Brevet FR2486230A1 — publié le 19820108

L'invention concerne un dispositif tachymétrique com- mandé par un moteur électrique. En particulier, l'invention concerne un dispositif ta- chymétrique qui permet à la fois de transmettre un mouvement rotatif d'un premier arbre à un deuxième arbre par un système électrique et de mesurer la vitesse angulaire de ce mouvement. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif ta- chymétrique du type comprenant essentiellement: - un premier générateur fournissant des impuls"ons électriques à une fréquence proportionnelle à la vitesse angulaire de ro- tation du premier arbre, - un moteur électrique dont l'arbre peut être accouplé angu- lairement au deuxième arbre, - un indicateur de vitesse comprenant des moyens sensibles aux variations de champ magnétique, - un deuxième générateur d'impulsions muni d'un transducteur magnéto-électrique et - un aimant permanent accouplé angulairement à I'arbre du mo- teur et conçu pour activer à la fois les moyens de l'indica- teur de vitesse qui sont sensibles aux variations de champ ma- gnétique et le transducteur magnéto-électrique. Un dispositif du type ci-dessus est décrit en détail dans la demande de bre- vet italienne No 67912-A/78. Dans le texte cité, le transduc- teur magnéto-électrique utilisé est un élément de contact élec- trique du type à lame, l'utilisation de transducteurs magnéto- électriques d'autres types étant considérée seulement du point de vue théorique, d'une part à cause de la différence considé- rable et défavorable de prix de revient entre eux et le contact à lame et d'autre part à cause des difficultés que l'on éprou- ve à positionner correctement ces transducteurs relativement à l'aimant permanent, étant donné qu'il faut un assemblage ex- trêmement précis pour tirer des signaux corrects de ces trans- ducteurs magnéto-électriques, Toutefois, l'utilisation de l'élément de contact à lame donne lieu à certains inconvénients, à la fois de nature tech- nique (fiabilité) et concernant l'application (par exemple comme tachymètre dans le domaine automobile). Du point de vue 24862?0 technique, on a trouvé que le comportement de l'élément de contact à lame est influencé considérablement par la vitesse de rotation de l'aimant permanent porté par l'arbre du moteur. A cet égard, il est possible que les bornes placées face à face qui constituent l'élément de contact électrique vibrent à leur fréquence propre de résonance ou qu'elles restent en contact permanent entre elles, faussant ainsi la lecture four- nie par l'indicateur. En outre, étant donné que 1' élément de contact à lame est essentiellement un composant mécanique, ses bornes sont sujettes à usure.en ce sens qu'elles sont conti- nuellement soumises à des contraintes de flexion de sorte qu'il se produit, avec le temps, des variations progressives de leur réponse au champ magnétique engendré par l'aimant permanent. Enfin, ltalternance continuelle d'ouverture et de fermeture du contact électrique entre les bornes cause, à long terme, une augmentation progressive de la résistance aux zones de contact. On peut emp&cher cette augmentation en utilisant des éléments à bornes argentées mais cela nécessite un supplément de dépen- se considérable. On a noté aussi que lorsqu'on utilise le dispositif comme tachymètre dans le domaine automobile, le tic-tac engen- dré par l'élément de contact à lame est souvent gênant pour le conducteur et qu'on ne peut pas facilement le réduire étant donné que le tachymètre doit nécessairement être monté sur le tableau de bord dans une zone située juste en face du siège du conducteur. L'invention a pour but de fournir un dispositif tachy- métrique qui soit exempt des inconvénients susdits des dispo- sitifs connus. L'invention propose un dispositif tachymétrique compre- nant un moteur électrique, un indicateur de vitesse muni de moyens sensibles aux variations de champ magnétique, un trans- ducteur magnéto-électrique et un aimant permanent accouplé an- gulairement à un arbre du moteur et conçu pour activer aussi bien les moyens mentionnés de ltindicateur que le transducteur magnéto-électrique, dispositif caractérisé par le fait que le transducteur magnéto-électrique comprend un élément sensible à l'effet Hall, accouplé rigidement à un élément profilé qui le supporte et qui est disposé entre le carter du moteur et l'aimant permanent. On comprendra mieux l'invention grâce à la description d'un mode d'exécution préférentielle, donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une perspective en coupe partielle d'un dispositif tachymétrique selon l'invention, certaines par- ties étant enlevées pour plus de clarté, et -: la figure 2 est une coupe du dispositif de la figure 1 dans un plan vertical. Sur la figure 1, la référence 1 indique généralement une partie d'un générateur tachymétrique construit selon l'in- vention et comprenant essentiellement un moteur électrique 2 qui reçoit un signal d'alimentation par des câbles 3 et 4, un aimant permanent 5 de forme cylindrique, accouplé angulaire- ment à un arbre 6 du moteur électrique 2, un indicateur de vi- tesse 7 de type connu et un transducteur magnéto-électrique 8, tous deux conçus pour être commandés par le champ magnétique engendré par l'aimant permanent 5. Le dispositif 1 comprend aussi un compteur 10 de type connu, essentiellement constitué de plusieurs tambours totali- sateurs il montés sur un arbre 12 accouplé angulairement à l'arbre 6 du moteur 2 par une liaison cinématique 13. Cette dernière comprend deux arbres 14, 15 dont chacun présente une première extrémité accouplée à la première extrémité de l'au- tre arbre et une deuxième extrémité accouplée respectivement à l'arbre 6 du moteur 2 et à l'arbre 12 du compteur 10, par un accouplement à vis sans fin et à pignon hélicoïdal. L'indi- cateur 7 est aussi de type connu et comprend essentiellement une cuvette 17 accouplée angulairement à une extrémité d'un arbre 18 sur l'autre extrémité duquel est montée une aiguille 19 et un ressort spiral de rappel 20 relié par une extrémité à l'arbre 18 et dont l'extrémité opposée est fixée à un point fixe d'un bâti support, non représenté sur la figure 1. Le transducteur magnéto-électrique 8 est constitué d'un circuit intégré contenant un élément sensible à l'effet Hall et muni d'une borne d'alimentation positive 22, d'une borne d'alimentation négative 23 et d'une borne de sortie 24 o il existe un signal de niveau haut ou bas selon que le champ ma- gnétique passant par le transducteur 8 est supérieur ou infé- rieur à une valeur prédéterminée. Selon l'invention, le transducteur 8 repose sur une plaque 25 ayant pratiquement la forme d'un secteur d'anneau circulaire et formée de matière ferromagnétique, de manière. à diriger vers le transducteur 8 les lignes de force du champ magnétique engendré par l'aimant 5. Dans l'exemple représenté, l'aimant 5 est du type à quatre p8les et la plaque 25 s'étend sur un arc de cercle pratiquement égal à 900 de façon que les lignes de force du champ magnétique engendré par deux p8les adjacents de signe opposé de l'aimant 5 soient dirigées au- tour du transducteur 8. La plaque 25 repose à son tour sur la surface supérieu- re d'un circuit imprimé 26 auquel conduisent les bornes 22, 23 et 24, du transducteur 8. Le circuit 26 est muni d'un ap- pendice 27 dirigé radialement vers l'extérieur et qui-, du co- té opposé à celui qui est tourné vers la plaque 25, comprend trois tracés conducteurs 28, 29 et 30 (indiqués en tireté) qui permettent à chaque borne 22, 23, 24 du transducteur 8 &être reliée électriquement à des câbles de connexion respec- tifs 32, 33,34. La figure 2 montre comment on assemble entreelles en pratique les diverses parties du générateur tachymétrique 1. En particulier, une cuvette inférieure 36 est prévue pour con- tenir le moteur-2, un bâti 37 est prévu pour supporter essen- tiellement l'indicateur 7 et le compteur 10, et un élément profilé 38 est monté entre la cuvette 36 et le bâti 37 de ma- nière à supporter essentiellement le circuit imprimé 26, la plaque 25 et le transducteur 8. L'élément profilé 38 comprend une perforation axiale passante 40 qui permet le passage de l'arbre 6 du moteur 2 et il est aussi muni d'un doigt 41 qui s'engage dans un siège 42 prévu dans le carter du moteur 2. Le circuit imprimé 26, la plaque 25 et le transducteur 8 sont fixés à l'élément profilé 28 par deux rivets 43a, 43b, rivés à chaud (voir figure 1). En particulier, l'élément profilé 38 présente une surface 44 munie de plusieurs gradins sur chacun desquels reposent res- pectivement la surface supérieure du transducteur 8 et une partie de la plaque 25. La disposition de montage ci-dessus évite les inconvé- nients des dispositifs connus. A cet égard, il est assuré que le positionnement du transducteur 8 relativement à l'aimant 5 soit correct en direction axiale aussi bien que radiale parce que le transducteur 8 est retenu avec précision par l'élément profilé 38 qui repose à son tour sur le carter du moteur 2 tandis que l'aimant 5 est retenu mécaniquement sur le carter du moteur 2 par l'arbre 6 du moteur. L'utilisation d'un élément sensible à l'effet Hall com- me transducteur magnéto-électrique supprime tous les inconvé- nients dus à l'utilisation de l'élément de contact à lame et contribue par conséquent à accrottre considérablement la fia- bilité du tachymètre 1. En particulier, en choisissant conve- nablement le transducteur 8, il est possible d'obtenir, à la borne de sortie 24 de ce dernier, un signal à forme d'onde carrée et un coefficient d'utilisation de 50 %, ce qui facili- te considérablement le traitement du signal. Enfin, il est évident que l'on peut apporter des modi- fications au mode d'exécution susdit du tachymètre 1 sans sor- tir du cadre de l'invention. Par exemple, pour obtenir un signal ayant une fréquence supérieure à celle que l'on peut obtenir dans le cas présent à la borne de sortie 24 du transducteur 8, pour des vitesses de rotation angulaires égales de l'arbre 6 du moteur 2, il suffit de remplacer l'aimant 5 par un aimant à plus grand nom- bre de p8les. En pareil cas, la plaque 25 doit s'étendre sur un angle qui permette de conduire le flux de deux pêles adja- cents c'est-à-dire qu'elle doit avantageusement s'étendre sur un angle que l'on obtient en divisant 360 par le nombre de p8les de l'aimant utilisé. R E V E N D I C A T IO N S 1 - Dispositif tachymétrique du-type comprenant un mo- teur électrique (2), un indicateur de vitesse (7) muni de moyens (17) sensibles aux variations de champ magnétique, un transducteur magnétoélectrique (8) et un aimant permanent (5) accouplé angulairement à un arbre (6) du moteur (2) et conçu pour activer aussi bien les moyens (17) de l'indicateur (7) que le transducteur magnéto-électrique (8), dispositif carac- térisé par le fait que le transducteur magnéto-électrique (8) comprend un élément sensible à l'effet Hall, accouplé rigide- ment & un élément profilé (38) qui le supporte et qui est dis- posé entre le carter du moteur (2) et l'aimant permanent (5). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque (25) de matière ferro- magnétique sur laquelle repose le transducteur (8). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la plaque (25) a la forme d'un secteur d'anneau circulaire et s'étend sur un angle prévu pour diriger vers le transducteur (8) le flux de deux p8les adjacents de signe op- posé de l'aimant permanent (5). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit imprimé (36) muni de tracés conducteurs(28, 29, 30)présentant une première extrémité reliée à une borne correspondante (22, 23, 24) du transducteur (8) et une extrémité opposée conçue pour être re- liée à un càble respectif (32, 33, 34). - Dispositif selnl'unedesrevendications 2 à 4, caracté- risé par le fait que la plaque (25) repose sur le circuit im- primé (26) et que le circuit imprimé (26), la plaque (25) et le transducteur (8) sont reliés à l'élément profilé (38). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend deux rivets (43a, 43b) qui relient le circuit imprimé (26) à l'élément profilé (38). 7 - Dispositif selonl'unedesrevendications 1 à 6, caracté- risé par le fait que le transducteur (8) repose sur une surfa- ce (44) de l'élément profilé (38). 248093C 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la surface (44) est en forme de gradins et qu'une partie de la plaque (25) repose aussi sur cette surfa- ce (44).