Brevet FR2608752A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un dispositif pour la åétermina- tion de la course d'un piston dans un cylindre pour ensembles hydrauliques, pneumatiques ou hydropneumatiques, tels qu'amortisseurs, ressorts pneumatiques ou suspensions hydropneumatiques, une tige imprimant une translation axiale au piston dans un cylindre rempli par un fluide d'amortissement au moins, et un élément d'une sonde de Hall au moins, qui fixe la plage du niveau, étant prévu comme section de mesure du niveau. Des dispositifs de mesure pour amortisseurs sont connus (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n' 34 20 666 par exemple), dans lesquels le capteur de niveau est constitué par une sonde de Hall logÉe dans un corps entourant la tige de piston. Le corps est placé sur l'extrémité du cylindre de l'amortisseur située du côté de la tige de piston. La tige de piston présente une section conique constituant la section de mesure. Cette section de mesure connue est prévue sur une partie seulement de la tige de piston. Le cône détermine l'étendue de mesure. Aucun signal de mesure univoque n'est obtenu avec ce montage quand la tige de piston est translatée au-delà de la section de mesure conique, c'està-dire sort de l'étendue de mesure.Un inconvénient réside en outre dans le fait que l'entaille conique de la tige de piston influence sa résistance et risque de détériorer son joint d'étanchéité lors de la pénétration de l'étendue de mesure dans le cylindre, avec possibilité de fuites dans le cylindre et par suite de défaillance de 1 'amortisseur. L'invention a pour objet un procédé de mesure de la course du piston, fonctionnant sans contact mécanique et avec une fiabilité élevée, intégrable sous un encombrement réduit à la suspension d'un véhicule sans modifications importantes, utilisable sur toute la longueur de la course, permettant une identification de la plage de niveau et la réalisation d'un montage de fabrication facile, sans modification de pièces importantes pour la résistance. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une section de mesure s'étendant sur toute la course du piston est prévue et constituée par une partie au moins de la surface du cylindre, un élément fixant la plage de niveau et une partie au moins de la surface de la tige du piston; et un des éléments de mesure au moins est disposé à distance du cylindre et mobile axialement par rapport à ce dernier. L'invention présente l'avantage suivant : les distances relatives différentes des éléments permettent d'obtenir des signaux de sonde pour l'identification de la plage de niveau. Un dispositif de mesure pratiquement indépendant de la température et fonctionnant sans contact mécanique est réalisé, sans aucune modification de la conception et de la résistance des pièces importantes pour le fonctionnement de l'amortisseur. Un encombrement réduit et une construction simple aboutissent à un modèle économique, proche de la série. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément est magnétique et la sonde de Hall disposée à distance comprend un aimant permanent du côté opposé à l'élément. Le montage d'un élément magnétique fixe la plage de niveau, la tige du piston et le tube extérieur du cylindre contribuant aussi à la production d'un signal de mesure. Les distances différentes de la tige de piston, de l'élément magnétique et du tube extérieur du cylindre à la sonde de Hall permettent la production et la détection de signaux différents. Dans une autre forme de réalisation importante, l'élément est un aimant permanent. Ce montage produit aussi trois signaux de mesure différents, de sorte qu'il est possible à tout moment de déterminer si la sonde de Hall se trouve en face de la tige de piston, du tube extérieur du cylindre ou de l'élément. Dans une forme de réalisation de conception et fabrication favorables, l'élément est disposé sur le cylindre et la sonde de Hall avec l'aimant permanent sur une douille intermédiaire fixée à la tige du piston. La douille intermédiaire peut etre constituée par le pare-poussière habituel de l'amortisseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, L'élément est disposé dans la région frontale du cylindre ou réalisé sous forme d'un anneau. La réalisation de l'élément sous forme d'un anneau présente l'avantage de supprimer un montage fonction de la position entre la sonde et l'élément, car une rotation relative des éléments de mesure n'exerce aucune influence sur la détection physique de la valeur mesurée. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, deux sondes de Hall au moins sont disposées axialement à la suite. Des dépouillements de signal de niveau sont alors utilisables, qui rendent inutile l'emploi d'un élément supplémentaire fixant la plage de niveau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation préférentielle et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est la coupe d'un amortisseur auquel sont affectés une sonde de Hall et un élément fixé sur le tube extérieur du cylindre; la figure 2 est la coupe d'un amortisseur auquel sont affectés une sonde de Hall et un aimant permanent disposé en regard de l'élément; la figure 3 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif de mesure sur un amortisseur; la figure 4 est la coupe d'un amortisseur auquel sont affectées deux sondes de Hall disposées axialement à la suite; et la figure 5 représente les signaux de sonde des formes de réalisation selon figures 1 à 4. L'amortisseur représenté à la figure 1 est essentiellement constitué par le cylindre 1, le piston 2 et la tige 3 de piston. La cavité 4 du cylindre 1 contient le fluide d'amortissement. Des dispositifs 5 et 6 sont prévus pour la fixation de l'amortisseur dans le véhicule. La tige 3 de piston est munie d'une douille intermédiaire 10 servant à la fixation de la sonde de Hall 7. L'élément 8 est disposé dans la zone frontale du cylindre 1 et présente un diamètre différant de celui de la tige 3 et du cylindre 1 pour permettre une identification univoque de la section de mesure. L'élément 8 est réalisé sous forme d'un aimant permanent. La figure 2 représente une forme de réalisation de principe identique à celui de la figure 1, sauf que la sonde de Hall est disposée sur la douille intermeciaire 10, un aimant permanent 9 étant prévu sur le côté de la sonde de Hall 7 opposé à l'élément 8. Ce dernier est constitué par un matériau magnétique, de sorte qu'outre l'élément 8 fixant la plage de niveau, la tige 3 de piston et le cylindre 1 servent à la production d'un signal de mesure. La tige de piston est demeurée dans son état initial, de sorte que son joint d'étanchéité ne pose aucun problème pendant sa darée de service. La figure 3 représente une forme de réalisation dans laquelle l'élément magnétique 8 est un anneau fixé sur la face extérieure du cylindre 1. Le signal est produit par l'aimant permanent 9 et la sonde de Eall 7, les distances différentes de la tige 3 de piston, du cylindre 1 et de l'élément S permettant des signaux de sortie différents. La figure 4 représente un amortisseur dans lequel deux sondes de Hall 11 et 12 successives sont utilisées sur la douille intermédiaire 10. L'élément déterminant le niveau peut etre supprimé dans ce montage. Une électronique de dépouillement permet d'utiliser les deux signaux de sonne comme signaux de niveau, conformément au tableau ci-dessous. S1 (11) s (12) Niveau 0 0 limite supérieure 0 0 niveau 1 1 limite inférieure Cette forme de réalisation présente l'avantage particulier de permettre une compensation des variations de distance dues à la conception à la fabrication par l'emploi des signaux numériques 0 (la sonde se trouve au-dessus de la tige de piston) et 1 (la sonde se trouve au-dessus du tube extérieur du cylindre). La figure 5 représente des signaux de sonde typiques des amortisseurs à sonde de niveau intégrée selon les figures 1 à 4. Les parties de la figure représentent chacune la tension Us de sonde en fonction de la course du piston de l'amortisseur. Les trois parties représentent des tensions de sonde différentes, utilisées pour la détermination du niveau du véhicule. La partie A correspond aux figures 1 et 2 avec dépouillement des distances différentes sondetige de piston, sonde-élément et sonde-tube extérieur du cylindre. La fonction échelon de tension typique résulte de la réalisation constructive de la configuration de mesure. La partie B correspond à la figure 3. La plage de tension la niveau, plus élevée que sur la partie A, résulte d'une autre reali- sation constructive de l'élément. La partie C correspond à la figure 4. Deux signaux de sonde U51 et Us2 sont présents, contrairement au cas des parties A et B. Des dispositions électroniques appropriées relativisent la mesure de distance. L'élément est supprimé, la jonction entre le cylindre et la tige de piston étant utilisée comme critère de détermination du niveau. Le montage des deux sondes axiales successives, dont chacune ne doit mesurer que deux distances, délivre les signaux représentés sur la partie C. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif pour la détermination de la course d'un piston dans un cylindre pour ensembles hydrauliques, pneumatiques ou hydropneumatiques, tels qu'amortisseurs, ressorts pneumatiques ou suspensions hydropneumatiques, une tige imprimant une-translation axiale au piston dans un cylindre rempli par un fluide d'amortissement au moins or. un élément d'une sonde de Hall au moins, qui fixe la plage de niveau, étant prévu comme section de mesure du niveau, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'une section de mesure stéten- dant sur toute la course du piston (2) est prévue et constituée par une partie au moins de la surface du cylindre (1), un élément fixant la plage de niveau et une partie au moins de la surface de la tige (3) du piston; et un des éléments de mesure (7, 8) au moins est disposé à distance du cylindre (1) et mobile axialement par rapport å ce dernier. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élé- ment (8) est magnétique et la sonde de Hall (7) disposée à distance comprend un aimant permanent du côté opposé à l'élément (8). 3. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que ltélé- ment (8) est réalisé sous forme d'un aimant permanent. 4. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élé- ment (8) est disposé sur le cylindre (1) et la sonde de Hall (7) sur une douille intermédiaire (10) fixée sur la tige (3) du piston. 5. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (8) est disposé dans la zone frontale du cylindre (1). 6. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élé- ment (8) est réalisé sous forme d'un anneau. 7. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que deux sondes de Hall (7) au moins sont disposées axialement à la suite.