Brevet FR2620530A1 — publié le 19890317

DISPOSITIF DE CAPTEUR A EFFET ELECTRIQUE La présente invention se rapporte à un dispositif de capteur ou de détecteur à effet électrique et/ou électronique destiné à coopérer avec un élément mobile entouré par une enveloppe. Les systèmes d'asservissement en séquence utilisent de nombreux capteurs ou détecteurs de position qui permettent de repérer l'achèvement d'une séquence, telle que la course du L0 piston d'un vérin. Le réglage de la position de ces détecteurs par rapport aux organes mobiles dont ils contrôlent le déplace- ment, de même que le maintien en état de leurs éléments de détection, eux-mêmes relativement fragiles, entraînent généra- lement des frais plus élevés que ceux correspondant à l'organe L5 mobile proprement dit. Chaque fois que l'un de ces détecteurs est défaillant, il faut en effet, non seulement procéder à son échange, ce qui oblige à décabler et recabler les conducteurs mais le plus souvent à un nouveau réglage de sa position et à sa fixation qui se révèlent souvent malaisés. La présente invention se propose de faciliter la mise en place et le réglage de position de capteurs tels que les détec- teurs de position, tout en permettant-l'échange aisé de l'élé- ment de capteur proprement dit. A cet effet, selon l'invention, le dispositif de capteur !5 comporte un collier de serrage annulaire qui est apte à être serré en position sur l'enveloppe, qui est relié à au moins un conducteur de raccordement vers l'extérieur et qui porte au moins un organe de connexion amovible mécanique et électrique à un élément détecteur interchangeable, ledit organe de con- 0 nexion étant relié électriquement au conducteur de racccrde- ment à l'intérieur du collier de serrage qui détermine, par sa position de serrage sur l'enveloppe, la position de l'élément détecteur interchangeable par rapport à l'élément mobile. La mise en place du capteur requiert ainsi uniquement le serrage du collier sans aucune opération d'usinage et sans aucune pièce de fixation rapportée. En réalisant un préserrage du collier après une première mise en place grossière du capteur, il est possible de vaincre la friction du collier, sur l'enve- loppe o il est serré, par des poussées ou des chocs légers pour assurer la mise en place du capteur, contrôlée par exemple en fonction des résultats électriques et/ou électroniques obtenus après sa mise en place. Lorsque le capteur est défail- lant après une certaine'durée de service, pour procéder à son échange, il suffit de débrocher le capteur défaillant et d'embrocher à sa place l'élément de rechange, le cas échéant en le verrouillant par un vissage de maintien, sans que la position du nouveau élément capteur n'ait changée par rapport à celle du précédent. La fixation du capteur et sa mise en position sont ainsi réalisées & titre définitif pour un élé- ment capteur qui est lui parfaitement amovible. Selon un autre mode de réalisation, la liaison électri- que entre le conducteur de raccordement et l'organe de conne- xion amovible est disposée dans un bloc isolé électriquement, à plusieurs faces et faisant saillie à la surface extérieure du collier de serrage. Le collier de serrage annulaire et le bloc isolé forment un monobloc muni de deux prolongements élastiques qui se rapprochent pour former un collier de ser- rage coopérant avec des moyens de serrage. Selon un mode de réalisation du bloc isolé de raccorde- ment, au moins l'un des conducteurs de raccordement sort de l'une des faces du bloc isolé, sensiblement de façon tan- gentielle par rapport au cercle du collier de serrage et dans le plan moyen de ce collier. Les broches ou bornes de l'organe de connexion sont orientées perpendiculairement à une face du bloc isolé, qui est sensiblement parallèle au plan médian du collier et donc de façon sensiblement parallèle à l'axe médian du collier. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, une face, de préférence la face la plus extérieure du bloc isolé, porte des signes de repérage du dispositif de détection ou des emplacements pour la mise en place de tels signes. Lorsque le dispositif de capteur selon l'invention est appliqué à un organe mobile à repérer tel qu'un piston ou une tige de piston de vérin àcorps cylindrique, le collier de serrage annulaire est serré en position sur la surface exté- rieure du corps cylindrique de vérin en orientant respective- ment le ou les conducteurs de raccordement tangentiellement par rapport à la section transversale du corps de vérin et l'organe de connexion parallèlement à l'axe du vérin cylin- drique, pour placer la partie active de l'élément détecteur interchangeable en face d'un point à repérer sur l'élément mobile, par rotation du collier de serrage et glissement axial de celui-ci sur la surface extérieure du corps de vérin, de manière qu'après réglage et serrage du collier, la position fixe de l'organe de connexion amovible détermine rigoureuse- ment la position de l'élément détecteur interchangeable. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaî- tront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé o: - la figure 1 est une vue en perspective partiellement éclatée du dispositif de capteur selon l'invention, avant sa mise en place sur une enveloppe d'un élément mobile à contrôler et avant le montage de l'élément de capteur amovible; - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif- capteur selon l'invention, fixé et réglé en position sur l'enveloppe d'un organe mobile à contrôler. On voit sur la figure 1 que le support d'un capteur 1 présente la forme générale d'un collier annulaire monobloc 2 à deux branches élastiques 3 et 4 se refermant l'une vers l'au- tre, à leur extrémité libre, par l'intermédiaire d'un prolonge- ment 5, 6. Afin de réaliser un moyen de serrage du collier 2, les prolongements 5, 6 sont prévus respectivement avec un alésage 7 et un écrou noyé (non visible sur la vue en pers- pective). Le collier de serrage 2 réalisé en matériau isolant électrique relativement élastique, de préférence en matière plastique, est surmonté d'un bloc 8 à plusieurs faces, mono- bloc avec lui. Sur l'une des faces latérales 9 du monobloc isolé 8 sort, sensiblement de façon tangentielle par rapport au cercle extérieur du collier 2, un fil isolé 10 à plusieurs conducteurs de raccordement 11 à un circuit de surveillance alimenté par le capteur 1 et non représenté. Sur l'une des faces axiales 12 du bloc isolé 8 fait saillie parallèlement à l'axe du collier 2 un connecteur multibornes 13 de raccordement aux conducteurs 11, entouré d'un manchon fileté 14 sur lequel viendra se visser la bague filetée 15 du raccord d'un élément détecteur interchangeable 16. Les bornes de raccordement (femelles de préférence) du connec- teur 13 forment, avec les broches 17 (broches mâles) solidai- res de l'élément interchangeable 16 et le manchon fileté 14 coopérant avec la bague 15, un organe de connexion amovible,. mécanique et électrique, pour l'élément détecteur 16 sur le bloc isolé 8, cet organe de connexion permettant de raccorder les fils 11 de sortie vers l'extérieur à l'élément détec- teur 16. On remarque à la partie supérieure (selon la figure 1) ou extérieure du bloc isolé 8 des rainures 18 et 19 à profil transversal en queue d'aronde et dans chacune desquelles on peut glisser des repères amovibles 20 permettant de désigner et repérer le capteur 1, par exemple après son montage. Les éléments détecteurs 16 les plus couramment utilisés sont des détecteurs à effet Hall ou à lames souples (appellés encore détecteurs Reed) de 25 à 29 mm de longueur et aptes à travail- ler dans une large plage de température (par exemple de -40 à + 150 C). Ces détecteurs à faible consommation électrique sont parfaitement interchangeables et sont munis pour dela de connecteurs vissés ou à longues broches garantissant la préci- sion et la fidélité de leur fixation sur le bloc isolé 8: La mise en position et le fonctionnement du dispositif de capteur 1 qui vient d'être décrit vont maintenant être explicités en référence à la figure 2. On se propose par exemple de détecter la sortie d'une barre mobile 21 actionnée par un vérin 22 dont la tige n'est pas représentée (et peut constituer la barre mobile elle-même). La barre mobile 22 qui comporte un élément d'excitation du capteur constitué généra- lement par un aimant, est entourée par une enveloppe formée de plaques de protection 23 et 24. Pour mettre en place le capteur 16, on le monte préala- blement sur le collier 2 à l'aide de l'organe de connexion 13, 14, 15, 17 et l'on ouvre les branches élastiques 3 et 4 pour qu'elles s'engagent en collier annulaire sur les plaques 23 et 24 en entourant celles-ci. On procède ensuite à un serrage préalable du collier 2 sur ces plaques 23 et 24 à l'aide d'une vis de serrage 25 qui traverse l'alésage 7 du prolongement 5 et vient se visser dans l'écrou non représenté qui est noyé dans le prolongement 6. L5 Après le serrage préalable du collier 2 sur les pla- ques 23 et 24, on peut, en exerçant des efforts modérés, faire tourner le collier sur les plaques de quelques degrés et le déplacer axialement sur son axe 26 qui se confond alors avec l'axe du vérin 22. Grâce à ces petits déplacements exercés à l'encontre de la friction du collier 2 sur les plaques 23 et 24, il est possible d'amener l'axe de vision 27 (optique, électrique, magnétique ou autre) de l'élément détecteur 16, c'est à dire sa partie active, dans la position exacte o l'élément détecteur doit détecter ou repérer l'arrivée de la barre mobile 21. Le branchement des fils 11 sur les circuits de contrôle activés par le capteur 1 permet d'ailleurs de s'assurer du point de détection effective de la barre mobi- le 21 constituant ici l'élément mobile à détecter. Après réglage définitif de la position de la partie active du détec- teur 16 (l'axe de vision 27), on procède au serrage définitif du collier 2 à l'aide de la vis 25 et le bloc isolé 8 support de détecteur reste ainsi en place de façon ferme et le restera lorsque l'on procédera ultérieurement à l'échange d'un élément détecteur 16 défaillant. On voit, à partir du mode de réalisation illustré par la figure 2, que le dispositif de capteur 1 selon l'invention peut par exemple s'appliquer avantageusement à la détection de l'arrivée en fin de course du piston ou de la tige de piston d'un vérin, tel qu'un vérin pneumatique. Le collier annulai- re 2 est alors simplement serré sur l'extérieur du corps cylindrique du vérin en orientant le fil isolé 10 tangentiel- lement par rapport à la section transversale du corps de vérin. L'organe de connexion 13, 14, 15 et 17 est automatique- ment orienté parallèlement à l'axe du vérin pour placer l'élé- ment détecteur interchangeable 16 parallèlement à l'axe du vérin et donc selon la direction de déplacement du piston ou de la tige de piston. Après le pré-serrage du collier 2, on amène le faisceau actif ou l'axe de vision 27 de l'élément capteur 16 en position par glissement axial du collier 2 sur le corps de vérin, la position du collier 2 en rotation étant en général indifférente et déterminée uniquement par les facilités de départ du fil isolé 10. Après le serrage défini- tif du collier 2 sur le corps du vérin cylindrique, le bloc isolé 8 reste en position fixe pour permettre le changement aisé de l'élément capteur 16 en cas de défaillance de celui-ci, sans avoir à effectuer aucun nouveau réglage de la position du collier 2. Le dispositif de capteur selon l'invention appliqué aux vérins à fluide, en particulier de petites dimensions ou microvérins, permet d'éviter l'utilisation de tirants de vérin spéciaux sur lesquels est fixé le capteur dans la solution connue. Le capteur selon l'invention présente des formes simples et esthétiques tout en assurant une économie importante, tant en ce qui concerne les co ts d'installation, que les coûts de maintenance et de gestion des pièces détachées, car il n'est plus nécessaire de disposer, pour l'entretien d'un parc de vérins équipés de capteurs, de tout un stock de tirants péciaux supportant les capteurs. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de capteur ou de détecteur à effet élec- trique et/ou électronique destiné à coopérer avec un élément mobile entouré par une enveloppe, caractérisé en ce qu'il comporte un collier de serrage annulaire (2) qui est apte à être serré en position sur l'enveloppe (23, 24), qui est relié à au moins un conducteur (10, 11) de raccordement vers l'exté- rieur et qui porte au moins un organe de connexion amovible (13, 14, 15, 17) mécanique et électrique à un élément détecteur interchangeable (16), ledit organe de connexion étant relié électriquement au conducteur de raccordement (11) à l'intérieur du collier de serrage (2) qui détermine, par sa position de serrage sur l'enveloppe (23, 24), la position de l'élément détecteur interchangeable (16) par rapport à l'élément mobi- le (21). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison électrique entre le conducteur de raccorde- ment (11) et l'organe de-connexion amovible (13, 14, 15, 17) est disposée dans un bloc (8) isolé électriquement, à plusieurs faces (9, 12, 18, 19) et faisant saillie à la surface extérieure du collier de serrage (2). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le collier de serrage annulaire (2) et le bloc iso- lé (8) forment un monobloc muni de deux prolongements élasti- ques (3, 4) qui se rapprochent l'un vers l'autre pour former un collier de serrage coopérant avec des moyens de serrage (5, 6, 25). 4.- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce qu'au moins l'un des conducteurs de raccordement (11)- sort de l'une (9) des faces du bloc isolé (8), sensiblement de façon tangentielle par rapport au cercle du collier de ser- rage (2) et dans le plan moyen de ce collier. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les broches (17) ou bornes de l'organe de connexion (13, 14, 15, 17) sont orientées perpendiculaire- ment à une face (12) du bloc isolé (8), qui est sensiblement parallèle au plan médian du collier (2) et donc de façon sensiblement parallèle à l'axe médian (26) de ce collier. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'une face du bloc isolé (8) porte des signes de repérage (20) du dispositif de détection ou des emplacements (18, 19) pour la mise en place de tels signes. 7.- Application du dispositif de capteur selon l'une des revendications 1 à 6, à un organe mobile à repérer, tel qu'un piston ou une tige de piston de vérin à corps cylindrique, caractérisée en ce que le collier de serrage annulaire (2) est serré en position sur la surface extérieure du corps cylin- drique de vérin en orientant respectivement le ou les conduc- teurs de raccordement (11) tangentiellement par rapport à la section transversale du corps de vérin et l'organe de conne- xion (13, 14, 15, 17) parallèlement à l'axe du vérin cylin- drique pour placer la partie active (27) de l'élément détecteur interchangeable (16) en face d'un point à repérer sur l'élément mobile (21), par rotation du collier du serrage (2) et glisse- ment axial de celui-ci sur la surface extérieure du corps de vérin, de manière qu'après réglage et serrage du collier(2), la position fixe de l'organe de connexion amovible (13, 14, 15, 17) détermine rigoureusement la position de l'élément détecteur interchangeable (16).