Brevet FR2567303A1 — publié le 19860110

"Perfectionnements aux dispositifs de réglage des lecteurs pour capteurs de position angulaire" La présente invention concerne les capteurs de position angulaire et plus particulièrement les dispositifs de réglage en position des lecteurs pour de tels capteurs, qu'ils soient de type optique ou de type électrique. Généralement les capteurs de position angulaire compor- tent un arbre mobile en rotation par rapport à un corps fixe servant de repère, l'arbre mobile portant un élément, tel qu'un disque, qui comporte en général plusieurs pistes circulaires concentriques codées présentant chacune des zones successives de transmission optique variable ou de conductivité électrique variable, selon un code prédéterminé; des moyens sont prévus pour exciter optiquement ou électrique- ment les pistes; on prévoit sur le corps fixe un ensemble de détecteurs, de type optique ou électrique, qui prélèvent cha- cun sur une des pistes une information résultant du code uti- lisé et permettant de définir sans ambiguité la position angulaire de l'axe mobile par rapport à un plan repère fixe passant par l'axe de l'arbre mobile. L'ensemble des éléments détecteurs qui est porté sur un support commun constitue ce que l'on appelle généralement le lecteur du capteur de position angulaire. L-a disposition géométrique des éléments détecteurs sur leur support commun0 en relation avec la disposition des pistes circulaires concen- triques sur le disque mobile, définit un axe de rotation et un plan radial d'origine passant par cet axe de rotation. L'orientation exacte de ce plan est généralement arbitraire;.afin de permettre de modifier le calage angulaire des éléments détecteurs sur l'axe du capteur. Par contre la cohérence de la mesure et l'obtention d'informations homogènes exigent, de manière impérative, que le plan d'origine défini par la position des capteurs sur leur support commun passe par l'axe géométrique de rota- tion du disque mobile, avec une précision qui limite la précision de l'information obtenue au moyen du capteur. En outre il est nécessaire que les pistes circulaires soient concentriques à cet axe géométrique de rotation avec une précision qui détermine également la précision de l'information transmise par le capteur. La présente invention a pout but de réaliser un disposi- tif de réglage de la position du lecteur qui amène le plan radial d'origine (plan de référence) à passer par l'axe de rotation géométrique du disque mobile qui porte les pistes, d'une part, et le plan des éléments détecteurs à être perpen- diculaire à cet axe, d'autre part. Selon l'invention, un dispositif de réglage de la position du lecteur d'un capteur de la position angulaire d'un arbre tournant dans un corps fixe, dispositif comportant une platine de réglage sur laquelle est fixé le lecteur qui comporte plusieurs éléments détecteurs, et un disque mobile portant le code, est caractérisé-en ce qu'il comporte des moyens de déplacement radial de la platine par rapport au corps fixe du capteur constitué pat des vis de centrage (18) agis- sant, de manière antagoniste, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (XX) de rotation du disque (4). Avantageusement la platine de réglage présente la forme d'une couronne annulaire entourant l'axe de rotation du disque. Encore plus avantageusement, le corps fixe du capteur comporte un rebord ou collerette qui entoure la platine précitée et sert d'appui ou de logement aux vis de centra- ge précitées. Au lieu d'un tel rebord ou collerette, le corps fixe du capteur peut comporter une protubérance centrale entourant l'axe de rotation du disque codé et qui est entourée par ladite platine et sert d'appui ou de logement aux vis de centrage qui traversent cette platine. Les vis de centrage peuvent être en nombre pair, chaque paire comportant deux vis disposées vis-à-vis et agissant de manière antagoniste, par exemple quatre vis, ou bien on peut prévoir trois vis disposées angulairement à 120 l'une de l'autre. Avantageusement on peut prévoir une rondelle, fixe radia- lement par rapport au corps fixe et en contact par l'une de ses faces avec la face de la platine sur laquelle n'est pas fixé le lecteur afin de faciliter le déplacement radial de cette platine au cours de son réglage, cette rondelle étant de préférence interposée entre la platine et le corps fixe du capteur; cette rondelle peut être traversée par des vis de blocage de la platine agissant parallèlement à l'axe de rotation du disque codé. On peut en outre prévoir des vis d'appui agissant sur la platine et éventuellement la rondelle afin de l'amener ou les amener à êtra parallèles au plan du disque portant le code. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels compléments et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure unique représente, en coupe axiale, un mode de réalisation préféré d'un codeur optique de position angu- laire mettant en oeuvre l'invention. Selon l'invention et plus précisément selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxqueis il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple de réaliser un dispositif de réglage d'un lecteur pour capteur de position angulaire comportant plusieurs pistes circulaires concentriques codées, on s'y prend comme suit ou d'une manière analogue. Dans la description détaillée qui va suivre on se limitera au cas d'un capteur de position angulaire de type optique, c'est-à-dire comportant plusieurs pistes circulaires concen- triques sur chacune desquelles est prévue une succession de zones de transmission optique variable selon un code déter- miné. Le capteur de position angulaire illustré est destiné à déterminer la position angulaire d'un arbre 1 tournant dans un corps 2, grâce à des paliers ou roulements à bille 3, autour d'un axe géométriqueme XX. L'arbre tournant i porte un disque en verre 4 sur lequel figure une surface codée 4a constituée par plusieurs pistes circulaires concentriques comportant chacune une succession de zones alternativement opaque et transparentes, les zones opaques interceptant et les zones transparentes laissant passer la lumière issue d'une source lumineuse et traversant un système optique 6 constitué par trois sys- tèmes optiques 7, 8, 9 constitués respectivement par un sys- tème transformateur de convergence, un système de collimation et un système concentrant la lumière sur les pistes concentri- ques de la surface 4a. Un tel système optique 6 et des variantes de celui- ci sont décrits dans une demande de brevet déposée ce même jour par la demanderesse et intitulée "Perfectionnements aux dispositifs de lecture pour capteurs optiques de position à plusieurs pistes codées". Le système 9 qui concentre la lumière sur les pistes concentriques est avantageusement constitué (comme on le voit dans la demaade de brevet précitée) par un demi-cylindre réfringent qui forme de la source de lumière 5 une image astigmate et anamorphosée sur la surface des éléments photo- sensibles d'une plaquette semi-conductrice 14 portée par un support 13 qui est fermé par une lame de verre 12 sur laquelle est fixée une autre lame de verre 11 qui porte un diaphragme 10 à plusieurs fenêtres dont l'espacement correspond à l'espacement des pistes de la surface 4a - e t d e s éléments photosensibles de la plaquette semi- conductrice 14 et dont l'alignement doit intercepter l'axe géométrique de rotation du disque 4. Plus précisément le dispositif de lecture proprement dit est réalisé conformément à la demande de brevet précitée de la demanderesse; il comprend essentiellement, dans un boîtier 13 formant support, la plaquette semi-conductrice 14 sur laquelle ont été crées par diffusion n éléments photo- sensibles constituant les détecteurs élémentaires affectés à la lecture optique des pistes de la surface 4a; ces détec- teurs élémentaires sont disposés en correspondance des fenêtres transparentes du diaphragme 10 qui leur correspondent respec- tivement. Le diaphragme 10 à n fenêtres est formé par une couche mince de métallisation déposée sur le support transpa- rent 11 collé sur la lame de verre 12 qui est fixée en permanen- ce par collage ou soudure sur le boîtier 13, et ceci conformé- ment à la caractéristique essentielle de l'invention de la demande de brevet précitée. L'ensemble 10, 11, 12,13, 14 constitue le lecteur proprement dit du capteur. Ce lecteur est, conformément à la présente invention, fixé par collage sur une platine de réglage 15 en forme de couronne circulaire entourant l'arbre 1 et logé dans un creux annulaire 2a du corps 2. Le corps 2 forme, autour de ce creux, une collerette 2b percée de quatre trous taraudés dans lesquels sont logées quatre vis de centrage 18 (vis de poussée) servant au réglage radial de la position de la platine 15 sur le corps 2. Quatre vis de blocage 19 coopèrent avec les vis de poussée 18; au cours du réglage radial de la position de la platine 15, les vis de blocage 19 sont débloquées mais maintenues assez voisines de leur position de bloquage afin de limiter les déplacements parasites de la platine 15 si trois des quatre vis 18 étaient desserrées en même temps. Derrière la platine 15 est disposée une rondelle 16, également en forme de couronne circulaire, qui est traversée par les vis de bloquage 19, les dimensions de la rondelle 16 étant telles qu'elle puisse coulisser dans le creux annulaire 2a du corps 2 sans contrainte mais sans jeu radial appréciable et qu'elle puisse résister, sans déformation notable, à l'action antagoniste des vis de blocage 19 et de trois vis d'appui 17 agissant parallèlement à l'axe géomé- trique XX de l'arbre 1. Le réglage de la position de la platine 15, et donc du support 13 avec la plaquette semi-conductrice 14 et les éléments 10, 11, 12, est effectué comme suit. On positionne les vis de réglage radial 18 de manière arbitraire, de façon que la platine 15 soit centrée dans le corps 2 du capteur, puis on agit sur les vis d'appui 17 de manière que le plan 10A du diaphragme 10 soit exactement parallèle au plan d'appui du disque codé 4 qui n'est pas en- core monté sur son axe; en même temps on règle la distance entre ces deux plans, distance qui conditionnera l'intervalle séparant la surface codée 4a du diaphragme 10. On procède ensuite à la mise en place du disque codé 4 sur son axe et on centre ce disque sur l'axe XX de l'arbre 1, de manière connue, afin que, lors de sa rotation, les pistes circulaires concentriques du code défilent devant les fenêtres du dia- phragme 10 en restant parfaitement alignées avec elles. On centre le diaphragme en agissant sur les vis de centrage 18, de façon à déplacer le diaphragme derrière le disque codé 4, - d'une part, tangentiellement de manière que l'aligne- ment des fenêtres du diaphragme vienne coïncider avec un rayon du disque codé 4 (ce qui peut être vérifié, dans le cas d'un code Gray, par le fait que le changement d'état de la piste la plus significative, généralement la plus centrale et le centre d'une plage de la piste la moins signifi- cative, généralement la plus externe sont centrée en même temps dans les fenêtres du diaphragme qui leur correspond respectivement); - d'autre part, radialement, en amenant le centre des fenêtres du diaphragme a coïncider avec le rayon moyen des pistes du disque codé qui leur correspon&nt respectivement A partir d'une position d'équilibre supposée atteinte, l'action antagoniste des deux vis de centrage 18 appartenant à une même paire est constamment respectée si l'on prend soin de ne desserrer une vis que d'une quantité inférieure à celle qui lui ferait perdre le contact avec la platine 15 et de resserrer immédiatement la vis opposée de la même quan- tité. Pour limiter les efforts de cisaillement qui s'exer- cent sur les deux vis 18 qui n'interviennent pas à ce moment là, il convient de les desserrer, toutes deux, chacune d'une quantité sensiblement égale à la moitié du desserrage effectué sur la première vis citée. Une fois obtenu un centrage satisfaisant du diaphragme derrière le disque codé 4 examiné à l'arrêt et en mouve- ment, comme décrit plus haut, les vis de blocage 19 sont bloquées énergiquement, sans que cela entraîne aucun déréglageo Ce mode de répartition équilibrée des tension antagonis- tes exercées sur la platine 15 par les vis de centrage 18, les vis d'appui 17 et les vis de blocage 19 confère au réglage une grande stabilité à l'égard des vibrations et des variations de température, à condition toutefois, pour ce dernier point, que le corps 2, la rondelle 16, la platine 15, les vis de centrage 18, les vis d'appui 17 et les vis de blocage 19 soient réalisés dans des métaux ou des alliages métalliques ayant même coefficient de dila- tation. Comme il va de soi et comme ii résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de la position du lecteur d'un capteur de la position angulaire d'un arbre tournant dans un corps fixe, dispositif comportant une platine de réglage, sur laquelle est fixé le lecteur qui comporte plusieurs élé- ments détecteurs, et un disque mobile portant le code, caracté- risé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement radial de la platine (15) par rapport au corps fixe du capteur consti- tué par des vis de centrage (18) agissant, de manière antagoniste, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (XX) de rotation du disque (4). 2. Dispositif de réglage selon le revendication 1, caractérisé en ce que la platine de réglage (15) présente la forme d'une couronne annulaire entourant l'axe de rotation du disque. 3. Dispositif de réglage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps fixe (2) du capteur comporte un rebord ou collerette (2b) qui entoure la platine de réglage et sert d'appui ou de logement aux vis de centrage. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps fixe du capteur comporte une protubérance centrale entourant l'axe de rotation du disque codé et qui est entourée par ladite platine et sert d'appui ou de logement aux vis de centrage qui traversent cette platine. 5. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vis de centrage (18) sont en nombre pair, chaque paire com- portant deux vis disposées vis-à-vis et agissant de manière antagoniste. 6. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les vis de centrage (18) sont au nombre de trois, disposées angulairement à 1200 l'une de l'autre. 7. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il - comporte en outre une rondelle (16) de même forme géométrique que la platine (15), ladite rondelle étant fixe radialement par rapport au corps fixe (2) et en contact par une de ses faces avec la face de la platine (15) sur laquelle n'est pas fixé le lecteur (10, 11, 12, 13, 14)afin de faciliter le déplacement radial de cette platine au cours de son régla- ge, cette rondelle étant de préférence interposée entre la platine er le corps fixe (2) du capteur. 8. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des vis de blocage (19) de la platine (15) agissant parallèlement à l'axe (XX) de rotation du disque codé (4), ces vis traversant également la rondelle (i6) lorsque celle- ci existe. 9. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des vis d'appui (17) agissant sur la platine (15). 10. Dispositif de réglage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les vis d'appui (17) agissent sur la platine (15) par l'intermédiaire de la rondelle d'appui (16), afin de l'amener ou de les amener à être parallèle(s) au plan du disque (4) portant le code.