Brevet FR2620221A1 — publié le 19890310

La présente invention concerne un détecteur de proximité du type inductif. De tels détecteurs, qui sont utilisés à très grande échelle dans les installations automatisées où leur principale fonctíon est de détecter le passage ou la position d'une pièce métallique, présentent de faibles dimensions allant de, par exemple 40 à 50 mm de long pour un diamètre voisin de 10 à 12 mm. Les difficultés que l'on rencontre pour réaliser de tels détecteurs sont en particulier imputables à leurs dimensions réduites. Celles-ci font intervenir de façon relativement plus importante des tolérances de fabrication entraînant une dispersion des propriétés électriques. D'autre part, elles rendent difficile l'automatisation de la fabrication. Cette dernière difficulté est, par suite, généralement accompagnée d'un coût technique relativement élevé, eu égard à la simplicité de la fonction assumée par le détecteur et au nombre très important de détecteurs à produire. L'invention se propose, par suite, de présenter un détecteur de proximité dont la structure soit de nature à faciliter sa fabrication en grande série et pour un coût technique réduit, tout en lui conservant une fiabilité élevée dans l'atmosphère industrielle et une grande uniformité des fonctions électriques. Le détecteur de proximité inductif visé par l'invention, est du genre comportant dans un corps tubulaire, ayant une face d'extrémité active, et une seconde face de raccordement opposée - un bobinage associé à un pot en ferrite qui est placé concentriquement au voisinage immédiat de la face active, - une carte à circuits imprimés qui comporte des composants du circuit électronique associé au bobinage, et qui est disposée longitudinalement dans un volume intérieur au corps tubulaire, - un moyen de raccordement électrique qui traverse la seconde face et dont les conducteurs sont électriquement reliés à la carte à circuits imprimés, - ces composants étant fixés mécaniquement par une masse de matière synthétique logée dans le corps tubulaire. Selon l'invention, ce détecteur est caractérisé en ce que la surface intérieure du corps tubulaire est occupée sur une partie de sa hauteur par un sous-ensemble comprenant un étui en matériau isolant, dont le fond est situé au niveau de la face active et reçoit un pot en ferrite qui est traversé par les conducteurs du bobinage et dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur de l'étui, tandis que l'espace intérieur de cet étui est occupé par une première masse de matière synthétique immobilisant par rapport à l'étui ce pot et une fraction de la longueur de la carte à circuits imprimés, à laquelle sont reliés les conducteurs de raccordement, une seconde masse de matière synthétique étant introduite dans l'espace résiduel de l'étui et dans le volume résiduel du corps tubulaire pour immobiliser d'une part, l'étui et la carte par rapport au corps, et d'autre part, les moyens de raccordement par rapport à celui-ci. La combinaison d'un étui logé dans le corps tubulaire et de moindre hauteur que celui-ci, qui reçoit le circuit électromagnétique de détection à bobinage et ferrite et la carte des circuits fonctionnels, avec deux masses d'au moins une matière plastique durcissable remplissant les espaces vides à l'intérieur de l'étui et au-delà de ce dernier, assure un positionnement précis et indéréglable du circuit électromagnétique de détection par rapport à la face active du corps. Dans une réalisation particulière, la matière plastique de remplissage et de calage des composants peut être formée en deux parties superposées de nature différente, l'une de ces parties étant par exemple transparente ou dotée de propriétés physico-chimiques spécifiques. On peut ainsi assurer une signalisation lumineuse de l'état électrique du détecteur en prévoyant une matière transparente en regard d'un élément luminescent logé dans le corps. De préférence, les deux masses de matière plastique sont mises en place à des stades différents, séparés par le stade d'introduction de l'étui dans le corps tubulaire. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un détecteur présentant un cordon de raccordement inamovible - la figure 2 est une vue extérieure d'un détecteur équipé d'un cordon de raccordement - la figure 3 est un schéma montrant en perspective la bobine du circuit électromagnétique et en demi-coupe axiale le pot en ferrite avant mise en place de la bobine. Dans la réalisation particulière de l'invention représentée aux dessins annexés, le détecteur de proximité inductif 1 comporte un corps tubulaire 2 d'axe XX' qui présente un logement 3 à surface cylindrique interne entre une première face d'extrémité 4, dite face active et une seconde face opposée 5. Un étui en matériau synthétique 6 qui est ajusté dans le logement 3 présente un fond et une jupe 8 d'épaisseur régulière qui s'étend sur une portion -h- de la hauteur -Hdu corps 2 lorsque le fond affleure la face active 4. Dans l'espace intérieur de l'étui 6 ayant un diamètre -D-, se trouvent disposés principalement un pot en ferrite 10 équipé d'une bobine 11 et une carte à circuits imprimés 12 comportant des composants électroniques tels que 13, 14 qui sont nécessaires à l'accomplissement des fonctions du détecteur. Le pot en ferrite 10 comporte (Fig. 3) un logement annulaire 15 qui est dirigé vers le fond 7 et qui reçoit une carcasse isolante 16 sur laquelle est enroulé un bobinage 20. La carcasse 16 présente plusieurs bossages tels que 17, 18, 19 qui sont occupés par des conducteurs électriques longitudinaux ou broches isolées 21, 22, 23 reliés à des extrémités de fils de la bobine. Ces bossages, qui pénètrent dans des ouvertures 24, 25, 26 du fond du pot 10, rendent possible une liaison électrique directe du bobinage 20 avec la carte 12 à circuits imprimés sans circulation de conducteurs entre l'étui 6 et le pot 10. Pour cette raison, le pot 10 peut présenter un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur -D- de l'étui 6, donc sans jeu annulaire, ce qui assure une parfaite localisation de l'axe du faisceau électro-magnétique développé par l'ensemble du pot 10 et de la bobine 11 dont les extrémités du bobinage 20 sont raccordées électriquement aux conducteurs 21, 22, 23 avant sa mise en-place dans le pot 10. La joue de la carcasse 16 qui est opposée au fond 27 du pot 10 est en appui sur le fond 7 de l'étui 6. L'extrémité 28 de la carte à circuits imprimés 12 placée au voisinage immédiat ou contre la face arrière du fond 27 du pot 10 présente des pistes conductrices aptes à être reliées par soudure avec les broches ou conducteurs 21, 22, 23 après un cambrage éventuel de certains d'entre eux tels que celui représenté en 22, tandis que l'extrémité opposée 29 qui arrive sensiblement à l'entrée 6a de l'étui 6 présente des moyens de raccordement, tels que des pistes conductrices aptes à être reliées par soudure à des conducteurs de raccordemen souples 31, 32 allant vers l'extérieur à travers un cabale. Dans l'exemple illustré à la figure 1, ces conducteurs sont enrobés dans la gaine en matériau synthétique d'un cordon inamovible 33 dont l'extrémité 34 traverse avec un certain serrage une bague 35 servant à effectuer son centrage et à établir une certaine étanchéité cette bague vient sensiblement au niveau de la face d'extrémité 5. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le sous-ensemble comprenant l'étui, le pot et son bobinage, la carte à circuits imprimés et le cordon, sont d'abord associés puis un matériau synthétique durcissable 36 vient remplir une portion 37a du volume intérieur 37a, 37b, 39a de l'étui 6 sur une fraction -a- de sa hauteur -h-, et de celle de la carte 12. L'étui 6 est ensuite engagé à frottement doux dans le corps tubulaire 2 jusqu'à ce que son fond 7 parvienne au niveau de la face avant active 4. Le cordon 33 étant maintenu suivant l'axe de l'étui 6, une seconde quantité de matière synthétique durcissable 38 est ensuite introduite dans les volumes résiduels 39a, 39b de l'étui et respectivement du corps 2 qui étaient encore vides. Cette seconde masse n'atteint pas le niveau de la face arrière 5 pour permettre une mise en place aisée de la bague 35. Afin qu'un dégazage naturel puisse s'opérer, le corps 2 est maintenu verticalement , par exemple par suspension du cordon 33, avant que la bague 35, faisant office de bouchon ne soit mise en place. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, des moyens sont prévus pour signaler optiquement l'état de fonctionnement du détecteur. A cette fin, la paroi du corps 2 est amincie dans une région 41 qui présente un orifice 42 situé en regard d'une échancrure supérieure 51 de l'étui 6 dégageant la visibilité d'un composant électro-luminescent 14 porté par la carte 12. En complément, la seconde masse 38 synthétique fait appel à un matériau transparent. Afin que l'orifice 42 ne cause pas de fuites lors du remplissage par la masse 38, une pièce adhésive ou portion de ruban 43 représentée en pointillés, est appliquée sur cet orifice pendant la mise en place de la masse 38 et n'est enlevée qu'après le durcissement complet. On appréciera que cette seconde masse 38 établit en même temps une excellente liaison entre le corps 2 d'une part, l'étui 6 et le cordon 33 d'autre part. Pour permettre la fixation du détecteur 1, la surface externe 45 du corps 2 est pourvue d'un filetage 46 et présente deux méplats parallèles longitudinaux 47, 48 ; les surfaces planes de ces méplats comportent avantageusement des graduations parallèles équidistantes telles que 49 afin de faciliter le positionnement longitudinal du détecteur par rapport à une cible à détecter, dont la position est connue d'avance, ou pour replacer dans les mêmes conditions que le précédent un détecteur de rechange. Les méplats 47, 48 sont avantageusement placés de part et d'autre de l'orifice 42 (voir figure 2). Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite et qu'on peut y apporter des variantes d'exécution. Ainsi, lorsqu'aucune signalisation n'est prévue pour le détecteur, l'ouverture 42 du corps 2 et l'échancrure 51 de l'étui 6 sont inutiles. De plus, la matière plastique de remplissage peut dans ce cas être totalement opaque. REVENDICATIONS 1. Détecteur de proximité inductif comportant dans un corps tubulaire (2) ayant une face d'extrémité active (4) et une face de raccordement opposée (5) : un bobinage (20) associé à un pot en ferrite (10) qui est placé concentriquement au voisinage immédiat de la face active (4) une carte (12) à circuits imprimés qui comporte des composants (13) du circuit électronique associé au bobinage1 et qui est disposée longitudinalement dans un volume intérieur au corps (2) ; un moyen de raccordement électrique (33) qui traverse la seconde face (5) et dont les conducteurs (31, 32) sont électriquement reliés à la carte (12) à circuits imprimés ; ces composants étant fixés mécaniquement par une masse de matière synthétique (36, 38) logée dans le corps tubulaire (2), caractérisé en ce que la surface intérieure (3) du corps tubulaire (2) est occupée sur une partie -h- de sa hauteur -H- par un sous-ensemble comprenant un étui (6) en matériau isolant, dont le fond (7) est situé au niveau de la face active (4) et reçoit un pot (10) en ferrite qui est traversé par les conducteurs (21, 22, 23) du bobinage (20) et dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur -D- de l'étui (6), tandis que l'espace intérieur (9) de cet étui est occupé par une première masse (36) de matière synthétique immobilisant par rapport à l'étui (6) ce pot et une fraction (a) de la longueur de la carte à circuits imprimés (12), à laquelle sont reliés les conducteurs de raccordement (31, 32), une seconde masse (38) de matière synthétique étant introduite dans l'espace résiduel (39a) de l'étui (6) et dans le volume résiduel (39b) du corps tubulaire (2) pour immobiliser d'une part, l'étui (6) et la carte (12) par rapport au corps (2), et d'autre part, les moyens de raccordement (33) par rapport à celui-ci. 2. Détecteur de proximité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (12) porte un élément électrq-luminescent (14) placé en regard d'une échancrure supérieure (51) de cet étui et d'un orifice (42) du corps (2), et en ce que le volume intérieur (3) du corps (2) est rempli par une première masse durcissable (36) sensiblement jusqu'au voisinage de l'échancrure (41) puis d'une seconde masse durcissable (38) de nature transparente qui s'étend jusqu'au moyen de raccordement (33). 3. Détecteur de proximité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fond (7) de l'étui (6) reçoit du côté interne un pot en ferrite (10) présentant sur sa paroi transversale (27) des ouvertures (24, 25, 26) qui sont traversées par des bossages (17, 18, 19) de la carcasse (16) du bobinage (20) conduisant sous isolement des broches conductrices (21, 22, 23) électriquement reliées au bobinage (20) logé dans cette carcasse (16). 4. Détecteur de proximité conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la joue de la carcasse (16) du bobinage (20) qui est opposée au fond (27) du pot (10) est en appui sur le fond (7) de l'étui (6). 5. Détecteur de proximité selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde masse synthétique (38) ne remplit pas complètement le volume interne (3) du corps (2), de façon à permettre la mise en place d'un bouchon en forme de bague (35) qui opère un centrage et un maintien étanche de l'extrémité (34) du moyen de raccordement (33) au niveau de la seconde face (5) de ce corps. 6. Détecteur de proximité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps (2) présente sur sa surface extérieure (45) un filetage (46) et deux méplats (47, 48) qui sont placés de part et d'autre de l'orifice (42) et dont l'un au moins est pourvu de graduations (49).