Brevet FR2509466A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne un capteur de déplacement induc- tif, étanche au fluide sous pression, pour un organe de réglage flui- dique, et en particulier distributeur, soupape de pression ou soupape de débit, avec un tube de pression en matériau amagnétique, contenant un noyau magnétique et dont l'extrémité ouverte présente des moyens de fixation sur l'organe de réglage avec étanchéité à la pression; une carcasse entourant le tube de pression et logée dans un bottier, et des moyens d'ajustement pour tarage du zéro du capteur. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le N O 29 41 195 décrit un tel capteur de déplacement, dans lequel la bobine primaire et deux bobines secondaires d'une car- casse sont intégrées dans un bottier moulé par injection de matière plastique et glissé sur un tube de pression contenant un noyau magné- tique Deux écrous et des filetages correspondants sur le tube de pression sont prévus comme moyens d'ajustement pour tarage du zéro de la course du capteur de déplacement par rapport à celle de l'organe de réglage fluidique Ce capteur de déplacement présente l'inconvénient suivant: les écrous ne permettent qu'un ajustement difficile et long du bottier pour le tarage du zéro, d'autant plus qu'un réglage fin doit être possible au centième de millimètre Un autre inconvénient réside dans l'absence de moyen permettant de modifier ultérieurement la pente de la caractéristique Un autre inconvénient essentiel réside dans la réalisation du bottier, dont la stabilité insuffisante aux sollicita- tions extérieures nuit au fonctionnement précis du capteur de déplace- ment. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le N O 29 15 595 décrit par ailleurs un transducteur inductif, dans lequel une face frontale d'un tube en matériau magnétique est munie de fentes pour l'ajustement de la pente de la caractéristique Une telle solution présente l'inconvénient d'étre difficilement applicable après coup à un capteur de déplacement logé dans un boîtier fermé Il est en outre impossible de réduire la longueur des fentes en cas d'erreur d'ajustement Un autre inconvénient de ce transducteur réside dans l'absence de moyens de tarage du zéro. Selon ucaraetei Stique essentielle de l'invention, la carcasse est mobile axialement sur le tube de pression et dans le boîtier; les moyens d'ajustement sont réalisés sous forme d'un réducteur à vis sans fin logé dans le boîtier et réglable de l'extérieur; et la carcasse est accouplée sous jeu longitudinal au réducteur à vis sans fin L'avantage du capteur de déplacement selon l'invention réside dans une construc- tion relativement simple et économique, et la possibilité d'un ajuste- ment extérieur de l'appareil fini, pour le tarage du zéro Les pièces du capteur de déplacement peuvent ainsi étre fabriquées avec des tolé- rances plus larges, ce qui réduit les coûts. La carcasse est chargée par un ressort de compensation du jeu. Le réducteur à vis sans fin est constitué par une vis sans fin et une roue tangente, montée concentriquement au tube de pression dans le boî tier Le réducteur à vis sans fin est monté à proximité de l'extrémité. ouverte du tube de pression et le ressort de compensation à proximité de son extrémité fermée La roue tangente est montée par un collet fileté dans un taraudage correspondant, solidaire du boîtier La carcasse est appliquée par action de force sur le collet fileté et guidée dans le boîtier avec blocage en rotation On obtient ainsi une construction particulièrement simple et compacte. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la carcasse et la roue tangente sont accouplées par un encliquetage sans jeu, qui facilite notamment le montage Ce mode d'en- cliquetage permet dans des applications particulières de supprimer totalement le ressort de charge de la carcasse et d'obtenir ainsi une construction plus compacte. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, une self de réglage est logée dans le boîtier et branchée en série avec la bobine primaire Il est ainsi possible d'ajuster la pente de la caractéristique du capteur de déplacement Un avantage par- ticulier réside dans l'absence de réaction de cet équilibrage de la pente de la caractéristique sur le tarage du zéro. Selon une autre caractéristique de l'invention, la carcasse accou- plée à la roue tangente par un encliquetage sans jeu est chargée par un ressort de compensation du jeu Cette réalisation est particulièrement avantageuse quand la précision du capteur de déplacement doit satisfaire à des exigences très sévères, imposant la suppression du jeu résiduel. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier est constitué par une partie intérieure tubulaire, contenant la carcasse, et une partie extérieure cylindrique fermée à une extrémité, entourant la partie intérieure et portant des moyens de fixation du boîtier; et les deux parties du boîtier comportent un fond commun et sont ouvertes du même côté que le tube de pression Cette réalisation convient parti- culièrement bien, car des sollicitations mécaniques extérieures ne peuvent ainsi pas agir sur la carcasse et par suite la précision du. capteur de déplacement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale du capteur de déplacement induc- tif; la figure 2 représente la tension de sortie du capteur de déplacement en fonction de sa course; la figure 3 représente le schéma électrique simplifié du capteur de déplacement selon figure 1; et la figure 4 représente à plus grande échelle une carcasse accouplée à une roue tangente par sûreté de forme, au moyen d'un encliquetage. La figure 1 représente le capteur de déplacement inductif 10 Il comprend un tube de pression 11, ouvert d'un seul côté, étanche à la pression et contenant un noyau 13 en matériau magnétique dans un logement 12 Le noyau 13 est muni d'une tige 14, qui sort du tube de pression 11 et est reliée de façon connue à un organe de réglage fluidique du type usuel en particulier sur les distributeurs et soupapes de pression ou de débit Le noyau 13 peut de même être relié à l'armature d'un électro aimant proportionnel, etc Pour la fixation sur un élément de machine correspondant, l'extrémité ouverte du tube de pression 11 est munie d'un filetage 15, qui se prolonge par un six pans 16 Une carcasse 17, portant une bobine primaire 18 médiane et deux bobines secondaires 19, 21, est mobile axialement sur le tube de pression 11, entre son extrémité fermée et le six pans 16 La caracasse 17 est en outre mobile axialement dans un trou borgne 22, contigu et coaxial au tube de pres- sion 11 dans un bottier 23 Ce dernier est constitué par une partie intérieure tubulaire 20 et une partie extérieure cylindrique 20 ', entourant la précédente; les deux parties du bottier comportent un fond commun 20 et sont ouvertes du même côté que le tube de pression 11 La partie extérieure 20 ' du bottier est munie de pattes de fixa- tion non représentées Le bottier 23, particulièrement stable, protège la carcasse 17 et augmente ainsi la précision du capteur de déplace- ment 10 Le bottier 23 contient, à proximité de son extrémité ouverte, un réducteur à vis sans fin 24 à autoblocage, constitué par une vis sans fin 25 et une roue tangente 26 Cette dernière est constituée par la roue de réglage 27, qui engrène sur la vis sans fin 25 avec un très faible jeu, et un collet fileté 28 solidaire de la roue La vis sans fin 25 est montée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudi- nal du bottier 23; l'axe de la vis sans fin 25 se trouve à une distance de l'axe longitudinal du bottier 23 supérieure au diamètre extérieure de la caracasse 17 et affectée de tolérances étroites La roue tangente 26 est un cylindre creux, qui peut donc se placer concentriquement au tube de pression 11, et est montée par son collet fileté 28 dans un taraudage 29 conjugué, solidaire du bottier, à l'extrémité ouverte du trou borgne 22 Des nervures 32 de la carcasse 17 s'engagent dans des fentes 31, réalisées dans le bottier 23, au voisinage du taraudage 29 et sur des côtés opposés du trou borgne 22 La carcasse 17 est ainsi guidée dans le bottier 23 avec blocage en rotation Le diamètre de la roue de réglage 27 est aussi grand que possible, de façon que le réduc- à vis sans fin 24 permette d'obtenir une résolution aussi bonne que possible La roue de réglage peut en outre ainsi se placer au-dessus du six pans 16, ce qui permet une construction compacte du capteur de déplacement 10 Un ressort 32, disposé à l'extrémité intérieure du trou borgne 22, prend appui sur le boîtier 23 et produit toujours, par l'in- termédiaire de la carcasse 17, une application du collet fileté 28 de la roue tangente 26 sur un flanc de filet solidaire du boîtier Une compensation du jeu est ainsi assurée, le jeu pouvant apparaître moins dans le réducteur à vis sans fin 24 à autoblocage que sur le palier du collet fileté 28 dans le taraudage 29 du bottier 23 Le ressort 32 applique en outre toujours la carcasse 17 sur le collet fileté 28. Le bottier 23 comporte à la hauteur de la vis sans fin 25 un alésage 33 parallèle au trou borgne 22 et contenant une self 34 de réglage électrique Une ouverture 36 donne accès, depuis la face frontale du bottier 23, au noyau fileté 35 de la self 34 Les fils électriques 37 du capteur de déplacement 10 sortent du boîtier 23. La figure 3 représente le schéma électrique simplifié du capteur de déplacement 10 Elle montre que la self de réglage 34 est en série avec la bobine primaire 18 Le capteur de déplacement 10 est relié de la façon habituelle à un oscillateur 38 et un démodulateur 39, sur lequel un filtre 41 prélève une tension de sortie électrique U, dont l'amplitude et la polarité sont proportionnelles à la course S impri- mée a la tige de liaison 14. Cette conversion proportionnelle du signal d'entrée "course s" en une tension électrique U s'effectue selon la caractéristique 42, comme le montre la figure 2 Il peut être nécessaire d'effectuer des équilibrages globaux, pour compenser des tolérances de fabrication ou permettre des tolérances moins serrées au cours d'un contrôle final; le capteur de déplacement 10 présente alors une caractéristique 43 parallèle a la caractéristique 42 Une simple rotation de la vis sans fin 25 dans l'appareil fini, depuis l'extérieur du bottier 23, permet de translater la caractéristique 43 vers la caractéristique 42 pour le tarage du zéro Cette opération est possible pour des écarts aussi bien positifs que négatifs de la caractéristique 43 par rapport à la carac- téristique 42 passant par le zéro Un tarage du zéro du capteur de déplacement 10 par rapport à la course d'un organe de réglage fluidique est ainsi possible sans grande difficulté sur l'appareil fini, de l'ex- térieur et rapidement, par translation de la caracasse 17 par rapport au noyeu 13 à l'aide du réducteur a vis sans fin 24 Le ressort 32 maintient la carcasse 17 appliquée sur la roue tangente 26, de façon a éliminer tout jeu de cette dernière par rapport au boîtier 23 Lorsque la caractéristique 44 ne présente pas la pente souhaitée après le tarage du zéro, une rotation du noyau fileté 35 permet de faire varier l'in- ductance de la self de réglage 34 jusqu'à l'obtention de la pente souhai- tée, correspondant à celle de la caractéristique 42 Un avantage par- ticulier réside dans l'absence de réaction de cet ajustement à l'aide 6 2509466 de la self de réglage 34 sur le tarage du zéro Il est ainsi-possible de faire varier la caractéristique 42 positivement ou négativement d'environ 20 % Le réducteur à vis sans fin 24 permet un réglage fin de la carcasse 17 avec une résolution d'un centième de millimètre. La figure 4 représente une carcasse 45 modifiée, munie d'une autre roue tangente 46 utilisable à la place de celle représentée dans le capteur de déplacement 10 selon figure 1 Les deux pièces 45, 46 sont réunies par un encliquetage 47 sans jeu, l'extrémité de la car- casse 45 en regard du réducteur a vis sans fin comportant des pattes élastiques 48, qui forment une gorge annulaire 49 dans laquelle s'en- gage le rebord intérieur 51 du collet fileté 28 La carcasse 45 et la roue tangente 46 sont ainsi accouplées sans jeu, mais avec une possi- bilité de rotation relative Cette réalisation de l'encliquetage pré- sente les avantages suivants: ces pièces 45, 46 s'assemblent facile- ment et, dans les applications sans exigence de précision particulière- ment sévères, il est possible de supprimer le ressort 32 de compensa- tion du jeu, ce qui permet une construction extrêmement compacte Dans des applications particulières à exigences de précision très sévères, un ressort est de nouveau utilisable pour une compensation supplémen- taire du jeu. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement a titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention C'est ainsi qu'il est possible de modifier la position des fentes 31 La réalisation du bottier 23 en liaison avec le réglage du réducteur a vis sans fin et/ou l'encliquetage sans jeu entre la carcasse et la roue tangente représentent une combinaison particulièrement avantageuse. Revendications 1 Capteur de déplacement inductif, étanche au fluide sous pression, pour un organe de réglage fluidique et en particulier distributeur, soupape de pression ou soupape de débit, avec un tube de pression en matériau amagnétique, contenant un noyau magnétique et dont l'extrémité ouverte présente des moyens de fixation sur l'organe de réglage avec étanchéité à la pression; une carcasse entourant le tube de pression est logée dans un boîtier; et des moyens d'ajustement pour tarage du zéro du capteur, ce dernier étant caractérisé en ce que la carcasse- ( 17) est mobile axialement sur le tube de pression ( 11) et dansle boîtier ( 23); les moyens d'ajustement sont réalisés sous forme d'un réducteur à vis sans fin ( 24) logé dans le boitier ( 23) et réglable de l'extérieur; et la carcasse ( 17 est accouplée sans jeu longitudinal au réducteur à vis sans fin ( 24). 2 Capteur de déplacement selon revendication 1, caractérisé en ce que la carcasse ( 17) est chargée par un ressort ( 32) de compensation du jeu. 3 Capteur de déplacement selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le réducteur à vis sans fin ( 24) est constitué par une vis sans fin ( 25) et une roue tangente ( 26), montée concentri- quement au tube de pression ( 11) dans le boîtier ( 23). 4 Capteur de déplacement selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le réducteur à vis sans fin ( 24) est monté à proximité de l'extrémité ouverte du tube de pression ( 11) et le ressort ( 32) à proximité de son extrémité ouverte. S Capteur de déplacement selon une des revendications 3 ou 4, carac- térisé en ce que la roue tangente ( 26) est montée N par un collet fileté ( 28) dans un taraudage ( 29) correspondant, solidaire du boîtier. 6 Capteur de déplacement selon revendication 5, caractérisé en ce que la carcasse ( 17) est appliquée par action de force sur le collet fileté ( 28). 7 Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la carcasse ( 17) est guidée dans le boîtier ( 23) avec blocage en rotation. 8 Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 3 a 7, caractérisé en ce qu'une roue de réglage ( 27) de la roue tangente ( 26), engrenant sur la vis sans fin ( 25), est disposée entre le col- let fileté ( 28) et l'extrémité ouverte du tube de pression ( 11). 9 Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 1, 3 à 5, 7 et 8, caractérisé en ce que la carcasse ( 45) est accouplée a la roue tangente ( 46) par un encliquetage ( 47) sans jeu à sûreté de forme. Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une self de réglage ( 34) est logée dans-le boîtier ( 23) et branchée en série avec la bobine primaire ( 18). 11 Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 1 a 5, 7 et 8, caractérisé en ce que le boîtier ( 23) contient la car- casse ( 17) dans un trou borgne ( 22), dont l'extrémité fermée sert d'appui au ressort ( 32) et dont l'extrémité ouverte est munie d'un taraudage ( 29). 12 Capteur de déplacement selon revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la self de réglage ( 34) est logée dans un alésage ( 33) paral- lèle au trou borgne ( 22) et son noyau fileté ( 35) est accessible par une ouverture ( 36) parallèle a l'axe longitudinal du boîtier ( 23). 13 Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 9 a 1 l, caractérisé en ce que la vis sans fin ( 25) et la self de réglage ( 34) sont disposés du même côté de la carcasse ( 17). 14 Capteur de déplacement selon revendication 9, caractérisé en ce que la carcasse ( 45) est chargée par un ressort de compensation du jeu. -25 15 Capteur de déplacement selon une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le boîtier ( 23) est constitué par une partie intérieure tubulaire ( 20), contenant la carcasse ( 17) et une partie extérieure cylindrique ( 20 ') fermée à une extrémité, entourant la partie intérieure et portant des moyens de fixation du boîtier ( 23); et les deux parties ( 20, 20 ') du boîtier comportent un fond commun ( 20 ") et sont ouvertes du même côté que le tube de pression ( 11).