prévus, un système de mesure de course ou de pression étant monté de manière qu'il détermine la position de l'embrayage Par ailleurs, des capteurs de vitesse de30 rotation d'entrée et de sortie qui sont prévus dans ce circuit communiquent avec une unité de commande qui comprend un circuit de réglage de la vitesse de rotation. Une autre solution consiste à utiliser en indicateur du serrage d'un embrayage un dispositif de mesure de course ou d'angle qui est associé à la partie de la machine qui est commandée par l'embrayage L'émission de signaux par les dispositifs de mesure de course ou d'angle peut être prise pour indice du fait que l'embrayage est serré. L'inconvénient de ces solutions est que chacun d'elles nécessite des dispositifs coûteux supplémentaires de mesure de course, d'angle ou de vitesse de rotation, qui occasionnent un encombrement supplémentaire, qui ne peuvent s'installer qu'à grand frais et dont le mode d'exécution et la complexité nuisent à la fiabilité du contrôle d'un embrayage électromagnétique Par ailleurs, ces solutions10 réalisées partiellement avec des moyens mécaniques font courir le risque que des influences mécaniques ou d'autres influences de l'environnement de la machine fonctionnant dans des conditions pénibles fassent disparaître la précision de la détermination de la position des pièces15 mobiles de l'embrayage et de la machine. Il peut être nécessaire dans certaines machines, en particulier dans les machines d'impression, de contrôler non seulement l'état de serrage et de desserrage, mais aussi la position angulaire exacte des parties d'un20 embrayage rotatif devant être accouplées Il peut se produire, par exemple dans les embrayages à denture, que les dents ne se logent pas dans les pièces complémentaires prévues lors du serrage ou, par suite de défaillances, que les dents n'entrent pas exactement en prise et s'appuient25 de manière indéfinie contre la face d'une dent. Les dispositifs de contrôle qui sont nécessaires à cette fin forment également des modules auxiliaires disposés sur l'embrayage ou sur les éléments menants et/ou menés de la machine et ont les mêmes inconvénients que ceux30 mentionnés plus haut. Il est possible, dans les montages simples de contrôle d'un embrayage électromagnétique, d'obtenir d'une mesure de la consommation de courant continu de l'électro- aimant un signal de l'état de "serrage de l'embrayage" Il35 est ainsi possible par exemple de monter dans le conducteur de connexion de l'électro-aimant une résistance ohmique en série avec ce dernier et d'analyser la chute de tension aux bornes de cette résistance Lorsque la chute de tension dépasse une seuil déterminé, il est possible de provoquer à la sortie d'un comparateur raccordé à la résistance un flanc de signal qui peut être pris pour indice de l'état de5 serrage. Cette solution se fonde sur le fait que, lorsqu'un embrayage électromagnétique est alimenté en tension ou en courant, il occupe aussi une position qui lui est assignée, c'est à dire que la position axiale et la10 position angulaire des éléments de la machine devant être accouplés est telle que par exemple un embrayage à denture s'enclenche avec précision L'inconvénient est dans ce cas que la mesure de la consommation de courant continu par l'électro-aimant ne permet pas de déceler de petits écarts15 par rapport à l'état d'entrée en prise précise, car le courant continu ne varie que de manière insignifiante par suite de la saturation de l'électro-aimant dans ces plages. L'invention a pour objet un circuit de contrôle d'un embrayage électromagnétique qui permet à bon marché et avec peu de matériel le contrôle fiable de l'état de serrage et de desserrage et de la position angulaire des éléments de la machine devant être accouplés. L'invention a donc pour objet un circuit de contrôle d'un embrayage électromagnétique, dont le bobinage de l'électro-aimant communique avec une source de courant commutable et dans lequel un ampère-mètre est monté en série avec le bobinage de l'électro-aimant Selon une particularité essentielle de l'invention, le bobinage est raccordé à la source de courant aussi bien à l'état de30 serrage qu'à l'état de desserrage de l'embrayage, la source de courant communiquant par une entrée de commande avec un comparateur à fenêtre, en ce qu'un amplificateur de tension alternative qui est prévu est associé à un ampère-mètre et sa sortie est connectée à la première entrée du comparateur35 à fenêtre, en ce que la seconde entrée du comparateur est connectée à une source de tension de référence qui comprend deux seuils en fonction soit du signal de serrage, soit du signal de desserrage et en ce qu'un fréquence-mètre prévu pour la mesure de la fréquence de la fraction du courant alternatif circulant dans le bobinage est connecté à un comparateur dont la seconde entrée est connectée à un générateur de fréquence de référence. Donc, conformément à l'invention, le bobinage de l'électro-aimant de l'embrayage est alimenté, aussi bien à l'état de serrage qu'à l'état de desserrage de l'embrayage, en un courant alternatif dont la valeur réelle, lorsque l'embrayage est serré, correspond au courant nominal de serrage de l'embrayage et dont la valeur réelle, lorsque l'embrayage est desserré, est suffisamment faible pour que l'embrayage se desserre de manière fiable à l'état normal. Une source de courant commandée par un comparateur à fenêtre est prévue pour l'alimentation du bobinage Le comparateur à fenêtre a deux seuils de comparaison, à savoir l'un pour l'état de serrage et l'autre pour l'état de desserrage Le seuil le plus élevé limite le courant d'alimentation à un maximum à partir duquel la source de courant est coupée par le signal de sortie du comparateur. Le courant d'alimentation tombe ensuite à une valeur qui est prédéterminée par le seuil inférieur du comparateur Le courant circulant par le bobinage est détecté par un ampère-mètre, de préférence par un transformateur d'intensité ou une résistance de précision et envoyé par un amplificateur à l'une des entrées du comparateur à fenêtre, à l'autre entrée duquel sont appliquées les tensions nécessaires de référence pour l'état d'embrayage et de débrayage Le circuit fait osciller le courant passant dans le bobinage à une fréquence qui s'établit à une valeur définie selon qu'il s'agit de l'état d'embrayage ou de débrayage Un fréquence- mètre, qui est prévu selon l'invention pour la mesure de la fréquence, peut être monté par couplage direct ou sans potentiel dans le conducteur d'alimentation du bobinage ou peut être raccordé avantageusement à la sortie du comparateur à fenêtre Un comparateur effectue la comparaison de la fréquence avec une fréquence de référence Lorsque l'écart entre la fréquence et une fréquence de référence atteint une valeur prescrite, il est possible d'en tirer un signal correspondant qui donne une5 information sur le fait que l'embrayage est correctement serré ou desserré Les écarts de fréquence proviennent du fait que, lorsque l'embrayage n'est pas correctement serré, l'entrefer dans le circuit magnétique de l'embrayage est trop grand ou trop faible, de sorte que l'inductance du10 bobinage varie par suite de la linéarisation ou de la non- linéarisation de la courbe caractéristique du magnétisme. L'invention va être décrite plus en détail à l'aide d'un circuit représenté sur le dessin sur lequel: la Figure 1 est un schéma synoptique du montage d'un circuit selon l'invention et les Figures 2 et 3 sont des graphiques représentant les impulsions à l'état de serrage et de desserrage de l'embrayage. Dans le circuit représenté sur la Figure 1, une résistance série 2 est montée du côté de la masse et une source de courant 3, qui est connectée à une tension d'alimentation Us, est montée du côté de l'alimentation en courant en série avec le bobinage 1 d'un embrayage électromagnétique La source de courant 3 comprend une entrée de commande 4 qui est connectée à la sortie d'un comparateur 5 Une entrée du comparateur 5 est connectée à une source 6 de tension de référence qui produit un seuil supérieur de comparaison U 1 +,a U 1 ainsi que Ul + a U 2 et un seuil inférieur de comparaison de U, -g\U 1 ainsi que U 2 -30 zÉU 2 en fonction de la position d'un commutateur 7 L'autre entrée du comparateur 5 reçoit d'un amplificateur 8 de tension alternative la tension que la résistance série 2 fait chuter et qui est proportionnelle au courant circulant dans le bobinage 1 Un fréquence- mètre 9 branché sur la35 sortie du comparateur 5 comprend un détecteur de phase 10 à sélection de fréquence Une fréquence de référence f R est envoyée pour comparaison au détecteur de phase 10 en plus de la fréquence f M de la mesure La fréquence de référence f R est produite par un oscillateur 11 commandé en tension et dont l'entrée de la tension de commande est connectée au commutateur 7 Le fréquence-mètre 9 du type 4046 comprend5 une sortie à trois états, de sorte qu'un signal donnant la valeur et le sens de l'écart de la fréquence f M de la mesure par rapport à la fréquence de référence f R peut être prélevé sur le diviseur de tension 12 dont Ri = R 2 Le fréquence- mètre 9 peut aussi bien être couplé par10 l'intermédiaire d'un pré- amplificateur auxiliaire dans le conducteur de connexion du bobinage 1 et de la résistance série 2 ou à la sortie de l'amplificateur 8 Le fréquence- mètre détecte dans chaque cas la fréquence f M de la fraction du courant alternatif circulant dans le bobinage 1. La Figure 2 représente les impulsions pour l'état dans lequel le commutateur 7 est placé sur UON, c'est-à- dire dans lequel l'embrayage doit être serré Pour cet état d'embrayage, les tensions de seuil + a U 1 et U, 'U apparaissent à l'une des entrées du comparateur 5 Le courant qui circule dans ce cas dans le bobinage 1 est représenté sur la Figure 2 1 pour l'état d'embrayage incorrect et sur la Figure 2 2 pour l'état d'embrayage correct Les impulsions correspondant à l'état d'embrayage incorrect et apparaissant à la sortie de l'amplificateur 8 et à la sortie du comparateur 5 sont représentées sur les Figures 2 3 et 2 5 et, pour l'état d'embrayage correct, sur les Figures 2 4 et 2 6. Dans l'état représenté sur les Figures 3 1 3 6 et de manière analogue à celle de la Figure 2, alors que le commutateur 7 est sur UOFF, les différences avec l'état d'embrayage résident dans le fait qu'il faut que l'embrayage soit desserré et les différences par rapport à l'état d'embrayage résident dans le fait que les seuils de comparaison U 2 + 4 U 2 et U 2 a U 2 sont suffisamment bas pour que la valeur réelle du courant circulant dans le bobinage 1 et telle que représentée sur les Figures 3 1 et 3 2 ne provoquent pas le serrage de l'embrayage, c'est-à-dire que l'embrayage à l'état normal est desserré de manière certaine. Selon que l'embrayage est serré ou desserré, le courant circulant par le bobinage comprend une fraction alternative de fréquence différente La fréquence t M et la durée Tm de la période sont mesurées par le fréquence-mètre 9 et comparées à une fréquence de référence f R, Selon que la fréquence mesurée f M est plus grande ou plus petite que la fréquence de référence f R' il est possible de savoir d'après la différence de fréquences si l'embrayage est serré ou desserré de façon correcte. La fréquence de référence f R peut avantageusement être calculée de manière qu'elle soit située au milieu entre les deux écarts de fréquence L'entrée de commande de l'oscillateur 11 offre la possibilité d'adopter des fréquences de référence f R différentes pour l'état d'embrayage et l'état de débrayage. REVENDICATION Circuit de contrôle d'un embrayage électromagnétique, dans lequel le bobinage de l'électro- aimant communique avec une source de courant commutable et dans lequel un ampère-mètre est monté en série avec le bobinage de l'électro-aimant, caractérisé en ce que le bobinage ( 1) est connecté à la source de courant ( 3) à l'état d'embrayage et, à l'état de débrayage, la source de courant ( 3) est connectée à un comparateur à fenêtre ( 5)1 o par une entrée de commande de ce dernier, en ce qu'un amplificateur de tension alternative ( 8) est associé à un ampère-mètre, sa sortie étant raccordée à la première entrée du comparateur à fenêtre ( 5), en ce que la seconde entrée du comparateur ( 5) est connectée à une source ( 6) de15 tension de référence qui comprend deux seuils de comparaison qui sont fonction du signal d'embrayage et du signal de débrayage et en ce qu'un fréquence-mètre ( 9) prévu pour la mesure de la fréquence de la fraction du courant alternatif circulant dans le bobinage ( 1) est20 connecté à un comparateur ( 10) à la seconde entrée duquel un générateur ( 11) de fréquence de référence est connecté.