FR2869989A1 - Dispositif de mesure de charge et machine comprenant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Dispositif de mesure de charge destiné à être associé à un palier à roulement 1 du type comprenant une bague tournante et une bague non tournante, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de charge 4, 20 de type résistif sensible à la pression et permettant de déterminer un effort appliqué perpendiculairement audit capteur. Le dispositif comprend en outre un manchon 2, 21 intermédiaire dans lequel vient se loger la bague non tournante du roulement, ledit manchon comprenant un corps 3, 22 dans l'épaisseur duquel est ménagée au moins une fente 13 destinée à recevoir le capteur 4, ladite fente 13 débouchant au niveau d'une surface latérale 3f du corps du manchon et ladite fente étant délimitée, dans le sens d'application des charges sur le capteur 4, par deux parois 13a, 13b espacées d'une distance sensiblement constante, le capteur 4 comportant une bande souple sensible à la pression exercée, directement ou indirectement, par les parois 13a, 13b perpendiculairement aux faces opposées dudit capteur 4.

Description

Dispositif de mesure de charge et machine comprenant un tel dispositif.

La présente invention concerne un dispositif de mesure de charge mécanique sur un palier, en particulier un palier à roulement.

La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de mesure de charge destiné à être en contact avec un palier à roulement du type comprenant une bague tournante et une bague non tournante. Le dispositif comprend au moins un capteur de charge permettant de déterminer un effort appliqué perpendiculairement audit capteur.

On connaît, par la demande de brevet DE-A-101 36 438, un roulement pourvu de capteurs piézoélectriques montés entre la bague extérieure et le logement de ladite bague extérieure. De tels capteurs piézoélectriques présentent l'inconvénient majeur de ne fournir les informations recherchées uniquement lorsque le roulement tourne. Or, de nombreuses applications nécessitent de connaître les charges appliquées sur le roulement indépendamment de la rotation dudit roulement.

On connaît également, par le brevet US 4 203 319, un dispositif de mesure de charge comprenant des jauges de contraintes aptes à déterminer des charges statiques, lesdites jauges étant destinées à être montées, en différents points, sur une des bagues de roulement dans des encoches usinées. Le dispositif présente l'inconvénient de nécessiter l'utilisation de roulements spécialement usinés engendrant ainsi un important surcoût pour un tel palier à roulement. L'utilisation de telles jauges de contrainte présente également l'inconvénient d'engendrer une mise en oeuvre relativement délicate afin de recevoir les données représentatives de l'état de charge du roulement, cette mise en oeuvre étant incompatible avec une industrialisation en grande série d'un palier.

Le document DE-A-42 18 849, décrit un palier à roulement comprenant une bague tournante, une bague non tournante et un organe intermédiaire annulaire emmanché sur la bague non tournante du roulement. Le palier à roulement comprend, en outre, un dispositif de mesure de charge résistif comprenant un film sensible à la pression permettant la mesure d'une charge sur le roulement, ledit dispositif de mesure étant monté directement entre la bague non tournante et l'organe intermédiaire.

Un tel palier à roulement présente l'inconvénient de nécessiter un emmanchement particulièrement délicat de la bague non tournante à l'intérieur de l'organe intermédiaire afin d'éviter un endommagement du dispositif de mesure. Lors de l'emmanchement de ladite bague, il existe un risque important de détérioration du film pouvant nécessiter un remplacement du dispositif de _ mesure particulièrement préjudiciable pour le prix de revient du palier, ou engendrer un fonctionnement défaillant du palier à roulement instrumenté.

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de mesure de charge aisé à assembler avec un palier à roulement et permettant une mesure particulièrement fiable des charges statiques et dynamiques supportées par le palier.

A cet effet, le dispositif de mesure de charge destiné à être associé à un palier à roulement 1 du type comprenant une bague tournante et une bague non tournante, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de charge 4, 20 de type résistif sensible à la pression et permettant de déterminer un effort appliqué perpendiculairement audit capteur. Le dispositif comprend en outre un manchon intermédiaire dans lequel vient se loger la bague non tournante du roulement, ledit manchon comprenant un corps dans l'épaisseur duquel est ménagée au moins une fente destinée à recevoir le capteur, ladite fente débouchant au niveau d'une surface latérale du corps du manchon et ladite fente étant délimitée, dans le sens d'application des charges sur le capteur, par deux parois espacées d'une distance sensiblement constante, le capteur comportant une bande souple sensible à la pression exercée, directement ou indirectement, par les parois perpendiculairement aux faces opposées dudit capteur.

Un tel dispositif présente l'avantage de comprendre un manchon intermédiaire comprenant un corps équipé d'une fente apte à permettre un montage aisé du capteur, le capteur venant s'ajuster avec un léger jeu entre les parois de la fente. Il suffit de pousser axialement le capteur dans le logement pratiqué dans l'épaisseur du corps pour réaliser le montage. Les efforts exercés sur le capteur lors de son montage se trouvent ainsi particulièrement réduits permettant de limiter sensiblement un éventuel endommagement.

Le capteur est monté dans l'épaisseur du corps du manchon, notamment entre une surface interne d'appui dudit corps destinée à être en contact avec la bague non tournante du roulement et une surface extérieure. En d'autres termes, le manchon intermédiaire permet de supprimer l'opération de montage, généralement délicate, de la bague non tournante du roulement contre le capteur. Il devient ainsi possible d'assembler le dispositif de mesure de charge avant l'opération de montage final du palier sur lequel ledit dispositif est destiné à être monté.

Une telle fente prévue au niveau du manchon permet de réaliser aisément une connexion du capteur avec un moyen apte à traiter les données représentatives de l'état de charge du roulement transmises par capteur.

Avantageusement, le capteur de charge vient en contact avec au moins une des parois délimitant la fente dans le sens d'application des charges.

Le corps du manchon peut comprendre, au niveau de la fente, au moins deux matériaux de nature différente, le capteur venant en contact radial avec au moins un des deux matériaux.

De préférence, le corps du manchon est comprimé radialement de manière à à précontraindre le film à l'intérieur de la fente. Avantageusement, le capteur est monté à l'intérieur de la fente avant l'emmanchement du roulement au niveau du manchon. Ainsi, le serrage de la bague non tournante du roulement provoque un resserrement des parois de la fente de manière à exercer une précontrainte radiale au niveau du capteur. Une telle précontrainte permet non seulement d'obtenir un ensemble unitaire pouvant être manipulé, transporté et monté avec des risques de séparation accidentelle de ses éléments particulièrement faibles, mais surtout de permettre un fonctionnement du capteur limitant sensiblement les phénomènes d'hystérésis et favorisant ainsi la réactivité du dispositif à toute variation de charge. Un tel dispositif dont le corps du manchon est comprimé radialement présente l'avantage d'être particulièrement fiable. En outre, une telle compression est réalisée lors de l'emmanchement de la bague non tournante du roulement au niveau du manchon, ne nécessitant donc pas d'étape supplémentaire spécifique.

Dans un mode de réalisation, la fente se présente sous la forme d'un secteur circulaire centré sur l'axe de rotation du corps du manchon et s'étendant axialement sensiblement sur toute la longueur dudit corps. Une telle fente permet ainsi le montage d'un capteur présentant une dimension axiale relativement importante, pouvant être avantageusement supérieure à la dimension axiale du palier, de manière à obtenir une bonne répartition de la charge au niveau du capteur permettant une mesure particulièrement précise de la charge supportée par le palier.

Avantageusement, le film du capteur comprend une couche d'encre dont la résistance électrique varie en fonction de la pression exercée sur ladite couche, des électrodes encapsulées à l'intérieur du film et venant en appui sur la couche d'encre, le capteur comprenant en outre des éléments de connexion en saillie par rapport à une surface radiale du corps du manchon, aptes à transmettre une donnée représentative de l'état de charge du roulement.

De préférence, la surface radiale du corps du manchon comprend une empreinte creuse à l'intérieur de laquelle est montée une carte comprenant un circuit imprimé, ledit support étant équipé de trous aptes à coopérer avec les éléments de connexion du capteur pour permettre la transmission vers l'extérieur du dispositif des données représentatives de l'état de charge du roulement.

Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend deux fentes, chacune desdites fentes comprenant un capteur. Les fentes peuvent avantageusement être circonférentiellement décalées l'une par rapport à l'autre. Avec une telle disposition, il devient ainsi possible de pouvoir mesurer des efforts dans différentes directions.

Une carte peut recouvrir au moins en partie les fentes, chacun des capteurs, montés à l'intérieur des fentes, étant connectés à ladite carte comprenant un circuit imprimé. Il devient ainsi possible de pouvoir traiter les données représentatives de l'état de charge du roulement transmis par le capteur avec une seule carte, et d'obtenir un dispositif de mesure de charge encore plus économique.

Dans un autre mode de réalisation, le capteur est disposé de façon que les efforts à mesurer s'appliquent sur la couche d'encre du film dudit capteur, l'autre capteur étant un capteur de référence. Les capteurs peuvent avantageusement être reliés électriquement en pont de manière à effectuer une mesure différentielle entre les capteurs.

Il devient ainsi possible avec un tel dispositif d' obtenir une mesure particulièrement fiable de la charge supportée par le roulement, notamment dans le cas où le dispositif est soumis à des variations dimensionnelles dues à des variations thermiques.

L'invention concerne également une machine, notamment une machine à laver, comprenant une partie fixe, une partie mobile, et un dispositif de mesure de charge destiné à être associé à un palier à roulement 1 du type comprenant une bague tournante et une bague non tournante, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de charge 4, 20 de type résistif sensible à la pression et permettant de déterminer un effort appliqué perpendiculairement audit capteur. Le dispositif comprend en outre un manchon intermédiaire dans lequel vient se loger la bague non tournante du roulement, ledit manchon comprenant un corps dans l'épaisseur duquel est ménagée au moins une fente destinée à recevoir le capteur, ladite fente débouchant au niveau d'une surface latérale du corps du manchon et ladite fente étant délimitée, dans le sens d'application des charges sur le capteur, par deux parois espacées d'une distance sensiblement constante, le capteur comportant une bande souple sensible à la pression exercée, directement ou indirectement, par les parois perpendiculairement aux faces opposées dudit capteur.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture 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 en coupe axiale d'un palier à roulement comprenant un dispositif de mesure de charge selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue de côté du palier à roulement de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective du palier à roulement de la figure 1, le figure 4 est une vue en coupe axiale d'un élément du dispositif de mesure de charge selon un second mode de réalisation de l'invention, la figure 5 est une vue de détail d'un capteur d'un dispositif de mesure selon l'invention, et - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un palier à roulement comprenant un dispositif de mesure de charge selon un troisième mode de réalisation de l'invention.

Comme illustré sur la figure 1, le palier à roulement, référencé 1 dans son ensemble, d'axe la, est monté à l'intérieur d'un manchon 2 intermédiaire comprenant un corps 3 à l'intérieur duquel est disposé un premier capteur 4 de charge connecté à une carte 5 apte à traiter 20 des données transmises par ledit capteur 4.

Le palier à roulement 1 comprend une bague intérieure 6, une bague extérieure 7, entre lesquelles sont logés des éléments roulants, réalisés ici sous forme de billes 8, une cage 9 de maintien de l'espace circonférenciel des billes 8, et deux flasques d'étanchéité 10 et 11 métalliques formant des passages étroits.

La bague intérieure 6 est de type massive. On entend par bague de type massive une bague dont la forme est obtenue par usinage avec enlèvement de copeaux (tournage, rectification) à partir de tubes, de barres, d'ébauches forgées et/ou roulées. La bague intérieure 6 10 15 comprend un alésage 6a de forme cylindrique délimité par des surfaces latérales radiales 6b et 6c opposées, et une surface cylindrique extérieure 6d à partir de laquelle est formée une gorge circulaire 6e présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement pour les billes 8, du côté intérieur orienté vers le haut.

La bague extérieure 7, également de type massive, comprend une surface cylindrique extérieure 7a délimité par des surfaces frontales radiales 7b et 7c opposées, et un alésage 7d de forme cylindrique à partir duquel est formé une gorge circulaire 7e présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement pour les billes 8, du côté intérieur orienté vers le bas. La bague extérieure 7 comprend sur l'alésage 7d deux rainures annulaires 7f, 7g respectivement à proximité des surfaces radiales 7b et 7c. Les rainures 7f et 7g sont sensiblement symétriques entre elles par rapport à un plan passant par le centre des billes 8.

Les flasques d'étanchéité 10 et 11, aptes à empêcher l'intrusion d'éléments extérieurs indésirables, sont respectivement montés dans les rainures annulaires 7f et 7g et viennent à proximité de portions de la surface extérieure cylindrique 6d de la bague intérieure 6. En d'autres termes, les flasques d'étanchéité 10, 11 sont disposés radialement entre les bagues intérieure et extérieure 6, 7. Le flasque d'étanchéité 10 est monté axialement entre les billes 8 et les surfaces radiales 6b, 7b des bagues 6, 7. D'une manière analogue, le flasque d'étanchéité 11 est monté axialement entre les billes 8 et les surfaces radiales 6c, 7c desdites bagues 6, 7.

Le manchon 2, comprenant le corps 3 de forme générale annulaire, est réalisé ici en matière synthétique, par exemple en polyamide 6.6 chargé en fibres de verre. Bien entendu, il est également possible de prévoir le corps 3 dans un autre type de matériau par exemple dans un matériau métallique.

Le corps 3 comprend une portion axiale annulaire 3a comprenant un alésage 3b à l'intérieur duquel est emmanchée la bague extérieure 7 du roulement 1. En d'autres termes, le corps 3 supporte le roulement 1. Le corps 3 comprend, au niveau de l'alésage 3b, une nervure 3c dirigée radialement vers l'intérieur et offrant une surface d'appui à la surface radiale 7b de la bague extérieure 7. La nervure 3c est disposée à une extrémité axiale de l'alésage 3b et affleure la surface radiale 3g. La nervure 3c présente une dimension radiale sensiblement supérieure à celle de la surface radiale 7b de la bague extérieure 7. La portion axiale 3a se prolonge radialement vers l'extérieur, du côté opposé à la nervure 3c, par une collerette 3d radiale apte à servir de bride et sur laquelle sont formés une pluralité de trous de fixation 12 (figures 2 et 3) répartis circonférentiellement. Les trous de fixation 12 permettent d'assurer la fixation du roulement 1 par exemple au moyen de vis, dans un ensemble mécanique, tel qu'un châssis ou un bâti de machine à laver. La portion axiale 3a, la nervure 3c et la collerette 3d sont monobloc.

La portion axiale 3a comprend dans son épaisseur des logements, ici des fentes 13, 14 (figures 2 et 3) se présentant sous la forme de secteurs circulaires centrés sur l'axe de rotation du corps 3 du manchon 2, confondu avec l'axe de rotation la. Les fentes 13, 14 sont situées radialement entre l'alésage 3b et la surface extérieure 3e du corps 3, ici sensiblement à mi-distance desdites surfaces 3b, 3e. Les fentes 13, 14 sont respectivement délimitées radialement par deux portions cylindriques formant des parois 13a, 13b et 14a, 14b (figure 3), séparées dans le sens radial, c'est-à-dire dans le sens d'application des charges à mesurer, par une distance fixe. Lesdites parois peuvent être par exemple espacées initialement de 0,25 mm. Les fentes 13, 14 s'étendent sensiblement axialement le long du corps 3 du manchon 2 et débouchent au niveau de surfaces latérales radiales 3f et 3g opposées. La portion centrale de la fente 13 est décalée, dans le sens circonférentiel, sensiblement de 90 par rapport à la portion centrale de la fente 14, chaque fente 13, 14 s'étendant sensiblement sur un secteur circulaire, de l'ordre de 50 à 80 .

La surface latérale 3f du corps 3 comprend une empreinte creuse 15 (figure 3) comprenant une surface radiale 16 se présentant sous la forme de deux secteurs angulaires 16a et 16b, ladite surface radiale 16 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du bord intérieur du corps 3. Le premier secteur angulaire 16a, de l'ordre de 15 à 25 , comprend une dimension radiale réduite par rapport au second secteur angulaire 16b. Le second secteur angulaire 16b s'entend ici angulairement entre 40 et 55 . L'empreinte creuse 15 est agencée de manière à permettre un ajustement précis de la carte 5, par exemple une carte de circuit imprimé pouvant comprendre un circuit de pré traitement et de traitement d'un signal, ladite carte 5 recouvrant ici partiellement chacune des fentes 13, 14 et venant en saillie radiale vers l'intérieur par rapport au bord intérieur du corps 3. Des trous de fixation 17 (figure 3), ici au nombre de deux, sont formés dans l'empreinte creuse 15 pour permettre une fixation du support 1 sur le corps 3 du manchon 2, par exemple au moyen de vis 17a ou organes de fixation analogues (figures 1 et 2). La carte 5 comprend d'une manière analogue des trous de fixation (non représentés) permettant le passage desdites vis 17a. La carte 5 comprend, au niveau du second secteur angulaire 16b, une languette radiale de connexion 5a. La languette radiale 5a s'étend radialement le long d'un évidemment 19 prévu sur la collerette 3d du corps 3, le bord extérieur de la languette radiale 5a étant décalé vers l'intérieur par rapport à la périphérie de la collerette 3d. La carte 5 comprend des trous débouchants 5b, 5c, des éléments conducteurs 5d, 5e imprimés, à proximité desdits trous 5b, 5c, destinés respectivement à assurer une transmission d'information vers des têtes de connexion 5f, 5g intégrées à la carte 5 et montées radialement au niveau de la languette radiale 5a. Les têtes de connexion 5f, 5g permettent l'alimentation des capteurs et la transmission des signaux vers l'extérieur du roulement 1.

A l'intérieur de la fente 13 est disposé le premier capteur de charge 4, qui s'étend axialement le long de la fente 13. L'épaisseur de la fente 13 est prévue pour recevoir le capteur 4, présentant une épaisseur initiale de l'ordre de 0,2 mm, de façon à ce qu'il puisse venir se glisser sans effort avec un jeu radial faible entre les parois de la fente. Un second capteur de charge 20, identique au capteur 4, est monté à l'intérieur de la fente 14. Comme illustré plus visiblement sur la figure 5, le capteur de charge 4 se présente sous la forme d'une bande comportant un film 4a souple isolant dont l'épaisseur est adaptée pour permettre un montage aisé dudit capteur dans la fente 13. Le film 4a comprend une portion 4b sensible à la pression dans laquelle sont encapsulées des électrodes (non représentées), venant en appui sur une couche d'encre sensible à la pression représentée schématiquement en pointillé, dont la valeur de résistance est reliée linéairement avec la pression exercée sur ladite encre. La relation est donnée par la formule suivante: R=K/F, dans laquelle R représente la résistance électrique, K une constante prédéterminée, F étant l'effort appliqué perpendiculairement à la surface de la portion 4b du film 4a.

Des éléments conducteurs, tels que des fils 4c reliés à la portion sensible 4b, permettent par circulation de courant électrique de transmettre les données représentatives de l'état de charge du roulement 1 émises par le capteur 4, lesdits fils 4c comprenant des extrémités de connexion 4d, telles que des fiches, en saillie par rapport à la surface latérale du film 4a. Les extrémités de connexion 4d, ici au nombre de deux, sont ici en saillie axiale par rapport à la surface radiale 16 de l'empreinte creuse 15 pour pénétrer à l'intérieur des trous 5b (figure 2) de la carte 5 lors du montage de ladite carte 5 sur le manchon 2, lesdites extrémités de connexion étant ensuite reliées aux éléments conducteurs 5b classiquement par un point de soudure. D'une manière analogue, le second capteur 20 comprend un film équipé d'une portion sensible à l'intérieur de laquelle sont encapsulées des électrodes venant en appui sur un couche d'encre sensible à la pression, et des fils comprenant des extrémités de connexion 20d (figure 2) coopérant avec des alvéoles 5c du support 5.

Ce type de capteur à base d'encre colloïdale sensible à la pression est connu par le document EP-B-O 871 681. Ce type d'encre comprend, par exemple, un liant polymère élastique et une charge pour ledit polymère de nanoparticules semi-conductrices, pouvant être en carbone, disposées dans le liant. L'encre solidifiée peut présenter une résistivité d'environ 102 à 10' ohms-centimètres, et une sensibilité dans la gamme de 0,44 à 132000 microSiemens/kg, les particules représentant environ 1% à environ 7% du poids de l'encre.

Le premier capteur 4 peut avantageusement être utilisé en tant que capteur dit de mesure, et monté de façon que la charge radiale statique supportée par le roulement 1 s'exerce sur la portion 4b du capteur de façon sensiblement perpendiculaire, une variation de charge se traduisant par une variation de compression de ladite zone 4b permettant ainsi une mesure de la charge radiale sur le roulement 1 par le biais de la variation de la résistance électrique. Le second capteur peut avantageusement être utilisé en tant que capteur de référence disposé de façon que la charge radiale statique supportée par le roulement 1 ne s'applique pas sur la portion sensible du capteur 20.

Par exemple, si l'on souhaite connaître, par le biais d'un tel roulement, la charge statique de linge dans un tambour d'une machine à laver le linge, on dispose le premier capteur 20 dans la partie basse du roulement. La détermination de la charge du tambour se fera par mesure de la variation de la résistance du capteur 4 entre l'état vide et l'état chargé du tambour. La disposition avec deux capteurs 4, 20 reliés électriquement entre eux, permet de procéder à une mesure différentielle en pont sur les capteurs 4, 20. En mesurant les différences de résistance du capteur 4 par rapport au capteur 20 de référence, on peut ainsi éliminer des anomalies de mesure qui pourraient résulter de variations dimensionnelles, dues par exemple à des variations de température, engendrant une variation de la pression au niveau des capteurs 4, 20.

Outre le fait d'obtenir des mesures de charges statiques plus fiables, une disposition avec deux capteurs 4, 20 permet également d'obtenir des informations sur les charges dynamiques en rotation dues par exemple au balourd du tambour.

Pour monter le dispositif, on monte les capteurs 4, 20 souples et la carte 5 à l'intérieur du corps 3 du manchon 2 avant l'emmanchement du roulement 1 afin que le serrage de la bague extérieure 7 au niveau de l'alésage du corps 3 provoque en resserrement des fentes 13, 14 de manière à immobiliser les capteurs 4, 20 et à les précontaindre radialement afin de s'affranchir d'éventuels problèmes d'hystérésis qui pourraient nuire à la fiabilité de la mesure de charge. Avec un tel roulement, il n'est pas nécessaire de prévoir un élément supplémentaire augmentant le coût du roulement permettant de contraindre le corps 3 du manchon 2.

Le mode de réalisation illustré sur la figure 4 diffère du précédent en ce que la fente 13 présente une épaisseur agrandie. En d'autres termes, la distance radiale entre les parois 13a et 13b est sensiblement supérieure à l'épaisseur du capteur facilitant ainsi le montage dudit capteur 4 à l'intérieur du corps 3, par exemple en caoutchouc. Le capteur 4 est monté en contact radial avec une des parois de la fente 13, ici la paroi 13a. La fente 13 est ensuite remplie avec une matière synthétique, par exemple une résine 23 qui durcit en polymérisant. Le corps 3 comprend ainsi, après le remplissage de la fente 13, une couche de résine 23 venant en contact radial avec une des faces du capteur 4 et les parois 13a, 13b de la fente 13. En d'autres termes, les efforts de compression sont alors transmis entre la paroi 13b de la fente 13 et une face sensible du capteur 4 par l'intermédiaire de la couche de résine 23. Dans ce mode de réalisation, le corps 3 est réalisé en deux matériaux différents, le polyamide pour la structure de base résistante du corps 3 et une résine polymérisable pour le remplissage des fentes 13, 14. Bien entendu, il est envisageable de monter le capteur 4 de manière qu'il soit sur deux faces opposées en contact radial avec la couche de résine. En d'autres termes, le capteur 4 peut être noyé à l'intérieur de ladite couche. Il est également envisageable de prévoir des couches de résine de nature différente à l'intérieur de la fente 13.

Le mode de réalisation illustré sur la figure 6 diffère du précédent, en ce que le manchon 21 équipé d'un corps annulaire 22, réalisé ici en matière synthétique, comprend une portion axiale 22a sur laquelle est emmanchée la bague intérieure 6 du roulement 1 qui est fixe ici. La portion axiale 22a est prolongée à une extrémité par une collerette radiale 22b offrant une surface d'appui à la surface radiale de la bague intérieure 6. En d'autres termes, la collerette 22b présente une dimension radiale supérieure à celle de la bague intérieure 6. D'une manière analogue au mode de réalisation précédent, le corps 23 comprend des fentes 13 à l'intérieur desquelles sont montés des capteurs 4 de type résistif, et une carte 5 apte à traiter des données transmises par lesdits capteurs 4. Le corps 3 comprend, en outre, un trou fileté 22, coaxial avec l'axe la du roulement 1, de façon à permettre par exemple la fixation du manchon sur un arbre fixe (non représenté).

On pourrait, sans sortir de l'invention, prévoir un dispositif comportant plus de deux capteurs afin de pouvoir détecter des charges multidirectionnelles.

Quelque que soit le mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure de charge offre de nombreux avantages, parmi lesquels une utilisation possible de roulement standard fabriqué en très grande série ne nécessitant pas la fabrication d'une bague munie d'une encoche usinée génératrice de déchets, et de coûts supplémentaires. D'autre part, le manchon intermédiaire permet un montage particulièrement aisé du palier instrumenté dans un ensemble mécanique.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1/Dispositif de mesure de charge destiné à être associé à un un palier à roulement (1) du type comprenant une bague tournante et une bague non tournante, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de charge (4, 20) de type résistif sensible à la pression et permettant de déterminer un effort appliqué perpendiculairement audit capteur, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un manchon (2, 21) intermédiaire dans lequel vient se loger la bague non tournante du roulement, ledit manchon comprenant un corps (3, 22) dans l'épaisseur duquel est ménagée au moins une fente (13) destinée à recevoir le capteur (4), ladite fente (13) débouchant au niveau d'une surface latérale (3f) du corps du manchon et ladite fente étant délimitée, dans le sens d'application des charges sur le capteur (4), par deux parois (13a, 13b) espacées d'une distance sensiblement constante, le capteur (4) comportant une bande souple sensible à la pression exercée, directement ou indirectement, par les parois (13a, 13b) perpendiculairement aux faces opposées dudit capteur (4).

2/Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le capteur de charge (4) vient en contact avec au moins une des parois (13a, 13b) délimitant la fente (13) dans le sens d'application des charges.

3/Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le corps (3) du manchon comprend, au niveau de la fente (13), au moins deux matériaux de nature différente, le capteur venant en contact radial avec au moins un des deux matériaux.

4/Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le corps (3) du manchon est comprimé radialement de manière à précontraindre le film (4) à l'intérieur de la fente.

5/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la fente (13) se présente sous la forme d'un secteur circulaire centré sur l'axe de rotation du corps (3) du manchon et s'étendant axialement sensiblement sur toute la longueur dudit corps.

6/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que le film du capteur comprend une couche d'encre dont la résistance électrique varie en fonction de la pression exercée sur ladite couche, des électrodes encapsulées à l'intérieur du film et venant en appui sur la couche d'encre, le capteur comprenant en outre des éléments de connexion (4d) en saillie par rapport à une surface radiale (3f) du corps du manchon, aptes à transmettre une donnée représentative de l'état de charge du roulement.

7/Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la surface radiale (3f) du corps du manchon comprend une empreinte creuse (15) à l'intérieur de laquelle est montée une carte (5) comprenant un circuit imprimé, ledit support étant équipé de trous (5b) aptes à coopérer avec les éléments de connexion du capteur pour permettre la transmission vers l'extérieur du dispositif des données représentatives de l'état de charge du roulement.

8/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend deux fentes (13,14), chacune desdites fentes comprenant un capteur (4, 20).

9/Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les fentes (13, 14) sont circonférentiellement décalées l'une par rapport à l'autre.

10/Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait qu'une carte(5) recouvre au moins en partie les fentes, chacun des capteurs (4, 20), montés à l'intérieur des fentes (13, 14), étant connectés à ladite carte (5) comprenant un circuit imprimé.

11/Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait qu'un capteur (4) est disposé de façon que les efforts à mesurer s'appliquent sur la couche d'encre du film dudit capteur (4), l'autre capteur étant un capteur de référence (20).

12/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que les capteurs (4, 20) sont reliés électriquement en pont de manière à effectuer une mesure différentielle entre les capteurs.

13/Machine, notamment une machine à laver, comprenant une partie fixe, une partie mobile, et un dispositif de mesure de charge destiné à être associé à un palier à roulement (1) du type comprenant une bague tournante et une bague non tournante, ledit dispositif comprenant au moins un capteur de charge (4, 20) de type résistif sensible à la pression et permettant de déterminer un effort appliqué perpendiculairement audit capteur, caractérisé par le fait que le dispositif comprend en outre un manchon (2, 21) intermédiaire dans lequel vient se loger la bague non tournante du roulement, ledit manchon comprenant un corps (3, 22) dans l'épaisseur duquel est ménagée au moins une fente (13) destinée à recevoir le capteur (4), ladite fente (13) débouchant au niveau d'une surface latérale (3f) du corps du manchon et ladite fente étant délimitée, dans le sens d'application des charges sur le capteur (4), par deux parois (13a, 13b) espacées d'une distance sensiblement constante, le capteur (4) comportant une bande souple sensible à la pression exercée, directement ou indirectement, par les parois (13a, 13b) perpendiculairement aux faces opposées dudit capteur (4).