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Machine à équilibrer.
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La présente invention concerne une machine à équili- brer dîne laquelle une tension alternative d'entrée corres- pondant aux oscillations du balourd est multipliée avec une tension de comparaison dont la fréquence représente le nombre de tour? de l'échantillon ou est hachée à la fréquence du nom- bre de tours de sorte que la tension de mélange ainsi obtenue puisse être utilisée pour la détermination du déséquilibre.
Cn connaît des machines à équilibrer dans lesquelles les oscillations des paliers produites par un échantillon en rotation sont converties en une tension alternative au moyen d'un convertisseur électromécanique. Les tensions alternati- ves obtenues cnt une oscillation fondamentale dont la fréquence représente le nombre de tours de l'échantillon. De l'ampli- tude de l'oscillation fondamentale on peut déduire la valeur du balourd 'et de la phase en déduit la position angulaire
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du bn.J.cf::'c1.
A l'oscillation fondamentale sont superposées des harmoniques et des oscillations parasites, ces dernières étant rapportées en général aux petites et inévitables irré- gularités des paliersà billes de la machine ou aux effets de frottement dans les paliers à prismes. Les oscillations para- sites sont alors.la plupart du temps situées au-dessus de la fréquence correspondant au nombre de tours de l'échantillon.
Il est en outre connu de multiplier la tension alter- native d'entrée avec une tension de comparaison dont la fré- quence représente le nombre de tours de l'échantillon. Un cas particulier d'une telle multiplication est réalisé aussi
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lorsque sont prévus des redresseurs commandés par des tennione carrées. La fréquence des tensions carrées représente le nom- bre de tours de l'échantillon. Dans ce procédé do hachurage,, il y a toujours une partie, par exemple une étendue de 1800 d'une période de la tension alternative d'entréo, qui on% transmise et l'autre partie affaiblie. Les tensions c.c. pul- sées ainsi obtenues sont mesurées sur des instruments de menu- ' re ou emmagasinées dans des condensateurs.
Par des dispositions connues, il est possible d'obtenir, à partir des tensions em- magasinées, les indications de déséquilibre en grandeur et direction ou de décomposer celles-ci en composantes ou encore de commander des machines de traitement ou de marquage ind6- pendantes qui éliminent le déséquilibre ou marquent la posi- tion du balourd.
En particulier, lorsque les balourds sont très petits et.lorsqu'on désire une précision élevée, les oscillations parasites peuvent atteindre des valeurs élevées en comparaison de l'oscillation fondamentale ramenée au balourd.
On connaît encore des machines à équilibrer dans les- quelles les oscillations parasites sont filtrées de la tension alternative d'entrée amplifiée et dans lesquelles seule l'ou- cillation fondamentale représentant la fréquence correspondant au nombre de tours de l'échantillon est utilisée. Il peut alors se présenter deux fautes effectives qui faueuent le résultat de mesure sans que l'opérateur de la machine ne le remarque. En particulier, pour des balourds plus petits, Ion oscillations parasites peuvent avoir une influence plus grande sur la ten- sion alternative d'entrée que l'oscillation fondamentale.
Si la machine est alors réglée d'âpres la précision nécessaire pour la détermination du déséquilibre, les oscillations parasites peuvent surmoduler l'amplificateur précédant la filtre sans qu' il y paraisse. La surmodulation a pour effet d'affecter l'on- ;
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de fondamentale de distorsion et en conséquence de fausser le résultat de mesure.
Etant donné que les filtres sont accordés à la fré- quence fondamentale et ne laissent donc passer que celle-ci, il s'ensuit le gros inconvénient qu'un léger désaccord par rapport à la résonance entraîne un déphasage important entre la tension d'entrée et la tension de sortie du filtre. Un tel déphasage fausse l'indication angulaire du balourd. Il s'en- suit donc que le filtre se trouve désaccordé par les variations de température ou bien que le nombre de tours nominal ne se maintient pas à sa valeur exacte,
L'invention a dès lors pour but de supprimer l'influen- ce des oscillations parasites sur le résultat de mesure, sans qu'il faille pour autant tenir compte des problèmes d'accord critique du filtre ou d'une fausse indication de la position angulaire du balourd.
En particulier, il faut également éviter que les résultats de mesure soient faussés par surmodulation de l'amplificateur par les fr4quences parasitée.
Selon l'invention, la machine à équilibrer oomporte un filtre passe-bas qui reçoit la tension alternative d'entrée avant que celle-ci ne soit mélangée et qui est accordé en aorte de laisser passer l'harmonique d'ordre 2 de la tension d'entrée mais de bloquer l'harmonique d'ordre 3. En particu- lier, il est prévu de connecter le filtre passe-bas avant l'am- plificateur et avant le dispositif de multiplication.
Le filtre panne-bas ont automatiquement asservi par la modifica- tion du nombre de tours d'équilibrage. Le déphasage entre la tension de sortie et la tension d'entrée du filtre ne joue plus aucun rôle puisque le déphasage est indépendant du nombre do tourn ot que, lors de l'étalonnage du dispositif, il peut dono être pris on considération.
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L'invention apparaîtra plus clairement à la leoture de la description qui va suivre de deux formes de réalisation illustrées par les dessins joints dans lesquels t
La figure 1 est un schéma d'une première forme de réalisation ; la figure 2 est un schéma d'une seconde forme de réalisation; la figure 3 est un diagramme de tensions.
Une tension alternative d'entrée est fournie par un convertisseur électromécanique 1. Celui-ci peut par exemple être un dispositif à bobine mobile dans lequel une partie de la bobine mobile, par exemple le bottier, est reliée au bâti de la machine à équilibrer tandis qu'une sonde qui influence la bobine,détecte les oscillations des paliers de la machine. Suivant le schéma de la figure 1, cette tension alternative est appliquée à un filtre passe-bas constitué par la résistance 2, l'inductance 3 et la capacité 4. Ces éléments sont dimensionnés en sorte que pour le nombre de tours le plus petit à prendre en considération, l'onde fonda- mentale de fréquence représentative apparaisse au point de connexion 5.
Le filtre peut également laisser passer l'har- monique d'ordre 2, c'est-à-dire l'onde de fréquence double de la fréquence fondamentale, car cet harmonique sera éliminé automatiquement lors de la multiplication ultérieure. Hais toutes les composantes de la tension qui, suivant une analyse en série de Fourierp correspondent à une fréquence égale à l'harmonique d'ordre/de la fréquence fondamentale et toutes les composantes superposées sont bloquées.
Au condensateur 4 se trouve connecté un transistor 6, Le condensateur se trouve ainsi relié à la masse uniquement lorsque la base du transistor 6 est négative.
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Un Générateur 7 fournit une tension à une fréquence de quelques kilohertz et ayant l'allure de l'onde 10 sur la figure 3. Cette tension est appliquée à une bascule de Schmitt 8 qui est commandée par une dynamo à oourant continu 9, laquelle fournit une tension proportionnelle au nombre de tours de la machine.
Le niveau de basculement est déplacé en raison directe du nombre de tours. Pour des nombres de tours très petits, la tension appliquée à la bascule est à peu près nulle et le seuil de basculement se situe conformément à la ligne 12 sur la figure 3. A la sortie de la bascule apparaît alors un signal qui se présente selon l'onde 14 sur la figure 3.
Il en résulte que le transistor 6 est conducteur pres- que constamment. Le oondensateur 4 se trouve alors à la masse et intervient avec sa capacité totale. Pour des nombres de tours plus élevés, la tension croit et le seuil de basoule- ment s'élève jusqu'à un niveau représenté par la ligne 13 sur la figure 3. Le transistor 6 reçoit alors une tension présentant l'allure de l'onde 15 (figure 3) de sorte qu'il n'est conducteur que pendant un court instant de chaque période du signal haute fréquence fourni par le générateur 7.
Le condensateur 4 n'intervient plus que pour une fraction de sa capacité. La fréquence d'accord du filtre passe-bas cons- titué par les éléments 2, 3 et 4 est considérablement déplacée vers le haut. Par un dimensionnement convenable, il est possible que pour une gamme des nombres de tours de 1 à 3, la fréquence d'accord du filtre passe-bas suive avec précision la tension de la dynamo 9 de telle sorte que la fréquence d'accord suive toujours les variations du nombre de tours.
La tension obtenue à la sortie du filtre passe-bas, qui en a éliminé les harmoniques nuisibles, est appliquée à
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un dispositif de réglage de sensibilité 16, constitué par exemple par un potentiomètre dont le curseur est relié à la grille de commande d'une pentode 17'Celle-ci est montée en cathode commune, avec les résistances 18,19 et 20 et les condensateurs 21 et 22 dimensionnés de façon convenable. Le circuit de cathode contient en outre un potentiomètre 23.
La tension d'entrée filtrée et amplifiée est ensuite appliquée à la grille de commande d'une seconda pentode 25 par l'intermédiaire d'un condensateur de blocage 24. Cette grille de commande est reliée à la masse par une résistance 26. La pentode 25 sert également d'amplificateur et se trouve montée en cathode commune. La tension amplifiée obtenue sur l'anode de la pentode 25 est dérivée en un point de branchemer 27 et amenée au curseur du potentiomètre 23 par un condensas teur 28 et une résistance 29 en série de manière que le taux de contre-réaction appliqué aux pentodes 17 et 25 puisse être réglé par un ajustage du potentiomètre 23.
La tension alternative amplifiée disponible au point 27 est appliquée à un dispositif de commutation à travers les condensateurs 31 et 32. Dans ce dispositif, la tension alternative est hachée par un train d'impulsions rectangulai- res c'est-à-dire qu'elle est multipliée par 0 et par +1 et -1, Les résistances 33 et 34 servent à stabiliser la tension amplifiée. Sur ces résistances apparaît ainsi la tension alternative amplifiée et exempte des harmoniques d'ordre 2.
Cette tension est appliquée aux anodes des tubes 37 et 38 et aux cathodes des tubes 39 et 40 respectivement par l'inter- médiaire des résistances élevées 35 ot 36. Les valeurs de ces dernières résistances étant grandes par rapport aux résis- tances internes des tubes 37, 38, 39 et 40, la tension âpres ces résistances 35 et 36 s'annule lorsqu'un des tubes 37, 38,
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39 et 40 est conducteur c'est-à-dire laisse passer un courant d'anode. Lorsque les tubes sont conducteurs, la tension alter- native est transmise aux commutateurs 43 et 44 à travers les résistances 41 et 42. Lorsque les contacts 43 et 44 sont fermés, les condensateurs 45 et 46 se chargent et forment aveo les résistances 41 et 42 respectivement des circuits inté- grateurs.
Les tubes 37, 39 et 38, 40 sont à présent commandés à travers les résistances 47, 49 et 48,50 respectivement.
C'est à travers ces résistances que sont appliquées aux grille de commande respectives les trains d'impulsions rectangulaires qui sont reçus aux bornes 51 et 52. Le rapport d'impulsions du train d'impulsions rectangulaires est 1:1. La fréquence de répétition représente la fréquence de rotation de l'arbre portant l'échantillon.
Les impulsions du second train sont cependant ddpha- odes de 90 par rapport aux impulsions du premier train d'impulsions.
Les tensions emmagasinées dans les condensateurs 45 et 46 peuvent alors servir à déterminer la position angulaire et la valeur du balourd ou la valeur des composantes du ba- lourd ainsi qu'il est décrit dans la brevet allemand No.
1.108.475.
Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 2 la tension alternative d'entrée cet appliquée à deux réseaux intégrateurs en série constitués par les résistances 53 et 54 et les condenateurs 55 ot 56. Les résistances 53 et 54 sont réalisées saus la forme de résistances photoélectriques et montées dans un boîtier commun 58 avec une lampe 57. La lampe
57 est alimentée par une tension proportionnelle au nombre de
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tours de l'échantillon. Les roseaux R-C 53, 55 et 54, 56 sont accordés de telle sorte que pour le nombre de tours nominal de l'échantillon, il existe entre l'entrée 60 et la sortie 61 une chute de tension d'environ 20 à 30%.
Lorsque change le nombre de tours, l'intensité lumineuse de la lampe 57 augmente de sorte que les valeurs des résistances 53 et 54 diminuent.
Par un dimensionnement judicieux du courant de la lampe et des valeurs des résistances photoélectriques, il est ainsi possi- ble, pour une gamme des nombres de tours de 1 à 3, de mainte- nir l'affaiblissement de tension à la sortie 61 constante par rapport à la tension à l'entrée 60 et le déphasage do la tension entre l'entrée et la sortie indépendant du nombre de tours à réaliser. A la sortie 61 des réseaux intégrateurs, la tension est-traitée comme dans le circuit représenté sur la figure 1.