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La mesure de la poussée statique d'une vis grâce à une réalisation appropriée du palier de butée avec des moyens pure- ment hydrauliques ou électriques est connue. Il est de plus connu de transmettre la poussée axiale agissant sur un arbre fileté, au moyen d'une tige reposant sur l'arbre et reliée à celui-ci, à un appareil indicateur optique. Des appareils indicateurs de ce type n'ont aucune valeur pratique, car une transmission de la chaleur de l'arbre à une tige de mesure se trouvant sur celui-ci n'est pas possible de façon suffisante sous une faible pression de contact, par suite de la résistance de transmission calorifique existante.
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Sous une pression de contact plus forte entre la tige de mesure et l'arbre, et donc avec une meilleure transmission calorifique, les déplacements longitudinaux de l'arbre sont transmis par friction à la tige de mesure, ce qui déforme cette dernière.
L'invention a pour but un appareil avec lequel l'on peut déterminer non seulement la poussée statique, mais aussi les variations de poussée dont la poussée statique est affectée, car ces données sont précisément d'importance décisive pour la forme constructive du palier de butée et d'autres organes de transmission de l'installation de commande.
L'appareil de mesure de poussée suivant l'invention mesure les variations de longueur de l'arbre entre deux points se @ trouvant sur une ligne périphérique de l'arbre. Le déplacement re- latif du premier point par rapport au second est transmis du pre- mier point, par l'intermédiaire d'une tige de mesure qui lui est reliée rigidement, au second point, où cette tige peut se déplacer longitudinalement, et de là le déplacement est transmis à un appa- reil de mesure de déplacement électrique fixe.
La tige de mesure est disposée à une certaine dis- tance de l'arbre. L'on obtient ainsi que la tige de mesure, parce ,qu'elle n'a aucune.surface de contact commune avec l'arbre, ne su- bit également aucune déformation par friction, mais au contraire transmet absolument rigidement-les allongements de l'arbre à un indicateur de mesure. Etant donné que les différences de tempéra- ture entre l'arbre et la tige de mesure peuvent avoir une part im- portante dans la valeur de mesure totale, la tige de mesure, suivant l'invention, est fabriquée en une matière ayant un coefficient de température égal ou approximativement égal à celui de la matière de l'arbre et est en outre supportée dans un fluide à conductibilité thermique suffisamment élevée qui a ,à son tour, une surface de contact avec l'arbre suffisante pour l'échange de chaleur.
Le fluide est utilement entouré par une chemise, qui entoure semi-
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circulairement la tige de mesure et repose étroitement sur l'arbre par ses bords. Dans cette chemise ou enveloppe, la tige de mesure est fixée de façon à pouvoir être aisément déplacée longitudinale- ment,et la température de l'arbre lui est imposée par les bonnes caractéristiques de transmission thermique du fluide se trouvant dans la chemise.
Afin d'éviter de plus des variations de longueur de la tige de mesure par suite d'un déplacement vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge, cette tige est supportée en un ou plusieurs points, suivant l'invention, par des supports aisé- ment déplacés longitudinalement, par exemple des ressorts à lame ou des membranes, de tele sorte que les flexions propres de la tige de mesure sont également exclues de cette façon. Afin d'éli- miner des imprécisions de mesure par suite de flexions de l'arbre lui-même, l'invention propose de prévoir deux tiges de mesure, qui sont fixées unilatéralement à l'arbre et sont diamétralement oppo- sées.
Chacune des deux tiges de mesure est couplée rigidement uni- latéralement au noyau de fer d'un appareil de mesure de déplacement électrique, ces appareils travaillant suivant le principe du trans- formateur différentiel. Si l'on connecte les enroulements primai- res en série, ou éventuellement en parallèle, et les enroulements secondaires correspondants de ces transformateurs différentiels en série, la somme des déplacements des deux points de mesure est me- surée sur l'arbre et transmise à l'appareil indicateur, c'est-à- dire que seul l'allongement de l'arbre est indiqué, mais non sa flexion. L'alimentation des enroulements primaires des deux trans- formateurs différentiels est effectuée par l'intermédiaire de ba- gues collectrices.
Afin de donner au circuit de bagues collectrices une résistance élevée et donc de maintenir faible l'effet des va- riations de la résistance de contact des balais, l'on applique à ces derniers une tension de fréquence porteuse élevée, qui est
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adaptée par un transformateur sur l'arbre aux enroulements primai- res de l'appareil mesureur de déplacement. La fréquence porteuse est obtenue à partir d'un générateur à tubes électroniques ayant une stabilité de tension et de fréquence suffisante.
Les deux cir- cuits secondaires des transformateurs différentiels, qui sont réu- nis unilatéralement entre eux, forment avec deux résistances con- nectées par trois bagues collectrices un pont de Wheatstone, dont la tension différentielle, qui est proportionnelle à la somme des déplacements,est envoyée, après amplification, à un oscillographe à rayons cathodiques avec un appareil de prise de vues cinématogra- phiques. En outre, la tension différentielle du pont de wheatstone est redressée dans un redresseur sensible à la phas e et envoyée à un instrument de mesure à zéro central, qui indique la poussée moyenne en grandeur et en sens.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un exemple de réalisation, donné à titre non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la tige de,mesure et de son support sur l'arbre.
La figure 2 est une vue en coupe transversale cor- respondant à la figure 1.
La figure 3 est'un schéma des transformateurs diffé- rentiels.
La figure 4 est le schéma général d'un appareil de mesure de poussée axiale suivant l'invention.
La tige de mesure 3 est disposée à une certaine dis- tance de l'arbre 1, au-dessus de celui-ci et est fixée dans le palier 2. Le palier 2 repose,par la pointe 2a et la sphère 26,sur l'arbre 1 et est utilement relié à ce dernier, de façon à ne pas pouvoir se déplacer, par des bandes de traction (non représentées).
La tige de mesure 3, en une matière à coefficient de température
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égal ou approximativement égal à celui de. 1 matière de l'arbre est endurée par la chemisa 4, qui es appuyée, de façon étanche aux liquides sur l'arbre l'et en fait également par des bandes de traction (non représentées), l'on a prévu, pour la fermeture laté raie aux deux extrémités de la chemise 4, des membranes 5 et 6 que, traverse, de façon étanche aux liquides, la tige de mesure 3.
Afin d'assurer la. tige de mesure 3 contre des déformations par la force centrifuge, d'autres membranes 7 et $, sont prévues, reliées également à la chemise 4 et à la tige de mesure 3. L'on peut natu- rellement également prévoir, à la place des membranes, de minces lames de ressort 9 afin de fixer la position de la tige de mesure 3 dans la chemise 4. L'espace entre la chemise 4 et l'arbre 1 est rempli par un liquide ayant une conductibilité calorifique suffi- samment élevée, par exemple de la glycérine. Le liquide est intro- duit par une ouverture utilement pratiquée dans la chemise 4.
La tige 3 est couplée au noyau 10a du transformateur différentiel 10 qui est supporté dans un logement 10 qui est fixé sur l'arbre 1 d'une façon analogue à celle du palier 2. Afin d'ex- clure l'influence des flexions de l'arbre sur les mesures, l'on prévoit sur l'arbre 1 deux agencements suivant la figure 1, dont les tiges de mesure sont diamétralement opposées entre elles. La tige de mesure 3 du deuxième groupe est couplée au noyau de fer lia d'un deuxième transformateur différentiel 11. Les enroulements primaires lOb et llb des deux transformateurs différentiels 10 et 11 sont connectés, par l'intermédiaire de bagues collectrices 12 et 13, à une fréquence porteuse 14.
Afin de donner au circuit des bagues collectrices une résistance élevée, c'est-à-dire de réduire l'influence des variations de la résistance de contact des balais, la tension de la fréquence porteuse aux balais est choisie très élevée et elle est adaptée, sur l'arbre, aux enroulements primaires 10b et llb des deux transformateurs différentiels 10 et 11, par un transformateur 15. Lors d'un déplacement des noyaux de fer 10a
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et lla, couplés aux deux tiges de mesure 3, des transformateurs différentiels 10 et 11, le couplage entre les enroulements primai- res lOb et llb et secondaires 10c et 11 augmente et celui entre les enroulements primaires lOb et llb et les seconds enroulements secon- daires lOd et 11 diminue. Les deux transformateurs différentiels ont les mêmes caractéristiques électro-mécaniques.
Les enroulements primaires lOb et llb sont connectés en série, ou éventuellement en parallèle, et les enroulements secondaires 10c, llc, 10 d, lld sont connectés en série. L'on indique ainsi uniquement l'allongement de l'axe mais non sa flexion, car seule la somme des allongements est mesurée. Les tensions dans les deux circuits secondaires des trans- formateurs différentiels 10 et 11:sont transmises par l'intermédiai- re de trois bagues collectrices 16 17 et 18 (figure 4). Les enrou- lements secondaires 10c, llc et 10d,.lld forment avec les deux ré- sistances 19,20, connectées par l'intermédiaire des bagues collec- trices 16, 17 et 18 un pont de wheatstone qui peut être réglé à 0 en faisant varier les résistances 19,20.
La tension différentielle du pont, engendrée par suite du déplacement des noyaux de fer 10a et 11a des transformateurs différentiels 10 et 11, est proportionnelle à la somme des allongements et est amplifiée par un amplificateur 21 et un autre amplificateur 22, envoyée à l'oscillographe à rayons cathodiques 23 avec appareil de prise de vues cinématographiques 24 et enregistrée par celui-ci.'En outre, la poussée moyenne est indiquée par un instrument 25 à zéro central, qui reçoit la tension différentielle du pont par l'intermédiaire de l'amplificateur 21 et du redresseur sensible à la phase 26. La transmission par bagues collectrices est constituée par cinq bagues collectrices en argent 12, 13, 16, 17 et 18 avec chacune deux balais en charbon d'argent.
La fixation des bagues collectrices elles-mêmes est utilement ef- fectuée de la façon suivante : sur l'arbre 1 est disposé une feuil- le en matière artificielle flexible, dont la longueur est égale à la circonférence de l'arbre moins environ 8 mm et qui est fixée
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sur l'arbre 1 par trois bandes d'agrafage. Sur cette feuille sont collées les cinq bandes d'argent; les connexions des transforma- teurs vers les bandes d'argent sont placées dans l'intervalle de 8 mm entre les bouts de la feuille de matière artificielle. La fré- quence porteuse est engendrée dans le générateur 27 et l'appareil de mesure 28 sert à contrôler cette tension.
L'appareil suivant l'invention convient également pour la mesure de flexions pures de l'arbre sans influence d'allon- gements de l'arbre.Il suffit alors de connecter l'enroulement se- condaire 10c du transformateur différentiel 10 en série avec l'en- roulement secondaire lld du transformateur différentiel et l'enrou- lement secondaire lOd du transformateur différentiel 10 en série avec l'enroulement secondaire 11c du transformateur différentiel 11.
Des mesures quelconques pour exclure les erreurs de température ne sont pas nécessaires alors.
REVENDICATIONS
1. Appareil de mesure de poussée axiale, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une tige de mesure, disposée parallè- lement à l'axe de l'arbre, qui est fixée unilatéralement à l'arbre, à une certae distance de celui-ci, ses déplacements par rapport à l'arbre étant transmis à un indicateur de mesure fixé sur ledit arbre.