Brevet FR3098590A1 — publié le 20210115

Description Titre de l'invention : UNITÉ DE CHEVILLE OUVRIÈRE Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne une unité de cheville ouvrière comportant une cheville ouvrière stationnaire. Etat de la technique antérieure [0002] Dans le domaine de l'énergie marine, on peut utiliser des turbines marémotrices à en- traînement direct comportant des générateurs à anneaux à faible vitesse. Dans ce cas, une cheville ouvrière stationnaire (KingPin) peut être supportée dans un logement rotatif Une telle cheville ouvrière stationnaire peut également être utilisée dans d'autres domaines, par exemple dans des paliers de roues pour véhicules à moteur, des transmissions planétaires ou des éoliennes. Le support est habituellement assuré par un ou plusieurs paliers (paliers à éléments de roulement ou paliers lisses). Afin d'assurer un fonctionnement correct des paliers et de l'ensemble de paliers rotatifs, il est nécessaire de surveiller les paliers utilisés afin dc pouvoir reconnaître une défaillance des paliers en temps opportun et de pouvoir prendre les mesures nécessaires. Par exemple, des capteurs de vibrations peuvent être utilisés afin de détecter les vibrations indésirables des paliers, pouvant indiquer un défaut. Toutefois, dc tels capteurs de vibrations devraient être positionnés aussi près que possibles des paliers afin de permettre une surveillance d'état valable. Toutefois, comme le logement de palier tourne, il est difficile dc recevoir des capteurs dans le logement rotatif et d'effectuer le transfert à la pièce stationnaire, par exemple au logement de nacelle stationnaire. Résumé de l'invention 100031 La présente invention a par conséquent pour objet de fournir un système dans lequel une bonne surveillance d'état des paliers est possible. 100041 Cet objet est réalisé par une unité de cheville ouvrière incluant un tube de capteur qui est disposé à l'intérieur de l'alésage d'une cheville ouvrière stationnaire. Une unité de cheville ouvrière comporte une cheville ouvrière qui comporte un alésage interne, caractérisée en ce que l'unité de cheville ouvrière comporte un tube de capteur qui est configuré sous forme de manchon creux et qui est disposé dans l'alésage interne de la cheville ouvrière, au moins un capteur étant disposé dans le tube de capteur, lequel capteur est confieuré pour surveiller au moins un palier de la cheville ouvrière. 100051 Une telle unité de cheville ouvrière peut être utilisée par exemple pour des turbines marémotrices à entraînement direct incluant un générateur à anneaux à faible vitesse. Une application dans d'autres domaines, par exemple des paliers de roues pour des véhicules à moteur, des transmissions planétaires, ou des éoliennes, est également 2 possible. L'unité de cheville ouvrière comporte une cheville ouvrière stationnaire qui comporte un alésage interne. La cheville ouvrière, que l'on appelle également KingPin, est supportée dans un logement par au moins un palier. Afin de pouvoir surveiller ce palier, l'unité de cheville ouvrière comporte un tube de capteur dans lequel est disposé au moins un capteur pour surveiller l'au moins un palier. Dans ce cas, une pluralité de paliers peut également être surveillée par un seul capteur. Le tube de capteur est configure sous forme de manchon creux et est disposé dans l'alésage interne de la cheville ouvrière. De cette manière, les capteurs qui sont disposés à l'intérieur du tube de capteur, c'est-à-dire dans le manchon creux, peuvent être facilement poussés dans l'alésage interne de la cheville ouvrière. Dans ce cas, les capteurs sont disposés de telle sorte que des que le tube de capteur est poussé dans la cheville ouvrière, les capteurs soient situés dans des positions qui sont disposées aussi près que possible de l'au moins un palier. Les capteurs peuvent de préférence être des capteurs de vibrations, mais peuvent aussi être d'autres capteurs, comme par exemple des capteurs de température. [0006] Selon un mode de réalisation, le tube de capteur comporte une bride pour la fixation axiale à la cheville ouvrière. De cette manière, le type de capteur peut être fixé très simplement à la cheville ouvrière depuis l'extérieur en utilisant la bride. [0007] Selon un mode de réalisation supplémentaire, le tube de capteur comporte au moins une ouverture. L'ouverture est disposée sur la surface extérieure du manchon creux du tube de capteur. Dans ce cas, l'au moins un capteur est disposé à l'intérieur du tube de capteur au niveau de l'ouverture du tube de capteur. Comme le capteur est disposé dans cette ouverture, le capteur peut buter directement contre la cheville ouvrière. De cette manière, les vibrations, par exemple, peuvent être particulièrement bien transmise depuis l'au moins un palier par le biais de la cheville ouvrière au capteur, car elles ne sont pas bloquées par le tube de capteur. [0008] En particulier, on peut prévoir un moyen de fixation qui est disposé dans l'au moins une ouverture afin de fixer le capteur au tube de capteur. Le moyen de fixation peut être par exemple des vis. On peut ainsi faire en sorte que le capteur soit situé au niveau de l'ouverture et par conséquent dans une position à l'intérieur du tube de capteur à laquelle les vibrations ne sont pas rendues inaccessibles au capteur par le tube de capteur. [0009] Afin de permettre une insertion simple du tube de capteur dans la cheville ouvrière, selon un mode de réalisation supplémentaire, le capteur peut présenter un plus petit diamètre au niveau d'une extrémité axiale par laquelle le tube de capteur est introduit dans la cheville ouvrière. Du fait de ce plus petit diamètre par comparaison avec le diamètre restant du tube de capteur, une insertion simple du tube de capteur dans la cheville ouvrière est possible. [0010] Selon un mode de réalisation supplémentaire, le tube de capteur comporte une fente 3 s'étendant axialcment. Grâce à la fente, il est possible de comprimer le tube de capteur afin de l'insérer dans la cheville ouvrière. Dès que le tube de capteur est situé dans la cheville ouvrière, le tube de capteur peut se déployer par le biais de la fente à la manière d'un circlip et il est ensuite disposé dans la cheville ouvrière et fixé dans celle-ci par ajustement serré. [0011] Selon un mode de réalisation supplémentaire, la circonférence extérieure du tube de capteur et/ou l'alésage interne de la cheville ouvrière ont un diamètre variable. Grâce à ce diamètre variable prévu soit sur la cheville ouvrière soit sur le tube de capteur, soit sur les deux, on peut faire en sorte qu'un espace d'air soit présent entre la circonférence extérieure du capteur et l'alésage interne de la cheville ouvrière, et simultanément la circonférence extérieure du tube de capteur et l'alésage interne de la cheville ouvrière ne sont en contact que dans la région du capteur. De cette manière, un contact entre le capteur et la cheville ouvrière, par exemple, un contact métal-métal, peut être assuré dans la région du capteur. Grâce à cc contact, on peut obtenir une bonne puissance de mesure, étant donné que les vibrations peuvent être transmises au capteur directement par le biais de ce contact. En outre, de cette manière, le capteur est disposé aussi près que possible de l'au moins un palier, dans la mesure où il est situé dans la région du contact direct entre le tube de capteur et la cheville ouvrière. Simultanément, on peut faire en sorte, grâce à l'espace d'air entre le tube de capteur et la cheville ouvrière, que le tube de capteur et la cheville ouvrière ne soient en contact l'un avec l'autre que dans une petite région. Une simple insertion du tube de capteur dans la cheville ouvrière est par conséquent possible avec une faible friction. [0012] Le diamètre variable peut être obtenu par exemple par un diamètre variant progres- sivement ou par un diamètre variant de manière graduelle. Ce diamètre variable peut être prévu sur la cheville ouvrière et/ou sur le tube de capteur sur toute la longueur ou seulement dans une section, par exemple dans la région du capteur. Le diamètre variable peut également être réalisé par un bourrelet qui est prévu sur la cheville ouvrière et/ou sur le tube de capteur, le tube de capteur et la cheville ouvrière ne venant en contact l'un avec l'autre de préférence qu'au niveau de ce bourrelet. [0013] Selon un mode de réalisation supplémentaire, le capteur est connecté à un câble. Ce câble peut être disposé dans le tube de capteur et peut être guidé dans celui-ci vers l'extérieur vers le générateur afin d'être connecté à cet endroit à une unité externe, par exemple une unité de commande. De cette manière, il est possible de manière simple de transférer des données qui sont capturées par le capteur vers une unité externe. En variante, il est également possible de transmettre ces données sans fil à une unité externe. [0014] D'autres avantages et modes de réalisation avantageux sont spécifiés dans la des- cription, les dessins, et les revendications. Dans ce cas en particulier, les combinaisons de caractéristiques spécifiées dans la description et dans les dessins sont fournies purement à titre d'exemple, de sorte que les caractéristiques peuvent, également être présentes individuellement, ou être combinée d'autres façons. Brève description des figures [0015] L'invention va être décrite ci-dessous plus en détail en utilisant des exemples de réa- lisation illustrés dans les dessins. Dans ce cas, les exemples de réalisation et les combinaisons illustrées dans les exemples de réalisation sont fournis purement à titre d'exemple et n'ont pas pour but de définir le cadre de l'invention. Ce cadre est uniquement défini par les revendications annexées. [0016] [fig.11 illustre une coupe longitudinale d'une unité de cheville ouvrière ; [0017] [fig.2] illustre un détail de l'unité de cheville ouvrière de la figure 1 ; et [0018] [fig.3] illustre unc vue en perspective d'un tube dc capteur. Description détaillée de l'invention [0019] Dans la description qui suit, les éléments identiques ou de fonctions équivalentes sont désignés par les mêmes numéros de référence. [0020] La figure 1 illustre une coupe longitudinale à travers une unité de cheville ouvrière 1. Dans ce cas, à titre d'exemple, il s'agit d'une unité de cheville ouvrière 1 d'une turbine marémotrice. Toutefois, l'unité de cheville ouvrière 1 décrite ici peut également être utilisée dans d'autres domaines, comme par exemple des paliers de roue pour des véhicules à moteur, des transmissions planétaires, ou des éoliennes. L'unité de cheville ouvrière 1 comporte une cheville ouvrière 2 qui est supportée dans un logement 4 par des paliers 6. Afin de pouvoir surveiller l'état des paliers 6, des capteurs 8 sont prévus. Ces capteurs 8 peuvent par exemple être des capteurs de vibrations. 100211 Afin de pouvoir positionner les capteurs 8 aussi près que possible des paliers 6, un tube de capteur 10 est prévu, lequel est disposé dans un alésage interne 12 de la cheville ouvrière 2. Dans ce cas, les capteurs 8 sont disposés dans le tube de capteur 10 de manière à être positionnés aussi près que possible des paliers 6. Pour cela, des ouvertures 14 sont de préférence prévues dans le tube de capteur 10, dans lesquelles ou au niveau desquelles ouvertures 14 sont disposés les capteurs 8. Du fait de l'agencement des capteurs 8 dans ou sur les ouvertures 14, les vibrations, par exemple, sont transmises directement depuis les paliers 6, par le biais de la cheville ouvrière 2 aux capteurs 8 et ne sont pas bloquées par le tube de capteur 10. Les capteurs 8 peuvent être fixés au tube de capteur 10 par le biais de moyens de fixation 16. Les moyens de fixation 16 peuvent par exemple être des vis. 100221 En outre, les moyens de fixation 16 peuvent être configurés sous forme d'éléments de ressort pour supporter élastiquement les capteurs 8. Au cours de l'insertion du tube de capteur 10 dans la cheville ouvrière 2, les capteurs 8 sont dans ce cas situés dans le tube de capteur 10. Dès que le tube de capteur 10 atteint sa position finale, les capteurs 8 sont pressés contre la cheville ouvrière 2 à travers les ouvertures 14. Un contact est ainsi produit entre la cheville ouvrière 2 et les capteurs 8 afin de pouvoir transmettre, par exemple, des vibrations aux capteurs. [0023] Afin de fixer le tube de capteur 10 dans la cheville ouvrière 2, une bride 18 est prévue sur le tube de capteur 10. Par le biais de la bride 18, le tube de capteur 10 peut être fixé axialcment à la cheville ouvrière 2, par exemple vissé solidement. [0024] Afin de transmettre des données qui sont détectées par les capteurs 8 à une unité de commande ou à une unité différente, des câbles (non illustrés) peuvent être connectés aux capteurs 8. À cet effet, les capteurs 8 peuvent comporter des bornes 20 qui peuvent être connectées à un tel câble. [0025] Une vue détaillée d'un agencement d'un capteur 8 est illustrée dans la figure 2. Comme on peut le voir dans cette figure, un contact direct est produit par le biais des moyens de fixation 16 entre les moyens de fixation 16 et la cheville ouvrière 2, ainsi qu'entre le tube de capteur 10 et la cheville ouvrière 2. Ce contact peut par exemple être un contact métal-métal. Grâce à cc contact direct, une transmission particulièrement bonne, en particulier de vibrations, des paliers 6 au capteur 8, peut être assurée. Une rondelle 22 peut être disposée entre le capteur 8 et le tube de capteur 10, par le biais de laquelle un contact direct peut également être produit. Les moyens de fixation 16 peuvent en outre être utilisés pour ajuster le capteur 8 sur la surface de la cheville ouvrière 2. [0026] Afin de fixer le capteur 8 dans le tube de capteur en utilisant les moyens de fixation 16, une ouverture 24 peut être prévue à l'opposé de l'ouverture 14. Il est possible d'insérer un outil à travers cette ouverture 24 dans le tube de capteur 10 afin de serrer les moyens de fixation 16. [0027] Les circonférences extérieures du tube de capteur 10 et/ou de l'alésage interne 12 de la cheville ouvrière 2 peuvent présenter un diamètre variable. Grâce à un tel diamètre variable, on peut faire en sorte que des espaces d'air 34. 36 soient présents entre la cheville ouvrière 2 et le tube de capteur 10, et qu'un contact entre le tube de capteur 10 et la cheville ouvrière 2 n'existe que dans une région dans laquelle est disposé le capteur. Comme la cheville ouvrière 2 et le tube de capteur 10 ne sont en contact que dans cette petite région, le tube de capteur 10 peut être introduit dans la cheville ouvrière 2 avec une faible friction. [0028] Le diamètre variable peut être mis en oeuvre sur la cheville ouvrière 2 et/ou sur le tube de capteur 10 par un diamètre variant de manière graduelle, un diamètre variant de manière étagée, et/ou par des bourrelets. Dans le mode de réalisation illustré dans la figure 2, le tube de capteur 10 et l'alésage interne 12 de la cheville ouvrière 2 présentent chacun un diamètre étagé. Le tube de capteur 10 présente une conception 6 étagée dans laquelle un premier diamètre 26 est prévu dans une première région et un deuxième diamètre 28 est prévu dans une deuxième région du tube de capteur 10. [0029] La figure 3 illustre une vue en perspective du tube de capteur 10, un diamètre variant de manière étagée étant également illustré ici. Le tube de capteur 10 présente un premier diamètre 26 et un deuxième diamètre 28. En outre, à l'extrémité par laquelle le tube de capteur 10 est d'abord introduit dans la cheville ouvrière, le tube de capteur 10 présente un plus petit diamètre 38 afin de faciliter l'insertion dans la cheville ouvrière 2. [0030] Le tube de capteur 10 peut comporter une fente s'étendant axialement 40. Grâce à cette fente 40, il est possible de comprimer le tube de capteur 10 au cours de son insertion dans la cheville ouvrière 2. Dès que le tube de capteur 10 est situé dans la cheville ouvrière 2, le tube de capteur 10 peut se déployer à nouveau à la manière d'un circlip et est ainsi retenu dans la cheville ouvrière 2 par un ajustement serré. [0031] Grâce à l'unité de cheville ouvrière selon l'invention, il est possible de réaliser un agencement simple et peu compliqué de capteurs à l'intérieur d'une cheville ouvrière. Grâce à l'agencement simple des capteurs dans la cheville ouvrière en utilisant un tube de capteur, on peut assurer une bonne surveillance d'au moins un palier de la cheville ouvrière. 7 REVENDICATIONS[Revendication 1] Unité de cheville ouvrière (1) comportant une cheville ouvrière (2) qui comporte un alésage interne (12), caractérisée en ce que l'unité de cheville ouvrière (1) comporte un tube de capteur (10) qui est configure sous forme de manchon creux et qui est disposé dans l'alésage interne (12) de la cheville ouvrière (2), au moins un capteur (8) étant disposé dans le tube de capteur (10), lequel capteur (8) est configure pour surveiller au moins un palier (6) de la cheville ouvrière (2). [Revendication 2] Unité de cheville ouvrière selon la revendication 1, dans laquelle le tube de capteur (10) comporte une bride (18) pour la fixation axiale à la cheville ouvrière (2). [Revendication 3] Unité de cheville ouvrière selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le tube de capteur (10) comporte au moins une ouverture (14), l'au moins un capteur (8) étant disposé à l'intérieur du tube de capteur (10) au niveau de l'ouverture (14). [Revendication 4] Unité de cheville ouvrière selon la revendication 3, dans laquelle un moyen de fixation (16) est prévu, le moyen de fixation (16) étant disposé dans l'au moins une ouverture (14) afin de fixer le capteur (8) dans le tube de capteur (10). [Revendication 5] Unité de cheville ouvrière selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle, pour l'insertion dans l'alésage interne (12) de la cheville ouvrière (2), le tube de capteur (10) présente un plus petit diamètre (38) au niveau d'une extrémité axiale. [Revendication 6] Unité de cheville ouvrière selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le tube de capteur (10) comporte une fente s'étendant axialement (40). [Revendication 7] Unité de cheville ouvrière selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les circonférences extérieures du tube de capteur (10) et/ou de l'alésage interne (12) de la cheville ouvrière (2) présentent un diamètre variable. [Revendication 8] Unité de cheville ouvrière selon la revendication 7, dans laquelle les cir- conférences extérieures du tube de capteur (10) et/ou de l'alésage interne (12) de la cheville ouvrière (2) présentent un diamètre variant de manière graduelle, un diamètre variant de manière étagée, et/ou un bourrelet. [Revendication 9] Unité de cheville ouvrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les circonférences extérieures du tube de 8 [Revendication 10] capteur (10) et de l'alésage interne (12) de la cheville ouvrière (2) viennent en contact dans la région du capteur (8), et/ou dans laquelle un espace d'air (34, 36) est prévu entre les circonférences extérieures du tube de capteur (10) et de l'alésage interne (12) de la cheville ouvrière (2). Unité de cheville ouvrière selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le capteur (8) est connecté à un câble, le câble étant disposé dans le tube de capteur (10) et pouvant être connecté à une unité externe.