FR3022343A1 - Procede d'identification d'une unite de roulement montee fonctionnelle dans un ensemble mecanique. - Google Patents
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Abstract
Procédé d'identification d'une unité de roulement (4) comportant une partie rotative (5) et une partie fixe (6), dans lequel un codeur (9) est porté par la partie rotative et comprend une piste codante avec une structure codante périodique comportant au moins une discontinuité de périodicité, et un capteur (10) associé à la partie fixe est placé en regard de la piste codante. Le procédé comporte les étapes de : - mesurer un signal de piste codante au cours d'une rotation de la partie rotative (5) par rapport à la partie fixe (6), - déterminer un signal de discontinuité de périodicité à partir du signal de piste codante, - extraire d'une base de données un identifiant d'unité de roulement associé au signal de discontinuité de périodicité.
Description
Procédé d'identification d'une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique L'invention concerne le domaine des procédés et systèmes d'identification d'une unité de roulement, en particulier d'une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique, par exemple parmi une pluralité d'unité de roulement. Dans le contexte de l'invention, l'on entend par « unité de roulement », un ensemble constituant un roulement ou incluant un roulement et comprenant une partie rotative par rapport à une partie fixe, typiquement, au moins, une bague externe et une bague interne, les deux bagues étant coaxiales et espacées radialement, et une pluralité de corps roulants interposés entre les deux bagues et coopérant avec des chemins de roulement ménagés sur celles-ci, moyennant généralement une cage de roulement. Dans le contexte de l'invention on entend par « une partie rotative par rapport à une partie fixe », que lesdites parties sont en rotation relative l'une par rapport à l'autre. En particulier, le terme « fixe » de l'expression « partie fixe » doit être compris comme permettant d'identifier une partie parmi lesdites deux parties du roulement en rotation relative et n'est pas limitatif quant au mouvement possible de la « partie fixe » par rapport à d'autres éléments que la « partie rotative », en particulier d'autres éléments de l'unité de roulement ou de l'ensemble mécanique sur lequel est implanté l'unité de roulement. Dans le contexte de l'invention, une telle unité de roulements est montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique qui peut être un engin à roues, comme par exemple un train ou un engin automobile, mais peut également être une machine fixe telle qu'une éolienne ou une machine-outil d'une chaîne d'assemblage, cette liste n'étant pas limitative. L'ensemble mécanique est ainsi plus généralement un ensemble comportant des pièces tournantes par rapport à des pièces fixes, l'unité de roulement étant, d'une part portée par une pièce fixe, par exemple une structure portante d'un engin (châssis), d'autre part, portant une pièce tournante, par exemple un arbre rotatif de roue. De façon typique, l'ensemble mécanique comporte une pluralité d'unités de roulement. Il est fréquent d'associer à de tels ensemble mécaniques un système de diagnostic de l'état structurel, présent ou prévisionnel, de la pluralité d'unités de roulement implantées pour suivre leur état structurel au regard de la normalité du fonctionnement ou de la sécurité ou de la maintenance ou de la nécessité de remplacer ou de prévoir de remplacer l'unité de roulement par une unité de roulement neuve ou du moins ayant un état structurel convenable. Le document FR 2 944 875 décrit par exemple un procédé de détection d'un défaut structurel d'un ensemble mécanique comprenant un organe tournant tel qu'une unité de roulement. Selon ce procédé, on mesure la vitesse instantanée de rotation et on traite la vitesse ainsi mesurée de sorte à déduire l'apparition d'un défaut (c'est-à-dire une modification inacceptable de l'état structurel) de l'unité de roulement. Un système de diagnostic permet donc, par une mesure et une collecte dans le temps de la valeur d'un paramètre des conditions de roulage des unités de roulement caractéristique de leur état structurel, de détecter une altération de l'état de surface des chemins de roulement, de la bague, ou des corps roulants eux-mêmes, tel qu'un écaillage, ou une détérioration plus ou moins importante de la cage du roulement, qui peut avoir pour effet une irrégularité de la rotation, voire son blocage et in fine une destruction plus ou moins importante de l'unité de roulement. L'initiation d'une telle altération de l'unité de roulement est peu décelable voire invisible à outre d'ailleurs qu'elle peut être masquée à la vue par des organes de l'unité de roulement ou de l'ensemble sur lequel il est implanté.
Le diagnostic de l'état structurel d'une unité de roulement est ainsi obtenu par l'analyse d'un paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement mesuré et collecté dans le temps. Pour permettre de conclure quant à l'état structurel de l'unité de roulement, des moyens de calcul analysent les valeurs des paramètres en fonction de caractéristiques mécaniques associées à l'unité de roulement dans une base de données. Ces caractéristiques mécaniques associées à l'unité de roulement sont par exemple fonctions du modèle d'unité de roulement ou encore de son origine. Le diagnostic est donc fortement dépendant de la fiabilité de cette association entre les caractéristiques mécaniques de la base de données et l'unité de roulement réellement montée dans l'ensemble mécanique. Lorsque la fiabilité de cette association n'est pas assurée, c'est-à-dire lorsqu'il semble possible que l'unité de roulement installée ne présente pas les caractéristiques mécaniques supposées, par exemple parce qu'elle ne semble pas correspondre au modèle d'unité de roulement censément installé, il est généralement difficile, voire impossible, d'accéder à l'unité de roulement sans mettre à l'arrêt et démonter l'ensemble mécanique. Par conséquent, il existe donc un besoin pour un procédé d'identification d'une unité de roulement qui permette une identification fiable de l'unité de roulement même montée fonctionnelle dans l'ensemble mécanique. Plus particulièrement, il existe le besoin de disposer d'un système et d'un procédé d'identification d'une unité de 20 roulement qui soit, d'une part, peu encombrant, simple et économique à installer sur un parc d'ensemble mécanique et qui soit, d'autre part, peu consommateur et/ou autonome en énergie électrique. Dans le contexte de l'invention, on entend par « identification d'une unité de roulement » l'association d'un identifiant à une unité de roulement, l'identifiant pouvant être une donnée d'identification propre telle qu'un 25 numéro de série ou d'une donnée d'identification commune à un certain nombre d'unités de roulement telle par exemple qu'un modèle d'unité de roulement, un numéro de référence ou encore une référence à l'origine de l'unité de roulement, par exemple à l'entreprise ou l'usine de provenance de l'unité de roulement, cette liste n'étant pas limitative. Un même identifiant d'unité de roulement peut en particulier comporter des données d'identification propre ainsi que des données d'identification commune. 30 Un tel identifiant permet en particulier d'assurer la fiabilité des caractéristiques mécaniques associées à l'unité de roulement dans une base de données et donc de garantir le diagnostic de l'état structurel de l'unité de roulement. Plus généralement, l'invention peut trouver une application dans tous les domaines dans lesquels il est 35 souhaitable de pouvoir identifier une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique de façon fiable, économique, compacte et autonome en énergie. A cette fin, l'invention a pour premier objet un procédé d'identification d'une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique et comportant une partie rotative par rapport à une partie fixe, 40 dans lequel un codeur est porté de façon fixe sur la partie rotative de l'unité de roulement, le codeur comprenant au moins une piste codante munie d'une pluralité d'éléments codants juxtaposés de façon à former une structure codante périodique, la structure codante périodique comportant au moins une discontinuité de périodicité, dans lequel au moins un capteur est associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement de sorte que le capteur soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur, le procédé comportant les 45 étapes de : 15 - mesurer au moins un signal de piste codante pour une pluralité de points de mesure au cours d'une rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe, - déterminer, pour au moins un point de mesure, un signal de discontinuité de périodicité à partir dudit signal de piste codante, le signal de discontinuité de périodicité étant représentatif de la discontinuité de périodicité de la structure codante périodique, - extraire d'une base de données d'identifiants d'unité de roulement un identifiant d'unité de roulement associé au signal de discontinuité de périodicité. Selon une réalisation, la pluralité d'éléments codants est une pluralité de pôles magnétiques, notamment une succession alternée de pôles magnétiques Nord et Sud. Selon une réalisation, une majorité d'éléments codants parmi la pluralité d'éléments codants est telle que chaque élément codant de ladite majorité d'éléments codants : - présente une longueur angulaire sensiblement égale à une longueur angulaire de référence, et - est séparé respectivement de deux éléments codants adjacents par des écarts angulaires respectivement sensiblement égaux à des écarts angulaires de référence. Selon une réalisation, au moins un élément codant de discontinuité parmi la pluralité d'éléments codants présente une longueur angulaire différant sensiblement de la longueur angulaire de référence, en particulier une longueur angulaire supérieure de plus de dix pourcent à la longueur angulaire de référence ou une longueur angulaire inférieure de plus de dix pourcent à la longueur angulaire de référence, de sorte à former une discontinuité de périodicité dans la structure codante périodique. Selon une réalisation, au moins un élément codant de discontinuité parmi la pluralité d'éléments codants présente un écart angulaire avec un élément codant adjacent différant sensiblement d'un écart angulaire de référence, en particulier un écart angulaire supérieur de plus de dix pourcent à l'écart angulaire de référence ou un écart angulaire inférieur de plus de dix pourcent à l'écart angulaire de référence, de sorte à former une discontinuité de périodicité dans la structure codante périodique.
Selon une réalisation, la discontinuité de périodicité de la structure codante périodique présente une longueur angulaire totale de discontinuité inférieure à un quart d'une longueur angulaire totale de la piste codante, de préférence inférieure à un dixième d'une longueur angulaire totale de la piste codante. Selon une réalisation, la structure codante périodique de la piste codante comporte une unique discontinuité de périodicité. Selon une réalisation, la structure codante périodique de la piste codante comporte une pluralité de discontinuités de périodicité, chaque discontinuité de périodicité étant séparée respectivement de deux discontinuités de périodicité adjacentes par des portions périodiques respectives de la structure codante périodique.
Selon une réalisation, le capteur fixe comporte une pluralité d'éléments sensibles et est apte à délivrer deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature sensiblement parfaite, l'étape de mesurer au moins un signal de piste codante comporte la mesure des deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature à une pluralité d'instants de mesure au cours de la rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe, l'étape de déterminer un signal de discontinuité de périodicité comporte : - la sommation des carrés respectifs des deux signaux analogiques Si et S2 en quadrature pour former un signal composite S, et - la détermination d'un écart du signal composite S à une valeur constante de référence pour former le signal de discontinuité de périodicité.
Selon une réalisation, le procédé comporte une étape de détermination d'une fréquence instantanée du signal de piste codante pour une pluralité de points d'échantillonnage au cours de la rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe, ladite fréquence instantanée étant représentative de la vitesse instantanée de rotation de la partie rotative par rapport à la partie fixe de l'unité de roulement à une majorité de points d'échantillonnage parmi la pluralité de points d'échantillonnage. Selon une réalisation, pour déterminer le signal de discontinuité de périodicité, on détermine, à au moins un point d'échantillonnage associé à la discontinuité de périodicité, un signal de discontinuité de périodicité formé par : - d'une part, un écart de fréquence entre une fréquence instantanée du signal de piste codante audit point d'échantillonnage et une fréquence de référence, et - d'autre part, un écart d'amplitude entre une amplitude instantanée du signal de piste codante audit point d'échantillonnage et une amplitude de référence. Selon une réalisation, la fréquence de référence et l'amplitude de référence sont déterminées à partir du signal de piste codante. Selon une réalisation, le signal de piste codante est mesuré sur plusieurs tours complets de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe.
Selon une réalisation, au moins deux capteurs sont associés de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement, les deux capteurs étant placés respectivement en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur, les deux capteurs étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. L'invention a également pour objet un procédé d'identification et de diagnostic de l'état structurel d'une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique dans lequel on met en oeuvre un procédé d'identification de l'unité de roulement tel que décrit ci-avant, le procédé d'identification et de diagnostic comprenant en outre les étapes de : - déterminer un paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement, caractéristique de son état structurel, à partir du signal de piste codante, - extraire d'une base de données de caractéristiques mécaniques au moins une valeur significative prédéterminée du - ou fonction du - paramètre caractéristique, associée à l'identifiant d'unité de roulement, et - fournir une information de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement à partir du paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement et de la valeur significative prédéterminée.
L'invention a encore pour objet un codeur pour une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique et comportant une partie rotative par rapport à une partie fixe, le codeur comprenant au moins une piste codante munie d'une pluralité d'éléments codants juxtaposés de façon à former une structure codante périodique, le codeur étant associé de façon fixe à la partie rotative de l'unité de roulement de sorte qu'au moins un capteur associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur, le codeur étant caractérisé en ce que la structure codante périodique comporte au moins une discontinuité de périodicité.
L'invention a également pour objet un ensemble codeur/capteur pour une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique et comportant une partie rotative par rapport à une partie fixe, l'ensemble comportant un codeur tel que décrit ci-avant et au moins un capteur associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement de sorte que le capteur soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur. L'invention a encore pour objet une unité de roulement montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique et comportant une partie rotative par rapport à une partie fixe, l'unité de roulement comportant en outre un ensemble codeur/capteur tel que décrit ci-avant. Selon une réalisation, le codeur est porté par une face périphérique cylindrique d'une bague de l'unité de roulement.
L'invention a également pour objet un système d'identification d'une pluralité d'unités de roulement montées fonctionnelles dans un ensemble mécanique, les unités de roulement comportant chacune une partie rotative par rapport à une partie fixe, le système d'identification comprenant : - une pluralité de codeurs associés à la pluralité d'unités de roulement, chaque codeur de la pluralité de codeurs étant associé de façon fixe à la partie rotative de l'unité de roulement associée, le codeur comprenant au moins une piste codante munie d'une pluralité d'éléments codants juxtaposés de façon à former une structure codante périodique, la structure codante périodique comportant au moins une discontinuité de périodicité, - une pluralité de capteurs associés à la pluralité de codeurs et à la pluralité d'unités de roulement, chaque capteur de la pluralité de capteurs étant associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement associée, de sorte que le capteur soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur associé, chaque capteur étant apte à mesurer au moins un signal de piste codante pour une pluralité de points de mesure au cours d'une rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe, - des moyens de calcul et d'identification, aptes à être associés fonctionnellement à la pluralité de capteur par des liaisons sans fils ou des liaisons filaires, et - des moyens de stockage de données, aptes à être associés fonctionnellement aux moyens de calcul et d'identification, et aptes à stocker une base de données d'identifiants d'unité de roulement associés à des signaux de discontinuité de périodicité, dans lequel les moyens de calcul et d'identification sont aptes, pour chaque unité de roulement de la pluralité d'unités de roulement, à * déterminer un signal de discontinuité de périodicité à partir dudit signal de piste codante, le signal de discontinuité de périodicité étant représentatif de la discontinuité de périodicité de la structure codante périodique, * extraire de la base de données d'identifiants d'unité de roulement un identifiant d'unité de roulement associé au signal de discontinuité de périodicité. L'invention a enfin pour objet un système d'identification et de diagnostic de l'état structurel d'une pluralité d'unités de roulement montées fonctionnelles dans un ensemble mécanique, comportant un système d'identification tel que décrit ci-avant, le système d'identification et de diagnostic comportant en outre : - des moyens de calcul et de diagnostic, aptes à être associés fonctionnellement au système de d'identification par des liaisons sans fils ou des liaisons filaires, et - des moyens de stockage de données, aptes à être associés fonctionnellement aux moyens de calcul et de diagnostic, et aptes à stocker une base de données de caractéristiques mécaniques comportant des valeurs significatives prédéterminées de - ou fonction de - paramètres caractéristiques associés aux identifiants d'unité de roulement, dans lequel les moyens de calcul et de diagnostic sont aptes, pour chaque unité de roulement de la pluralité d'unités de roulement, à - déterminer un paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement caractéristique de son état structurel à partir d'au moins un signal de piste codante fourni par un capteur du système de d'identification, et - extraire de la base de données de caractéristiques mécaniques au moins une valeur significative prédéterminée du - ou fonction du - paramètre caractéristique, associée à l'identifiant d'unité de roulement extrait de la base de données d'identifiants d'unité de roulement par les moyens de calcul et d'identification du système d'identification, - fournir une information de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement à partir du paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement et de la valeur significative prédéterminée.
Selon une réalisation, l'état structurel présent ou prévisionnel diagnostiqué est une altération de l'unité de roulement, tel qu'un écaillage ou analogue, en particulier la présence ou non d'une telle altération, et/ou le degré d'importance d'une telle altération, ou une altération de la cage du roulement.
On décrit maintenant brièvement les figures des dessins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : Sur les dessins : La figure 1 est un schéma illustrant un ensemble mécanique sur lequel est monté fonctionnelle une unité de roulement, ainsi qu'un système d'identification de l'unité de roulement et un système d'identification et de diagnostic de l'état structurel de l'unité de roulement 4 selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 est un schéma détaillé illustrant un mode de réalisation d'un codeur et d'un capteur pour un système d'identification de l'unité de roulement selon l'invention. La figure 3 est un schéma illustrant le fonctionnement d'un système d'identification d'une unité de roulement selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le capteur est apte à délivrer deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature et dans lequel l'étape de détermination du signal de discontinuité de périodicité comporte la sommation des carrés respectifs des deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature pour former un signal composite S. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Ci-après un exposé détaillé de plusieurs modes de réalisation de l'invention assorti d'exemples et de référence aux dessins. La figure 1 illustre un ensemble mécanique 1 comprenant des pièces tournantes 2 par rapport à des pièces fixes 3. L'ensemble mécanique 1 peut par exemple être un engin à roues, par exemple un train ou un engin automobile, ou encore une machine fixe telle qu'une éolienne ou une machine-outil d'une chaîne d'assemblage. Les pièces tournantes peuvent ainsi par exemple être des arbres 2 notamment des essieux ou partie d'essieux, tandis que les pièces fixes 3 peuvent être des structures portant les arbres 2, par exemple des carters d'essieu ou un châssis. Les exemples, listés ci-avant, d'ensemble mécanique 1, de pièces tournantes 2 et de pièces fixes 3 ne sont pas limitatifs et, comme on le comprendra de la suite de la description, l'invention peut trouver à s'appliquer dans tous domaines dans lesquels il est souhaitable de pouvoir identifier une unité de roulement montée fonctionnelle. A ce titre, l'ensemble mécanique 1 peut en particulier comporter plusieurs dispositifs distincts et séparés physiquement, par exemple plusieurs chaînes d'assemblages ou plusieurs essieux indépendants.
Au moins une unité de roulements 4 est montée fonctionnelle dans l'ensemble mécanique 1 et permet un mouvement relatif de rotation entre une pièce tournante 2 et une pièce fixe 3. L'unité de roulement 4 est par exemple interposée entre une pièce tournante 2 et une pièce fixe 3.
Par « mouvement relatif de rotation entre la pièce tournante et la pièce fixe », on entend par exemple un mouvement de rotation de la pièce tournante 2 autour d'un axe AA, notamment un axe d'extension de la pièce fixe 2, par rapport à la pièce fixe 3. On entend en particulier par « mouvement relatif de rotation » que le rôle de chacune des pièces 2 et 3 peut être échangé, la pièce fixe 3 étant en rotation par rapport à la pièce tournante 2, sans départir de l'invention. Pour fixer les idées, on se référera par la suite au premier cas, étant entendu que l'invention s'applique aussi bien à l'autre cas. Dans une réalisation de l'invention dans laquelle l'ensemble mécanique 1 comporte une pluralité de pièces tournantes 2 et une pluralité de pièces fixes 3, l'ensemble mécanique 1 peut tout particulièrement comporter une pluralité d'unités de roulement 4 sorte à permettre le mouvement relatif des pièces tournantes 2 par rapport aux pièces fixes 3. Comme cela est visible sur la figure 1, le roulement 4 s'étend sensiblement selon un axe AA et comprend une partie rotative 5 par rapport à une partie fixe 6. La partie rotative 5 est montée rigidement calée sur une pièce tournant 2 de l'ensemble mécanique 1, tandis que la partie fixe 6 est montée rigidement calée sur une pièce fixe 3. Les partie rotative 5 et partie fixe 6 sont en particulier l'une et l'autre parmi une bague intérieure 5 et une bague extérieure 6 de l'unité de roulement 4. Par exemple, dans le cas d'une pièce tournante 2 sous la forme d'un essieu, en mouvement relatif par rapport à une pièce fixe 3 sous la forme d'un châssis, la partie rotative 5 de l'unité de roulement 4 peut être une bague intérieure montée sur l'essieu, tandis que la partie fixe 6 de l'unité de roulement 4 peut être une bague extérieure montée dans un alésage du châssis. Les partie rotative 5 et partie fixe 6 sont usuellement concentriques et séparées par un espace E' accueillant un agencement à corps roulants 7 incluant des corps roulants 8. Le cas échéant, les corps roulants 8 sont maintenus par une cage non représentée. Les corps roulants sont par exemple des rouleaux chacun d'axe BB. Les parties fixes et rotatives 5 et 6 et l'agencement à corps roulants 7, et par voie de conséquence le roulement 4, peuvent faire l'objet de différentes variantes de réalisation. Le roulement 4 peut comporter des moyens d'étanchéité et des pièces, organes ou dispositifs annexes ou connexes.
Ainsi par exemple, selon les réalisations, l'agencement à corps roulants 7 peut notamment comporter une seule rangée de N corps roulants 8, ou encore deux rangées de corps roulants 8. D'autre part, l'agencement à corps roulants 7 peut être du type à rouleaux cylindriques, du type à rouleaux sphériques ou encore du type à rouleaux coniques.
En ce qui concerne les éléments décrits par référence à l'unité de roulement 4, le terme « axial » se réfère à ce qui s'étend selon l'axe AA. Le terme « transversal » se réfère conventionnellement à ce qui est sensiblement perpendiculaire (y compris perpendiculaire) à l'axe AA. « Circonférentiel » se rapporte à ce qui entoure l'axe AA.
Un système d'identification 100 de l'unité de roulement 4 et un système d'identification et de diagnostic 200 de l'état structurel d'une unité de roulement 4 selon l'invention, tel qu'ils sont visibles sur la figure 1 et tel qu'ils sont détaillés ci-après, comportent un ensemble codeur-capteur 9+10, ayant un codeur 9 et un capteur 10. Le codeur 9 est associé de façon fixe à la partie rotative 5 de l'unité de roulement. Le codeur 9 peut par exemple être porté par une paroi périphérique 11 de la partie rotative 5 de l'unité de roulement. La paroi périphérique 11 peut par exemple être une paroi cylindrique s'étend par exemple sensiblement autour d'un axe AA. A titre d'exemple non-limitatif, le codeur 9 peut ainsi être porté par une bague de l'unité de roulement 4, par exemple la bague intérieure.
Le système d'identification 100 peut permettre l'identification une pluralité d'unités de roulement 4 montées fonctionnelles dans un ensemble mécanique 1, auquel cas le système d'identification 100 pourra comporter une pluralité d'ensembles codeur-capteur 9+10, en particulier une pluralité d'ensembles codeur-capteur 9+10 associés chacun à une unité de roulement 4.
Le codeur 9 comprend au moins une piste codante 12. Le capteur 10 est associé de façon fixe à la partie fixe 6 de l'unité de roulement 4. En particulier, le capteur 10 est disposé de sorte à être placé en regard et à distance de lecture de la piste codante 12 du codeur 9. Comme cela est visible sur la figure 2, la piste codante 12 est munie d'une pluralité d'éléments codants 13. Le capteur 10 est apte à mesurer un signal de piste codante Spc qui est fonction de la pluralité d'éléments codants 13. Les éléments codants 13 sont par exemple des pôles magnétiques, par exemple des pôles magnétiques Nord et/ou des pôles magnétiques Sud. Les éléments codants 13 peuvent en particulier être juxtaposés selon une courbe circonférentielle autour de l'axe AA. Les éléments codants 13 sont alors alignés sur une courbe. La pluralité d'éléments codants 13 peut en particulier être une succession alternée de pôles magnétiques Nord et Sud. Comme illustré sur la figure 2, chaque élément codant de la juxtaposition d'éléments codants 13 est alors encadré par un élément codant précédent et un élément codant suivant dans la juxtaposition d'éléments codants. Les termes « éléments codant précédant » et « élément codant suivant » ne sont pas limitatifs et signifient simplement qu'il n'y a pas d'élément de la juxtaposition d'éléments codants 13 disposé entre un élément codant et l'élément codant précédent, ni d'élément codant 13 disposé entre un élément codant et l'élément codant suivant. Ainsi, pour chaque élément codant de la juxtaposition d'éléments codants 13, les éléments codants précédent et suivant sont plus particulièrement les deux éléments codants de la juxtaposition d'éléments codants 13 les plus proches de l'élément considéré. En particulier, le sens de parcours de la juxtaposition d'éléments codants est arbitraire et les « éléments codant précédant » et « élément codant suivant » associés à un élément codant considéré peuvent être échangés sans départir de la présente invention.
Comme cela est illustré sur la figure 2, le codeur 9 peut comporter une pluralité de pistes codantes 12. Les pistes codantes 12 peuvent en particulier être coaxiales. Les pistes codantes 12 peuvent par exemple être disposées successivement selon l'axe AA de l'unité de roulement, ou encore disposées concentriquement autour de l'axe AA. Les éléments codants 13 de chaque piste codante 12 sont juxtaposés de façon à former une structure codante périodique 14. Par « structure codante périodique », on entend que qu'une pluralité au moins d'éléments codants parmi les éléments codants 13 sont disposés de façon régulière selon une courbe circonférentielle et sont juxtaposés avec une périodicité spatiale détectable par le capteur 10. En particulier, la périodicité spatiale de la structure codante périodique 14 peut ainsi ne pas être une périodicité spatiale sur l'ensemble de la piste codante 12 et peut être uniquement une périodicité d'une pluralité parmi les éléments codants 13 de chaque piste codante 12 comme cela est détaillé ci-dessous. Ainsi, une majorité d'éléments codants 13a parmi la pluralité d'éléments codants 13 est ainsi telle que chaque élément codant de la majorité d'éléments codants 13a présente une longueur angulaire sensiblement égale à une longueur angulaire de référence Lr. En outre, des éléments codants de la majorité d'éléments codants 13a peuvent être chacun séparé de l'élément codant précédant dans la juxtaposition d'éléments codants par un écart angulaire sensiblement égal à un écart angulaire de référence avec l'élément codant précédent Epr. Similairement, des éléments codants de la majorité d'éléments codants 13a peuvent être chacun séparé de l'élément codant suivant dans la juxtaposition d'éléments codants par un écart angulaire sensiblement égal à un écart angulaire de référence avec l'élément codant suivant Esr.
L'écart angulaire de référence avec l'élément codant précédent Epr et l'écart angulaire de référence avec l'élément codant suivant Esr peuvent être égaux entre eux et peuvent être égaux à un écart angulaire de référence Er.
La structure codante périodique 14 interagit avec le capteur 10 par exemple de la façon suivante. Le capteur fixe 10 comporte au moins un élément sensible 15 apte à détecter un ou plusieurs éléments codants 13 de la piste codante 12 disposés à proximité de l'élément sensible 15 pour générer un signal de piste codante fonction de la présence de l'élément codant 13, et le cas échéant fonction de la distance et/ou de caractéristiques physiques de l'élément codant 13. Lorsque la partie rotative 5 de l'unité de roulement 4 est mise en mouvement relatif par rapport à la partie fixe 6, les éléments codants 13 de la structure périodique 14 du codeur 9 passent les uns après les autres à proximité de l'élément sensible 15 du capteur 10 de sorte que le capteur 10 délivre un signal de piste codante périodique dans le temps. Le capteur 10 est ainsi apte à mesurer au moins un signal de piste codante 14 pour une pluralité de points de mesure au cours d'une rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe.
II est ainsi possible de déterminer par exemple une fréquence instantanée du signal de piste codante, représentative de la vitesse instantanée de rotation de la partie rotative par rapport à la partie fixe de l'unité de roulement. Une telle fréquence instantanée est par exemple déterminée par intégration ou transformation de Fourier du signal de piste codante. Dans un mode de réalisation le signal de piste codante est échantillonné angulairement après la mesure. De cette façon on peut obtenir des informations de fréquence instantanée qui sont fonctions de la position angulaire du roulement. Ces informations peuvent par exemple être mises en oeuvre dans un procédé de diagnostic de l'état structurel d'une unité de roulement, en particulier dans un procédé de suivi ou de prédiction de défauts structurels, comme cela va maintenant être exposé.
Ainsi plus particulièrement, un système d'identification et de diagnostic 200 selon l'invention comporte des moyens de calcul et de diagnostic 20, aptes à être associés fonctionnellement à l'ensemble codeur-capteur 9+10 du système de d'identification 100, par des liaisons sans fils ou des liaisons filaires 21. Les moyens de calcul et de diagnostic 20 sont plus précisément aptes à fournir une information de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement 4. Ce calcul et ce diagnostic repose sur les principes exposés dans les documents brevets FR-A-2-944-875 et FRA-2-992-936.
En particulier, l'état structurel présent ou prévisionnel diagnostiqué peut être une altération de l'unité de roulement, tel qu'un écaillage ou analogue, notamment la présence ou non d'une telle altération, et/ou le degré d'importance d'une telle altération, ou une altération de la cage du roulement. Le moyen de calcul et de diagnostic 20 est ainsi programmé, en fonction des souhaits, pour, à partir des données caractéristiques, mettre en oeuvre tout ou partie d'un procédé de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel d'une unité de roulement, par exemple une détection d'une anomalie structurelle et/ou une prédiction d'un état structurel après une certaine rotation. Par ailleurs, pour mettre en oeuvre un tel procédé, les moyens de calcul et de diagnostic 20 peuvent fournir une information de diagnostic à partir d'au moins une valeur significative prédéterminée d'un - ou fonction d'un - paramètre caractéristique de l'unité de roulement et des variations des données caractéristiques d'une fréquence de variation correspondant à l'unité de roulement 4. Le système d'identification et de diagnostic 200 peut donc comporter des moyens de stockage de données 22, aptes à être associées fonctionnellement aux moyens de calcul et de diagnostic 20 par des liaisons sans fils ou des liaisons filaires 21. Dans un mode de réalisation, les moyens de stockage de données 22 sont aptes à stocker une base de données 23 de caractéristiques mécaniques comportant des valeurs significatives prédéterminées de - ou fonction de - paramètres caractéristiques associés à l'unité de roulement.
Dans une réalisation de l'invention, les moyens de calcul et de diagnostic 20 peuvent tout d'abord déterminer un paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement 4 caractéristique de son état structurel à partir d'au moins un signal de piste codante fourni par un capteur 10 du système de d'identification 100. Cette étape est avantageusement mise en oeuvre pour chaque unité de roulement 4 de la pluralité d'unités de roulement.
A titre d'exemple non limitatif, un paramètre des conditions de roulage d'une unité de roulement 4 caractéristique de son état structurel peut notamment être la vitesse instantanée de rotation de l'unité de roulement 4. Le capteur 9 est alors un capteur de vitesse de rotation instantanée apte à mesurer la vitesse de rotation instantanée de l'unité de roulement 4. Puis, les moyens de calcul et de diagnostic 20 peuvent extraire de la base de données 23 de caractéristiques mécaniques au moins une valeur significative prédéterminée du - ou fonction du - paramètre caractéristique associé à l'unité de roulement. Enfin, les moyens de calcul et de diagnostic 20 peuvent fournir une information de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement 4 à partir du paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement et de la valeur significative prédéterminée. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, au moins deux capteurs 10 peuvent être associés de façon fixe à la partie fixe 6 de l'unité de roulement 4. Les deux capteurs 10 peuvent être placés respectivement en regard et à distance de lecture de la piste codante 12 du codeur 9 et décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. Les capteurs 10 peuvent être associés à la même piste codante 12 ou à des pistes codantes 12 différentes de la pluralité de pistes codantes 12 du codeur 9. Dans une autre réalisation, il peut être prévu un capteur 10 de haute résolution et un capteur 10 de basse consommation électrique, en particulier de basse résolution.
Par ailleurs, le système d'identification 100 de l'unité de roulement 4 et le système d'identification et de diagnostic 200 de l'état structurel d'une unité de roulement 4 selon l'invention sont apte à permettre une identification de l'unité de roulement 4, c'est-à-dire permettre l'association d'un identifiant à une unité de roulement. A cette fin, comme illustré en détail sur la figure 2, la structure codante périodique 14 peut comporter au moins une discontinuité de périodicité 16. Dans un premier mode de réalisation de la discontinuité de périodicité 16, au moins un élément codant de discontinuité 13b de la pluralité d'éléments codants peut présenter une longueur angulaire Ld différant sensiblement de la longueur angulaire de référence Lr. De cette façon, la longueur angulaire de l'élément codant 13b peut différer sensiblement de la longueur angulaire des éléments codants de la majorité d'éléments codants 13a. L'élément codant 13b forme ainsi une discontinuité de périodicité 16 dans la structure codante périodique 14. Dans un mode de réalisation, la longueur angulaire Ld de l'élément codant de discontinuité 13b est supérieure de plus de dix pourcent à la longueur angulaire de référence Lr. Alternativement, la longueur angulaire Ld peut être inférieure de plus de dix pourcent à la longueur angulaire de référence Lr. Dans des modes de réalisation de l'invention, la longueur angulaire Ld de l'élément codant de discontinuité 13b peut être supérieure à une fois et demi la longueur angulaire de référence Lr, de préférence supérieure à deux fois la longueur angulaire de référence Lr. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, la longueur angulaire Ld de l'élément codant de discontinuité 13b peut être inférieure à la moitié de la longueur angulaire de référence, de préférence inférieure au tiers de la longueur angulaire de référence.45 Dans un second mode de réalisation de la discontinuité de périodicité 16, pouvant être combiné avec le premier mode de réalisation décrit ci-avant, au moins un élément codant de discontinuité 13b de la pluralité d'éléments codants présente un écart angulaire Ed avec un élément codant adjacent différant sensiblement d'un écart angulaire de référence qui peut être l'écart angulaire de référence avec l'élément codant précédent Epr, l'écart angulaire de référence avec l'élément codant suivant Esr ou encore l'écart angulaire de référence Er. Par « l'élément codant adjacent », on entend en particulier l'un et/ou l'autre parmi l'élément codant précédent et l'élément codant suivant associés à l'élément codant de discontinuité 13b dans la juxtaposition d'éléments codants 13.
De cette façon l'écart angulaire entre l'élément codant de discontinuité 13b et l'élément codant adjacent forme une discontinuité de périodicité 16 dans la structure codante périodique 14. Dans un mode de réalisation particulier, l'élément codant de discontinuité 13b peut présenter un écart angulaire avec un élément codant adjacent supérieur de plus de dix pourcent à un écart angulaire de référence. Alternativement, l'élément codant de discontinuité 13b peut présenter un écart angulaire inférieur de plus de dix pourcent à audit écart angulaire de référence. Dans un mode de réalisation, l'élément codant de discontinuité 13b présente un écart angulaire Ed avec un élément codant adjacent supérieur à une fois et demi l'écart angulaire de référence Lr, de préférence supérieure à deux fois l'écart angulaire de référence. Dans un autre mode de réalisation, le cas échéant combinable avec le mode de réalisation précédent, l'élément codant de discontinuité 13b peut présenter un écart angulaire Ed avec un élément codant adjacent supérieur à la somme de l'écart angulaire de référence Er et de la longueur angulaire de référence Lr. De manière générale, afin que la périodicité de la piste codante périodique 14 qui soit détectable par le capteur 10, la discontinuité de périodicité 16 de la structure codante périodique 14 peut présenter une longueur angulaire totale de discontinuité Lad inférieure à un quart d'une longueur angulaire totale Lat de la piste codante 14, de préférence inférieure à un dixième de la longueur angulaire totale Lat. En outre, dans un mode de réalisation de l'invention, la structure codante périodique 14 de la piste codante 12 peut comporter une unique discontinuité de périodicité 16.
Alternativement, la structure codante périodique 14 de la piste codante 12 peut comporter deux discontinuités de périodicité 16. Dans ce mode de réalisation, les deux discontinuités de périodicité 16 sont avantageusement séparées l'une de l'autre par une portion périodique de la structure codante périodique 14. Ainsi, dans encore un autre mode de réalisation, la structure codante périodique 14 de la piste codante 12 peut comporter une pluralité de discontinuités de périodicité chaque discontinuité de périodicité étant séparée respectivement de deux discontinuités de périodicité adjacentes par des portions périodiques respectives de la structure codante périodique 14. Enfin, le système d'identification 100 peut comporter des moyens de calcul et d'identification 24, d'une part, et des moyens de stockage de données 25 d'autre part.
Les moyens de calcul et d'identification 24 sont associées fonctionnellement aux capteurs 9 par des liaisons sans fils ou des liaisons filaires 21 et sont donc aptes à récupérer desdits capteurs 9 des signaux de piste codante 14. Les moyens de stockage de données 25 sont quant à eux aptes à être associées fonctionnellement aux moyens de calcul et d'identification 24, et stockent une base de donnée 26 d'identifiants d'unité de roulement 4 associés à des signaux de discontinuité de périodicité 16 comme cela va maintenant être détaillé plus précisément en relation avec un procédé d'identification d'une unité de roulement 4 selon l'invention. Un procédé d'identification d'une unité de roulement 4 montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique 1 peut être mise en oeuvre au moyen d'un système d'identification 100 selon l'invention, de la manière suivante. Au cours d'une première étape du procédé, on mesure un signal de piste codante 14 pour une pluralité de points de mesure au cours d'une rotation relative de la partie rotative 5 de l'unité de roulement 4 par rapport à la partie fixe 6. Une telle mesure est par exemple mise en oeuvre au moyen d'un capteur 10 auquel peuvent être associés fonctionnellement, le cas échéant, des moyens de traitement. Les points de mesures sont par exemple des points de mesures répartis dans le temps ou des points de mesure répartis dans l'espace, par exemple indexés angulairement autour de l'axe AA. Puis, au cours d'une deuxième étape du procédé, on détermine, pour au moins un point de mesure, un signal de discontinuité de périodicité 16 à partir du signal de piste codante 12. Le signal de discontinuité de périodicité est représentatif de la discontinuité de périodicité 16 de la structure codante périodique 14. Selon le mode de réalisation du capteur 10, le signal de discontinuité de périodicité 16 peut être un signal analogique ou numérique. Le signal de discontinuité de périodicité 16 peut être échantillonné temporellement, en fréquence ou encore dans l'espace, notamment angulairement autour de l'axe AA. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, illustré sur la figure 2 et la figure 3, le capteur 10 comporte une pluralité d'éléments sensibles 15a, 15b et est apte à délivrer deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature sensiblement parfaite.
Dans cette réalisation, l'étape de mesure du signal de piste codante 12 peut par exemple comporter la mesure des deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature à une pluralité d'instants de mesure au cours de la rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe.
Comme cela est visible sur la figure 3, l'étape de détermination du signal de discontinuité de périodicité 16 peut alors comporter les opérations suivantes : - la sommation des carrés respectifs des deux signaux analogiques 51 et S2 en quadrature pour former un signal composite S, et - la détermination d'un écart du signal composite S à une valeur constante de référence pour former le signal de discontinuité de périodicité. Plus précisément, pour déterminer le signal de discontinuité de périodicité, on peut par exemple déterminer, à au moins un point d'échantillonnage associé à la discontinuité de périodicité, un signal de discontinuité de périodicité formé par, - d'une part, un écart de fréquence entre une fréquence instantanée du signal de piste codante audit point d'échantillonnage et une fréquence de référence, et - d'autre part, un écart d'amplitude entre une amplitude instantanée du signal de piste codante audit point d'échantillonnage et une amplitude de référence. Par « un point d'échantillonnage associé à la discontinuité de périodicité », on peut entendre un point de mesure échantillonné temporellement (comme illustré sur les deux courbes de la figure 3) ou angulairement, lors de la mesure du signal par le capteur 9. On peut également entendre un point échantillonné angulairement lorsque le signal de piste codante 12 est échantillonné angulairement après la mesure. En particulier, le point d'échantillonnage associé à la discontinuité de périodicité est un point du signal de piste codante tel que le signal de piste codante mesuré par le capteur à ce point soit lié à la discontinuité de périodicité de la structure codante périodique. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la fréquence de référence et l'amplitude de référence sont déterminées à partir du signal de piste codante.
De façon générale, il peut également être intéressant de mesurer le signal de piste codante sur plusieurs tours complets de la partie rotative 5 de l'unité de roulement 4 par rapport à la partie fixe 6. De cette façon le signal de discontinuité de périodicité présente un rapport signal sur bruit plus élevé. Puis, au cours d'une troisième étape du procédé, on extrait de la base de donnée 26 d'identifiants d'unité de roulement un identifiant d'unité de roulement 4 associé au signal de discontinuité de périodicité 16. De façon générale, un identifiant d'unité de roulement 4 est une donnée numérique, en particulier un symbole ou un ensemble de symboles apte à être stockée dans une base de données informatique. Un identifiant d'unité de roulement 4 peut ainsi être un code binaire ou ascii, notamment un nombre, une chaîne de caractère alphanumérique, un tableau ou une image. La base de données 26 est ainsi une structure de données associant des identifiant d'unité de roulement 4 à des signaux de discontinuité de périodicité 16. La base de données 26 permet ainsi d'identifier une unité de roulement à partir d'un signal de discontinuité de périodicité 16 associé à cette unité de roulement. De façon plus générale, le procédé d'identification de l'unité de roulement 4 peut être mise en oeuvre dans un procédé d'identification et de diagnostic de l'état structurel de l'unité de roulement 4 de la façon suivante. Un tel procédé d'identification et de diagnostic est en particulier similaire au procédé de diagnostic de l'état structurel d'une unité de roulement 4 tel que décrit ci-avant. Plus particulièrement, un procédé d'identification et de diagnostic selon l'invention peut comporter une étape de détermination d'un paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement caractéristique de son état structurel à partir du signal de piste codante 14, comme détaillé ci-avant. 40 Le procédé d'identification et de diagnostic comporte également la mise en oeuvre d'un procédé d'identification tel que décrit ci-avant, qui fournit un identifiant d'unité de roulement 4. Par ailleurs, le procédé d'identification et de diagnostic comporte une étape d'extraction d'au moins une valeur significative prédéterminée du paramètre caractéristique - ou fonction du paramètre caractéristique -, à partir de 45 la base de données 23 de caractéristiques mécaniques. La base de données 23 est ainsi une structure de données enregistrant des caractéristiques mécaniques associées à des identifiants d'unité de roulement et dans 35 laquelle les valeurs significatives prédéterminées des paramètres caractéristiques - ou fonction des paramètres caractéristiques - sont en particulier associées aux identifiants d'unité de roulement 4 obtenus par la mise en oeuvre du procédé d'identification.
II est ainsi possible d'enregistrer des valeurs significatives prédéterminées de paramètres caractéristiques - ou fonction de paramètres caractéristiques - individualisé pour chaque unité de roulement ou pour un groupe d'unité de roulement. Enfin, au cours d'une dernière étape du procédé d'identification et de diagnostic, on fournit une information de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement 4 à partir du paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement et de la valeur significative prédéterminée. L'information de diagnostic est ainsi personnalisée en fonction du modèle d'unité de roulement ou de son origine, ce qui permet d'obtenir un diagnostic fiable de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement 4.15
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé d'identification d'une unité de roulement (4) montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique (1) et comportant une partie rotative (5) par rapport à une partie fixe (6), dans lequel un codeur (9) est porté de façon fixe sur la partie rotative de l'unité de roulement, le codeur comprenant au moins une piste codante (12) munie d'une pluralité d'éléments codants (13) juxtaposés de façon à former une structure codante périodique (14), la structure codante périodique comportant au moins une discontinuité de périodicité (16), dans lequel au moins un capteur (10) est associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement de sorte que le capteur soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur, le procédé comportant les étapes de : - mesurer au moins un signal de piste codante (12) pour une pluralité de points de mesure au cours d'une rotation relative de la partie rotative (5) de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe (6), - déterminer, pour au moins un point de mesure, un signal de discontinuité de périodicité (16) à partir dudit signal de piste codante (12), le signal de discontinuité de périodicité étant représentatif de la discontinuité de périodicité de la structure codante périodique, - extraire d'une base de données d'identifiants d'unité de roulement (26) un identifiant d'unité de roulement associé au signal de discontinuité de périodicité.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une majorité d'éléments codants (13a) parmi la pluralité d'éléments codants (13) est telle que chaque élément codant de ladite majorité d'éléments codants: - présente une longueur angulaire sensiblement égale à une longueur angulaire de référence (Lr), et - est séparé respectivement de deux éléments codants adjacents par des écarts angulaires respectivement sensiblement égaux à des écarts angulaires de référence (Epr, Esr, Er).
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un élément codant de discontinuité (13b) parmi la pluralité d'éléments codants (13) présente une longueur angulaire (Ld) différant sensiblement de la longueur angulaire de référence (Lr), en particulier une longueur angulaire supérieure de plus de dix pourcent à la longueur angulaire de référence ou une longueur angulaire inférieure de plus de dix pourcent à la longueur angulaire de référence, de sorte à former une discontinuité de périodicité (16) dans la structure codante périodique (14) et/ou au moins un élément codant de discontinuité (13b) parmi la pluralité d'éléments codants (13) présente un écart angulaire (Ed) avec un élément codant adjacent différant sensiblement d'un écart angulaire de référence (Epr, Esr, Er), en particulier un écart angulaire supérieur de plus de dix pourcent à l'écart angulaire de référence ou un écart angulaire inférieur de plus de dix pourcent à l'écart angulaire de référence, de sorte à former une discontinuité de périodicité (16) dans la structure codante périodique (14).
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la discontinuité de périodicité (16) de la structure codante périodique (14) présente une longueur angulaire totale de discontinuité (Lad) inférieure à un quart d'une longueur angulaire totale (Lat) de la piste codante (12), de préférence inférieure à un dixième d'une longueur angulaire totale de la piste codante.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure codante périodique (14) de la piste codante (12) comporte une unique discontinuité de périodicité (16) ou une pluralité de discontinuités de périodicité, chaque discontinuité de périodicité étant séparée respectivement de deux discontinuités de périodicité adjacentes par des portions périodiques respectives de la structure codante périodique.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur (9) fixe comporte une pluralité d'éléments sensibles (15a, 15b) et est apte à délivrer deux signaux analogiques Si et S2 en quadrature sensiblement parfaite, l'étape de mesurer au moins un signal de piste codante (12) comporte la mesure des deux signaux analogiques Si et S2 en quadrature à une pluralité d'instants de mesure au cours de la rotation relative de la partie rotative (5) de l'unité de roulement (4) par rapport à la partie fixe (6), l'étape de déterminer un signal de discontinuité de périodicité comporte - la sommation des carrés respectifs des deux signaux analogiques Si et S2 en quadrature pour former un signal composite S, et - la détermination d'un écart du signal composite S à une valeur constante de référence pour former le signal de discontinuité de périodicité (16).
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination d'une fréquence instantanée du signal de piste codante (12) pour une pluralité de points d'échantillonnage au cours de la rotation relative de la partie rotative (5) de l'unité de roulement (4) par rapport à la partie fixe (6), ladite fréquence instantanée étant représentative de la vitesse instantanée de rotation de la partie rotative par rapport à la partie fixe de l'unité de roulement à une majorité de points d'échantillonnage parmi la pluralité de points d'échantillonnage.
- 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour déterminer le signal de discontinuité de périodicité (16), on détermine, à au moins un point d'échantillonnage associé à la discontinuité de périodicité, un signal de discontinuité de périodicité formé par, - d'une part, un écart de fréquence entre une fréquence instantanée du signal de piste codante (12) audit point d'échantillonnage et une fréquence de référence, et - d'autre part, un écart d'amplitude entre une amplitude instantanée du signal de piste codante audit point d'échantillonnage et une amplitude de référence.
- 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la fréquence de référence et l'amplitude de référence sont déterminées à partir du signal de piste codante (12).
- 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que au moins deux capteurs (10) sont associés de façon fixe à la partie fixe (6) de l'unité de roulement (4), les deux capteurs étant placés respectivement en regard et à distance de lecture de la piste codante (12) du codeur (10), les deux capteurs étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre.
- 11. Procédé d'identification et de diagnostic de l'état structurel d'une unité de roulement (4) montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique (1) dans lequel on met en oeuvre un procédé d'identification de l'unité de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, le procédé d'identification et de diagnostic comprenant en outre les étapes de - déterminer un paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement (4), caractéristique de son état structurel, à partir du signal de piste codante (12), - extraire d'une base de données de caractéristiques mécaniques (23) au moins une valeur significative prédéterminée du - ou fonction du - paramètre caractéristique, associée à l'identifiant d'unité de roulement, et - fournir une information de diagnostic de l'état structurel présent ou prévisionnel de l'unité de roulement à partir du paramètre des conditions de roulage de l'unité de roulement et de la valeur significative prédéterminée.
- 12. Codeur (9) pour une unité de roulement (4) montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique (1) et comportant une partie rotative (5) par rapport à une partie fixe (6), le codeur comprenant au moins une piste codante (12) munie d'une pluralité d'éléments codants (13) juxtaposés de façon à former une structure codante périodique (14), le codeur étant associé de façon fixe à la partie rotative de l'unité de roulement de sorte qu'au moins un capteur (10) associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur, le codeur étant caractérisé en ce que la structure codante périodique comporte au moins une discontinuité de périodicité (16).
- 13. Ensemble codeur/capteur (9+10) pour une unité de roulement (4) montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique (1) et comportant une partie rotative (5) par rapport à une partie fixe (6), l'ensemble comportant un codeur (9) selon la revendication 12 et au moins un capteur (10) associé de façon fixe à la partie fixe (6) de l'unité de roulement de sorte que le capteur soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante (12) du codeur.
- 14. Unité de roulement (4) montée fonctionnelle dans un ensemble mécanique (1) et comportant une partie rotative (5) par rapport à une partie fixe (6), l'unité de roulement comportant en outre un ensemble codeur/capteur (9+10) selon la revendication 13.
- 15. Système d'identification (100) d'une pluralité d'unités de roulement (4) montées fonctionnelles dans un ensemble mécanique (1), les unités de roulement comportant chacune une partie rotative (5) par rapport à une partie fixe (6), le système d'identification comprenant : - une pluralité de codeurs (9) associés à la pluralité d'unités de roulement, chaque codeur de la pluralité de codeurs étant associé de façon fixe à la partie rotative de l'unité de roulement associée, le codeur comprenant au moins une piste codante (12) munie d'une pluralité d'éléments codants (13) juxtaposés de façon à former une structure codante périodique (14), la structure codante périodique comportant au moins une discontinuité de périodicité (16), - une pluralité de capteurs (10) associés à la pluralité de codeurs et à la pluralité d'unités de roulement, chaque capteur de la pluralité de capteurs étant associé de façon fixe à la partie fixe de l'unité de roulement associée, de sorte que le capteur soit placé en regard et à distance de lecture de la piste codante du codeur associé, chaque capteur étant apte à mesurer au moins un signal de piste codante (12) pour une pluralité de points de mesure au cours d'une rotation relative de la partie rotative de l'unité de roulement par rapport à la partie fixe, - des moyens de calcul et d'identification (24), aptes à être associés fonctionnellement à la pluralité de capteur par des liaisons sans fils ou des liaisons filaires (21), et - des moyens de stockage de données (25), aptes à être associés fonctionnellement aux moyens de calcul et d'identification, et aptes à stocker une base de données d'identifiants d'unité de roulement (26) associés à des signaux de discontinuité de périodicité (16), dans lequel les moyens de calcul et d'identification sont aptes, pour chaque unité de roulement de la pluralité d'unités de roulement, à * déterminer un signal de discontinuité de périodicité à partir dudit signal de piste codante, le signal de discontinuité de périodicité étant représentatif de la discontinuité de périodicité de la structure codante périodique, *extraire de la base de données d'identifiants d'unité de roulement un identifiant d'unité de roulement associé au signal de discontinuité de périodicité.
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Citations (5)
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| GB2259149A (en) * | 1991-08-24 | 1993-03-03 | Bosch Gmbh Robert | Making multiple use of a reference mark |
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-
2014
- 2014-06-16 FR FR1455498A patent/FR3022343B1/fr active Active
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