Brevet FR2783320A1 — publié le 20000317

Dispositif de contrôle et de mesure de la tension d'une courroie. La présente invention concerne les dispositifs de contrôle et de mesure de la tension d'une courroie, par exemple une courroie de distribution ou bien encore une courroie d'alternateur utilisée dans les véhicules automobiles. La connaissance précise de la tension dans une courroie d'entraînement est particulièrement importante car ce paramètre conditionne le fonctionnement correct et la durée de vie de la courroie et influe donc sur le bon fonctionnement des organes mécaniques tributaires d'une telle courroie. On sait, par exemple, que pour les courroies de distribution utilisées dans les moteurs de véhicule automobile, l'utilisation d'une courroie incorrectement tendue (trop ou pas assez) peut conduire à une usure prématurée de la courroie et à sa rupture, avec pour conséquence la destruction du moteur. Il existe déjà un certain nombre de dispositifs de contrôle de tension de courroie qui comportent un bloc de détection et un boîtier de traitement du signal et d'affichage des résultats, ledit bloc et ledit boîtier étant reliés par un câble. Le principe généralement adopté par ces dispositifs consiste à mettre une face de la courroie tendue en appui contre deux appuis fixes du bloc de détection, l'autre face de la courroie étant en contact sur un appui mobile et de déplacer l'appui mobile d'une valeur connue par rapport aux appuis fixes et dans une direction tendant à plaquer la courroie sur les appuis fixes, de façon à exercer sur la courroie un effort transversal de précontrainte, la réaction de la courroie sur l'appui mobile étant mesurée par des moyens appropriés, par exemple par des jauges de contrainte disposées sur le support de l'appui mobile. On comprendra que la réaction de la courroie sur l'appui mobile lorsque ladite courroie est soumise à un effet transversal sera proportionnelle à la tension effective de la courroie mais dépendra aussi des paramètres liés aux propriétés géométriques et mécaniques de la courroie. On détecte et- on mesure ainsi une valeur représentative de la tension de la courroie, mais non la tension de la courroie par elle-même. Le document FR 87 09110 illustre la réalisation d'un tel dispositif. De tels types de dispositifs présentent toutefois certains inconvénients. La mesure indiquée par le boîtier de lecture n'indique pas la tension de la courroie et oblige à recourir à des tables afin d'établir une correspondance entre la valeur lue et la tension réelle. - La valeur trouvée nécessite de connaître également la valeur requise afin de savoir si la courroie est bien tendue, trop tendue ou pas assez tendue. - Il est d'autre part nécessaire de procéder à des changements d'éléments tels que les vis de pression pour chaque épaisseur de courroie différente à mesurer. Le dispositif de mesure et de contrôle de la tension d'une courroie, selon l'invention, comprend un bloc de détection et un boîtier de contrôle et de commande, le bloc de détection comprenant un premier et un second points d'appui aptes à venir en contact avec une face d'une courroie, un troisième point d'appui disposé entre les deux premiers et apte à venir en contact avec une face opposée de la courroie, des moyens de déplacement relatif du troisième point d'appui par rapport aux deux premiers points d'appui pour exercer sur la courroie un effort transversal tendant à la plaquer sur les deux premiers points d'appui, et des moyens de mesure de la réaction de la courroie sur le troisième point d'appui. Le boîtier de contrôle et de commande comprend un microcontrôleur, une mémoire apte à stocker des courbes de correspondance entre la réaction de la courroie sur le troisième point d'appui et la tension de courroie pour chaque type de courroie, des moyens pour mettre en mémoire les caractéristiques de la courroie à mesurer, et un algorithme de calcul permettant au microcontrôleur de déterminer la tension préconisée en fonction du type de courroie contrôlé. Les moyens de déplacement relatif du troisième point d'appui par rapport aux deux premiers points d'appui peuvent être actifs sur une course égale à la somme de l'épaisseur de la courroie et d'une constante. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend des moyens d'affichage de la tension calculée de la courroie. Avantageusement, le microcontrôleur est apte à comparer la tension calculée de la courroie à la tension préconisée de la courroie. Le dispositif peut comprendre des moyens d'affichage du résultat de la comparaison. Dans un mode de réalisation de l'invention, le premier et le second points d'appui sont fixes par rapport au bloc de détection, le troisième point d'appui étant mobile par rapport aux deux premiers. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le troisième point d'appui est fixe par rapport au bloc de détection, le premier et le second points d'appui étant mobiles par rapport au troisième point d'appui. La présente invention a également pour objet un procédé de mesure et de contrôle de la tension d'une courroie entre un premier et un second points d'appui aptes à venir en contact avec une face d'une courroie, un troisième point d'appui disposé entre les deux premiers et apte à venir en contact avec une face opposée de la courroie, le troisième point d'appui étant apte à un déplacement relatif sur une course connue avec arrêt en butée à une distance constante par rapport aux deux premiers points d'appui pour exercer sur la courroie un effort transversal tendant à la plaquer sur les deux premiers points d'appui, la réaction de la courroie sur le troisième point d'appui étant mesurée. On stocke dans une mémoire des courbes de correspondance entre la réaction de la courroie et la tension de la courroie selon le type de courroie, on met en mémoire les caractéristiques de la courroie à mesurer, on convertit en tension de la courroie la réaction de la courroie en fonction d'une courbe sélectionnée en fonction du type de courroie, une tension préconisée de courroie étant établie au moyen d'un algorithme en fonction du type de courroie, la conversion et l'algorithme étant mis en oeuvre par un microcontrôleur disposé dans un boîtier de contrôle et de commande. Avantageusement, on affiche la tension calculée de la courroie. Avantageusement, on compare la tension calculée de la courroie à la tension préconisée et on affiche le résultat de la comparaison. Ainsi, le dispositif conforme à l'invention ne demande aucun outillage de réglage ni aucun réglage mécanique particulier avant la mesure. Il permet d'obtenir de façon simple et immédiate la valeur de la tension de courroie avec une bonne précision et permet en outre de voir si cette tension est correcte par rapport à la valeur théorique. Enfin, il dispense l'utilisateur de l'utilisation de tables de conversion d'une valeur lue, simplifiant ainsi la méthode d'utilisation et fiabilisant cette dernière en évitant toute erreur de lecture ou d'interprétation. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de face en élévation du dispositif conforme à l'invention; la figure 2 est une vue de côté en élévation du dispositif conforme à l'invention; la figure 3 est une vue semblable à la figure 1, montrant le déplacement du point d'appui mobile; et la figure 4 est une vue de face en élévation du bloc de détection et du boîtier de contrôle et de commande du dispositif conforme à l'invention. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le bloc de détection 1 comprend un bâti 2 à section en C comprenant une première branche 3 horizontale et supérieure sur les figures 1 et 2, une branche latérale 4 et une branche 5 parallèles à la branche 3. La branche centrale 4 comprend deux pions fixes 6 disposés à proximité de ses bords et s'étendant dans la même direction que les branches 3 et 5. Les axes des pions 6 sont disposés dans un plan parallèle aux branches 3 et 5. Les axes des pions 6 sont eux- mêmes parallèles. Une glissière 7 sous la forme d'une rainure centrale est prévue dans la branche centrale 4 et dans la branche inférieure 5 qui se trouve séparée en deux portions. Dans la glissière 7, est disposé un équipage 8 mobile le long de la branche centrale 4 et perpendiculairement aux axes des pions 5. L'équipage mobile 8 comprend un pied 9 s'étendant parallèlement et dans la même direction que les pions 6. Le pied 9 est supporté par un élément intermédiaire 10 disposé partiellement dans la glissière 7, ledit élément intermédiaire 10 comportant également à sa partie supérieure une tige de manoeuvre 1 1 munie d'une butée 1 1 a et d'une tige filetée 12. La butée 1 1 a est surmontée par une tige filetée 12 traversant la branche supérieure 3, coopérant avec une molette 13 mobile en rotation et pourvue d'un trou taraudé, non représenté. La molette 13 est disposée du côté de la branche supérieure 3 opposée à la branche centrale 4, la tige filetée 12 traversant la branche 3 au moyen d'un perçage non visible sur les figures 1 et 2. La tige de manoeuvre 1 1 étant montée non tournante sur l'élément intermédiaire 10, la rotation de la molette 13 permet ainsi d'actionner en translation l'équipage mobile 8 par rapport au boîtier 2. La butée 1 1 est plus large que la tige filetée 12 de façon qu'elle entre en contact avec la surface inférieure de la branche supérieure 3 à la fin du déplacement en translation de l'équipage mobile 8. Avantageusement et afin de garantir un fonctionnement sans efforts parasites entre l'équipage mobile 8 et la glissière 7 du bâti, une liaison non rigide angulairement pourra être prévue entre la tige de manoeuvre 1 1 et l'élément intermédiaire 10 (liaison à pivot 10a, par exemple). Ce type de liaison contribue à éliminer des frottements parasites qui risqueraient de perturber la mesure. Le pied 9 de l'équipage mobile 8 est pourvu d'une jauge de contrainte ou d'un pont de jauges de contrainte référencé 14 et relié par l'intermédiaire d'un cable 17 au boîtier de contrôle et de commande qui sera décrit plus loin. La jauge 14 est disposée sur la surface du pied 9 opposée au bras inférieur 5, à proximité de l'élément intermédiaire 10. Le pied 9 est également pourvu d'un élément de contact 15 disposé à l'extrémité libre du pied 9, adjacent à la jauge 14 et pourvu d'une surface supérieure arrondie. Une courroie 16 est disposée entre les pions 6 qui forment des points d'appui fixes, et l'élément de contact 15 du pied 9 qui forme un point d'appui mobile. Bien entendu, on pourrait prévoir, à titre de variante, un unique point d'appui fixe et deux points d'appui mobiles. L'opérateur entraîne alors en rotation la molette 13, ce qui provoque le déplacement de la tige filetée 12 et de l'équipage mobile 8 vers le haut, comme illustré sur la figure 3, et ce jusqu'à ce que la butée 11 entre en contact avec la surface de la branche 3 opposée à la molette 13. On a alors déplacé l'équipage mobile 8 sur une distance connue égale à la somme de l'épaisseur de la courroie et d'une distance constante prédéterminée référencée L sur la figure 3. Le boîtier de contrôle et de commande 18, illustré sur la figure 4, comprend une face de commande et d'affichage 19 qui comprend un bouton 20 de mise sous tension (marche/arrêt) du dispositif, les boutons 21 à 25 de paramètrage de différentes caractéristiques de la courroie dont la tension va être déterminée, un bouton 26 commandant le démarrage de la mesure, un écran digital 27 d'affichage de la valeur de la tension de la courroie et trois voyants lumineux 28 à 30 permettant de visualiser instantanément l'état de tension de la courroie par rapport à la tension préconisée par le constructeur. Le bouton 21 permet de sélectionner le type de courroie que l'on va tester, par exemple courroie crantée, auxiliaire, etc. Le bouton 22 permet d'indiquer la matière constituant la courroie. Le bouton 23 permet d'indiquer le profil des dents de la courroie, par exemple curviligne ou trapézoïdal. Le bouton 24 permet d'indiquer la largeur de la courroie et le bouton 25 permet d'indiquer le nombre de rainures d'une courroie dans le cas de test d'une courroie rainurée dite "poly-V", c'est-à-dire comportant des rainures longitudinales sur tout son pourtour interne. Le système a en mémoire permanente les courbes de réactions par famille et type de courroie. (Ce sont des courbes de régression linéaires dans le domaine utilisé). C'est ainsi qu'une fois les paramètres de la courroie rentrés dans le système, le microcontrôleur peut identifier le type de courroie à mesurer et va se référer à la courbe de réaction correspondante qui est mémorisée en permanence et donne la valeur de tension de courroie en fonction de la valeur de la réaction de la courroie. Le microcontrôleur calcule, d'autre part, en fonction du type de courroie, la valeur de la tension préconisée. Le voyant lumineux 28 sera allumé lorsqu'une tension de courroie insuffisante est détectée. Le voyant lumineux 29 sera allumé en cas d'une tension de courroie satisfaisante et le voyant lumineux 30 sera allumé en cas de tension de courroie excessive par rapport à la tension préconisée pour le type de courroie dont on est en train de mesurer la tension, ce type de courroie étant déterminé par le paramétrage effectué sur les boutons 21 à 25. On mesure ainsi une valeur représentative de la tension de la courroie, qui sera interprétée grâce au microprocesseur, non représenté, logé dans le boîtier 18, et permettra l'affichage de la tension effective de courroie sur l'écran 27 et la visualisation instantanée du niveau de tension de courroie par rapport à la tension théorique préconisée pour le type donné de courroie grâce aux voyants 28 à 30. Le processus de mesure est le suivant - mettre sous tension le dispositif grâce au bouton 20, - paramétrer le dispositif en fonction du type de courroie à contrôler grâce aux boutons 21 à 25 du boîtier 18. A cette étape, on peut faire afficher la largeur de la courroie ou le nombre de rainures sur une partie gauche de l'écran 27, - mettre en place le bloc de détection sur la courroie, - tourner la molette jusqu'à ce que l'équipage mobile vienne en butée, pour appliquer un effort à la courroie au moyen du point d'appui mobile en déplaçant le point de contact de l'appui mobile sur une distance L prédéterminée par rapport à une ligne joignant les points de contact des appuis fixes, - lancer la mesure en pressant le bouton 26, et - lire la tension mesurée de courroie qui s'affiche, par exemple en daN, sur l'écran digital 27, de préférence sur une partie droite, les parties gauche et droite étant séparées par un tiret, ainsi que l'état de la tension mesurée par rapport à la tension théorique au moyen des voyants lumineux 28 à 30. La valeur de largeur de courroie ou du nombre de V s'affiche en clair sur l'écran digital et reste affichée en permanence jusqu'à la fin de la mesure. Ceci permet à l'opérateur de vérifier si ce paramètre a été correctement saisi. On voit donc que l'utilisation du dispositif conforme à l'invention est particulièrement aisée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure et de contrôle de la tension d'une courroie, comprenant un bloc de détection (1) et un boîtier (18) de contrôle et de commande, le bloc de détection comprenant un premier et un second points d'appui (6) aptes à venir en contact avec une face d'une courroie (16), un troisième point d'appui (15) disposé entre les deux premiers et apte à venir- en contact avec une face opposée de la courroie, des moyens de déplacement relatif du troisième point d'appui par rapport aux deux premiers points d'appui pour exercer sur la courroie un effort transversal tendant à la plaquer sur les deux premiers points d'appui, et des moyens de mesure de la réaction de la courroie sur le troisième point d'appui, caractérisé par le fait que le boîtier de contrôle et de commande comprend un microcontrôleur, une mémoire apte à stocker des courbes de correspondance entre la réaction de la courroie sur le troisième point d'appui et la tension de courroie pour chaque type de courroie, des moyens pour mettre en mémoire les caractéristiques de la courroie à mesurer, et un algorithme de calcul permettant au microcontrôleur de déterminer la tension préconisée en fonction du type de courroie contrôlé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'affichage (27) de la tension calculée de la courroie. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le microcontrôleur est apte à comparer la tension calculée de la courroie à la tension préconisée de la courroie, et qu'il comprend des moyens d'affichage du résultat de la comparaison (28-30). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement relatif du troisième point d'appui par rapport aux deux premiers points d'appui sont actifs sur une course égale à la somme de l'épaisseur de la courroie et d'une constante. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier et le second points d'appui sont fixes par rapport au bloc de détection, le troisième point d'appui étant mobile par rapport aux deux premiers. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le troisième point d'appui est fixe par rapport au bloc de détection, le premier et le second points d'appui étant mobiles par rapport au troisième point d'appui. 7. Procédé de mesure et de contrôle de la tension d'une courroie entre un premier et un second points d'appui aptes à venir en contact avec une face d'une courroie, un troisième point d'appui disposé entre les deux premiers et apte à venir en contact avec une face opposée de la courroie, le troisième point d'appui étant apte à un déplacement relatif sur une course connue avec arrêt en butée à une distance constante par rapport aux deux premiers points d'appui pour exercer sur la courroie un effort transversal tendant à la plaquer sur les deux premiers points d'appui, la réaction de la courroie sur le troisième point d'appui étant mesurée, dans lequel on stocke dans une mémoire des courbes de correspondance entre la réaction de la courroie et la tension de la courroie, selon le type de courroie, on met en mémoire les caractéristiques de la courroie à mesurer, on convertit en tension de la courroie la réaction de la courroie en fonction d'une courbe sélectionnée en fonction du type de courroie, une tension préconisée de courroie étant établie au moyen d'un algorithme en fonction du type de courroie, la conversion et l'algorithme étant mis en oeuvre par un microcontrôleur disposé dans un boîtier de contrôle et de commande 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'on affiche la tension calculée de la courroie. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'on compare la tension calculée de la courroie à la tension préconisée et on affiche le résultat de la comparaison.