Brevet FR2474158A1 — publié le 19810724

TRANSDUCTEUR FOURNISSANT DES SIGNAUX CARACTERISTIQUES DU REGLAGE EN POSITION LONGITUDINALE D'UN COMPOSANT MOBILE ANGULAIREMENT La présente invention se rapporte à un transducteur servant à fournir des signaux caractéristiques du réglage en position longitudinale d'un composant mobile angulairement, ce transducteur étant de construction simple et commode. De façon plus précise, l'invention a pour objet un tel transducteur, caractérisé par le fait qu'il comprend un élé- ment ayant en gros la forme d'un cylindre, associé audit composant de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement et angulairement avec celui-ci, une série de zones situées à une certaine distance les unes des autres sur le pourtour dudit élément, lesdites zones ayant toutes pratiquement la même longueur périphérique, ces zones partant de l'une des extrémités de l'élément et se terminant par un plan radial situé entre les extrémités de cet élément, et un dispositif de détection présentant une face de détection tournée en di- rection de la surface dudit élément mais à une certaine dis- tance de cette dernière, cette face de détection ayant une surface fixe et ce dispositif de détection ayant une posi- tion longitudinale fixe, ladite face de détection étant sen- sible à la nature desdites zones, grâce à quoi ce dispositif de détection fournit un signal électrique fluctuant caracté- ristique des surfaces desdites zones qui passent au-dessous de ladite face de détection et, par suite, de la position longitudinale relative dudit élément et du dispositif de détection 13. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en re- gard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation possible du transducteur selon l'invention; La figure 2 est une représentation développée d'une partie du transducteur de la figure 1; La figure 3 est une courbe représentant les variations d'un signal fourni par ce même transducteur; La figure 4 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation du transducteur selon l'invention; La figure 5 est une vue analogue à la figure 2 mais correspondant au transducteur de la figure 4 La figure 6 est une courbe analogue à celle de la fi- gure 3, mais correspondant au transducteur de la figure 5; et Les figures 7 et 8 sont des vues analogues respective- ment à la figure 1 et 2, mais correspondant à une troisième forme de réalisation du transducteur selon l'invention. Le transducteur, tel que représenté sur la figure 1, comprend un élément 10 ayant en gros la forme d'un cylindre allongé en métal, cet élément étant associé à un composant rotatif, dont la position longitudinale peut varier en cours d'utilisation, ou faisant partie de ce composant rotatif. Ce transducteur est conçu pour fournir des signaux à partir desquels on peut déterminer la position longitudinale de ce composant dans un carter. La surface de cet élément 10 présente toute une série de zones en relief, que l'on a divisées, par commodité, en deux jeux. Les zones du premier jeu portent la référence 11 tandis que celles du second jeu, portent la référence 12. En outre, comme on le verra d'après la figure 2, il est prévu trois zones dans chaque jeu, ces diverses zones étant dési- gnées par des lettres de référence différentes. Les zones 11 partent de l'une des extrémités de l'élé- ment 10 et se terminent par un plan radial, entre les extré- mités de cet élément. Ces zones ont donc toutes la même lon- gueur dans la direction longitudinale et, de plus, elles ont la même longueur dans la direction périphérique. L'écarte- ment périphérique entre les diverses zones 11 est le même et il est par exemple de 600C. Les zones 12 sont disposées dans les vides entre les zones 11 et elles occcupent toute la longueur de l'élément 10 dans la direction longitudinale. Toutefois, leurs longueurs, dans la direction périphérique, sont différentes. Tout près de l'élément 10 se trouve le dispositif de détection 13 qui, dans l'exemple considéré, est l'une des armatures d'un condensateur. Ce dispositif présente une face 14 tournée vers la surface de l'élément 10, cette face 14 ayant pratiquement la même courbure de la surface de l'élément 10 mais étant à une certaine distance de cette dernière. Le dispositif détecteur 13 est fixé dans un carter qui renferme l'élément 10 à la position repré- sentée sur la figure 2, de telle sorte qu'il chevauche par- -10 tiellement les zones 11. Tandis que l'élément 10 tourne, la capacité de durée entre les éléments 10 et le dispositif 13 varie et, si pour le moment on ne tient pas compte des zones 12, la capacité, lorsque les zones 11 passent au-dessous de la face 14, croît à partir d'une valeur minimum, pratiquement nulle, jusqu'à une valeur maxima, atteinte lorsque la face 14 recouvre com- plètement les zones 11 dans la direction périphérique, c'est à dire comme représenté sur la figure 2 en trait interrompu. Ces valeurs sont les mêmes pour toutes les zones 11, à la condition que la distance entre les zones 11 et la face 14 ne varie pas. Si l'élément 10 se déplace longitudinalement, la valeur de la capacité change et plus le chevauchement dans la direction longitudinale est grand, plus la capacit! est grande. Par étalonnage, on peut relier la valeur de la capacité à l'étendue du chevauchement dans la direction lon- gitudinale et, par suite, à la position longitudinale rela- tive entre le dispositif 13 et l'élément 10 et, par consé- quent, à la position longitudinale du composant dans le carter. Si la nature du diélectrique entre le dispositif détec- teur 13 et l'élément 10 varie, il se produit une variation de la valeur de la capacité et l'étalonnage est détruit. En outre, il peut se produire une certaine dérive dans les cir- cuits électroniques utilisés pour mesurer et fournir une indication de la valeur de la capacité. Les zones 12 ont pour râle de fournir des points d'étalonnage. Comme signalé plus haut, les zones 12 ont des lon- gueurs périphériques différentes. La largeur de la zone 12 désignée par la référence B est prévue de façon que, lors- qu'elle se trouve au-dessous de la face 14, la valeur de la capacité soit inférieure à la valeur minima possible lorsque cette face 14 chevauche les zones ll. La zone 12 portant la référence F est conçue pour fournir la valeur maxima de la- capacité et sa longueur périphérique est avantageusement égale à celle de la face 14. La zone 12 désignée par la réfé- rence D a une longueur périphérique telle que la capacité prend une valeur intermédiaire. La figure 3 représente les variations de la capacité au cours d'un tour complet de l'élément 10 et pour une posi- tion longitudinale relative fixe entre cet élément et le dispositif 13. Les-valeurs relatives de la capacité restent inchangées, même si le diélectrique entre le dispositif 13 et l'élément 10 se modifie. Les valeurs de la capacité four- nies par les zones 12 permettent aux circuits électroniques servant à mesurer la valeur de la capacité et à fournir le signal de position, d'être auto-étalonnables. Si l'on considère maintenant la figure 4, on voit qu'au lieu de réaliser les zones sous la forme de parties en saillie à la surface de l'élément 10, comme dans le cas de l'exemple représenté sur la figure 1, les espaces entre les zones peuvent être constitués par des fentes. Sur la figure 4, l'élément 15 est de forme cylindrique et il présente une fente transversale 16, formée facilement à l'aide d'une fraise. Les bords extérieurs de la paroi de base de la fente 16 se trouvent dans le même plan radial signalé plus haut et le dispositif détecteur 17 est placé en conséquence, sa longueur périphérique étant inférieure à celle de la fente 16. Si, pour l'instant, on ne tient.pas compte des autres fentes, la valeur de la capacité entre le dispositif 17 et l'élément 15 diminue d'une valeur maxima jusqu'à une valueur déterminée par la position longitudinale de l'élément 15, comme lorsque le dispositif 17 s'étend en partie par-dessus la fente 16. Deux autres fentes 18 et 19 sont taillées dans la surface de l'élément et, comme représenté sur la figure 4, elles ont, dans la direction périphérique, des longueurs différentes. La longueur périphérique de la fente 18 est nettement inférieure à celle du dispositif 17, tandis que la 2 i74158 longueur périphérique de la fente 19 n'est que légèrement inférieure à celle de ce dispositif 17. De plus, les fentes 18 et 19 s'étendent vers l'arrière au-delà de la paroi de base de la fente 16. Tandis que l'élément tourne, le dispo- sitif de détecteur 17 vient en regard des fentes 18 et 19 en donnant à la capacité, respectivement une valeur élevée et une valeur faible. La valeur élevée de la capacité est obte- nue lorsque le dispositif 17 se trouve au-dessus de la fente 18, tandis que la valeur faible est obtenue lorsque ce dis- positif 17 se trouve au-dessus de la fente 19. On obtient la mesure de cette capacité comme décrit précédemment. La figure 6 représente les variations de la valeur de la capacité en fonction des déplacements du dispositif 17 par rapport aux fentes. Dans le transducteur représenté sur les figures 7 et 8, l'élément 20 est de nouveau de forme cylindrique, mais il comporte deux gradins 22 et 23 qui, eux aussi, peuvent être obtenus facilement à l'aide d'une fraise; la face extrême est désignée par la référence 25 et les mêmes numéros de ré- férence sont utilisés sur la vue développée de la figure 8. La longueur du dispositif 21, dans la direction périphérique est inférieure à celle de l'évidement défini par le gradin 23 et également de la partie située entre la surface extrême 25 et le gradin 22. Par conséquent, dans ce cas, la valeur de la capacité part d'un maximum qui correspond à la partie de l'élément 20 située entre la face extrême 25 et le gradin 22; sa valeur passe par la valeur mesurée qui est fonction de la position longitudinale relative de l'élément, en par- ticulier le gradin 22, et du dispositif et elle descend jusqu'à la valeur minima qui correspond à la position de ce dispositif indiquée sur la figure 8. Comme expliqué plus haut, les dispositifs 13, 17 et 21 constituent les armatures d'un condensateur et c'est la ca- pacité de ce condensateur que l'on détecte. Suivant une va- riante, les zones peuvent être de nature magnétique, auquel cas les dispositifs sont sensibles au champ magnétique en- gendré par les zones; il convient de se rappeler que le dispositif doit avoir une surface finie afin de fournir un 2 47 4158 signal caractéristique de la position longitudinale rela- tive de l'élément et du dispositif. Les dispositifs peuvent être d'un type sensible à la lumière, auquel cas les zones doivent avoir des densités différentes. REVENDICATIONS 1. Transducteur servant à fournir des signaux caracté- ristiques du réglage en position longitudinale d'un compo- sant mobile angulairement, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément 10 ayant en gros la forme d'un cylindre, associé audit composant de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement et angulairement avec celui-ci, une série de zones 11 situées à une certaine distance les unes des au- tres sur le pourtour dudit élément 10, lesdites zones ayant toutes pratiquement la même longueur périphérique, ces zones partant de l'une des extrémités de l'élément 10 et se ter- minant par un plan radial situé entre les extrémités de cet élément, et un dispositif 13 de détection présentant une face 14 de détection tournée en direction de la surface dudit élément 10 mais à une certaine distance de cette der- nière, cette face de détection ayant une surface fixe et ce dispositif de détection ayant une position longitudinale fixe, ladite face de détection 14 étant sensible à la nature desdites zones, grâce à quoi ce dispositif de détection fournit un signal électrique fluctuant caractéristique des surfaces desdites zones qui passent au-dessous de ladite face de détection 14 et, par suite, de la position longitu- dinale relative dudit élément 10 et du dispositif de détec- tion 13. 2. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des zones 12 intercalées entre lesdites premières zones 11, ces zones complémentaires ayant chacune des faces tournées en direction de la face de détection, les surfaces desdites zones complémentaires tournées vers la face de détection étant pratiquement cons- tantes, quelle que soit la position longitudinale relative du composant et dudit dispositif de détection 13. 3. Transducteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites premières zones et lesdites zones complémentaires sont délimitées par des parties en relief de la surface dudit élément 10 lesdites premières zones il étant réparties angulairement de façon régulière et lesdites zones complémentaires 12 étant situées entre lesdites pre- 2- 7 4158 mières zones 11 et ayant des longueurs périphériques diffé- rentes. 4. Transducteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit élément présente une fente transver- sale 16 qui traverse cet élément et deux fentes 18, 19 de largeurs périphériques différentes pratiquées dans ledit élément perpendiculairement à cette fente transversale 16, ces deux fentes 18 et 19 ayant, dans la direction longitu- dinale, une plus grande longueur que ladite fente transver- sale 16. 5. Transducteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit élément comporte deux gradins 22, 23 situés à une certaine distance l'un de l'autre dans la direction longitudinale. 6. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément est en métal et constitue l'une des armatures d'un condensateur, ledit dispositif de détection 13 constituant l'autre armature de ce condensa- teur.