Brevet FR2640049A1 — publié le 19900608

La présente invention est relative à un capteur électromagnétique à réluctance variable et, plus particulièrement, à un tel capteur destiné à la mesure de la vitesse d'un organe mobile en rotation, ce capteur étant conçu pour simplifier les opérations nécessaires à son assemblage. On connaît de la demande de brevet français No. 2.608.770 déposée au nom de BENDIX ELECTRONICS S.A. (ciaprès appelé brevet précité), un capteur de ce type plus particulièrement destiné à la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre ou d'une roue formant partie d'un véhicule automobile. Ce capteur comprend une carcasse présentant une cavité cylindrique, un aimant permanent et une pièce polaire métallique enfilés en contiguïté dans cette cavité de manière qu'une extrémité de la pièce polaire déborde de la carcasse, et un bobinage électrique enroulé sur la carcasse autour de cette cavité pour délivrer entre ses bornes un signal électrique de sortie. Le capteur est associé à un disque coaxial à un arbre et tournant avec celui-ci à la même vitesse angulaire. Le disque présente à sa périphérie des dents, par exemple, agencées pour défiler en face dtune extrémité du capteur, de manière à faire varier la réluctance du circuit magnétique de ce capteur. Le capteur du brevet précité est remarquable en ce qu'il comprend un moyen de blocage à effet de coin agencé dans la cavité de la carcasse pour agir sur une extrémité de l'ensemble constitue par l'aimant permanent et la pièce polaire de manière à immobiliser cet ensemble dans une position où l'extrémité de la pièce polaire est séparée, d'une distance prédéterminée, d'une surface de référence choisie sur la carcasse. Le brevet précité décrit encore uri procédé de montage de ce capteur qui permet de régler avec précision cette distance, essentielle au réglage de l'entrefer capteur/roue dentée propre à permettre au capteur de délivrer un signal électrique d'amplitude convenable. Le capteur et le procédé de montage décrits dans le brevet précité donnent satisfaction. Le blocage par effet de coin utilisé dans ce capteur peut cependant provoquer des arrachements de matière à l'intérieur de la cavité de la carcasse, avec production de particules pouvant interférer avec les pièces logées dans cette cavité. On connaît aussi- d'autres procédés de montage de tels capteurs permettant de fixer la position d'une pièce dans la cavité de la carcasse du capteur, mais au prix d'une opération particulière telle que rabattage de matière per application d'ultrasons, collage, ou sertissage à chaud. La présente invention a pour but de réaliser un capteur du type décrit ci-dessus et comprenant des moyens de blocage d'au moins une pièce dans la cavité de la carcasse, fonctionnant sans déformation permanente de la carcasse éventuellement génératrice de particules de matière indésirables, et sans opération additionnelle à l'insertion dans la cavité de la pièce à immobiliser dans cette cavité. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel capteur dans lequel ces moyens sont intégrés à la carcasse du capteur pour une réalisation économique et un montage simple du capteur. On atteint ces buts de l'invention avec un capteur électromagnétique à réluctance variable, du type qui comprend une carcasse présentant une cavité cylindrique, un aimant permanent et au moins une pièce polaire logés dans cette cavité, un bobinage électrique sur la carcasse autour de la cavité pour délivrer un signal électrique fonction des variations de la réluctance du circuit magnétique du capteur dues à un organe mobile définissant un entrefer variable dans ce circuit magnétique, caractérisé en ce que la paroi de la cavité cylindrique présente au moins une saillie élastiquement déformable qui pénètre dans la cavité pour immobiliser axialement l'un des éléments de l'ensemble constitué par l'aimant permanent et la pièce polaire. La saillie est formée par un amincissement local de la paroi dé la cavité, déforme radialement vers l'intérieur de cette cavité, et moulé d'une pièce avec la la carcasse. Suivant la présente invention, pour assembler le capteur, on fixe un des éléments dans la cavité de la carcasse, dans une position-axiale prédéterminée où cet élément obture une première extrémité de la cavité, on pousse l'autre élément dans cette cavité par l'autre extrémité de celle-ci en forçant .par cette poussee la saillie hors de la cavité jusqu'à ce que celle-ci revienne dans la cavité pour s'appuyer sur l'autre élément de manière à immobiliser axialement celui-ci dans la cavité, en butée contre l'élément déjà fixé dans cette cavité. Au dessin annexé, donné seulement à titre exemple, la figure unique représente en coupe axiale un mode de réalisation du capteur suivant l'invention. Sur cette figure il apparaît que ce capteur comprend essentiellement une carcasse 1 creusée d'une cavité cylindrique 2 dans laquelle sont logés bout à bout un aimant permanent 3 et une pièce polaire 4 cylindriques et complémentaires du diamètre de la cavité 2. Un bobinage électrique 5 est formé sur la carcasse entre deux joues radiales 6 et 7. L'extrémité 4' de la pièce polaire 4 déborde de la cavité 2, à travers une joue radiale d'extrémité 6, pour se trouver, en fonctionnement, en face de la périphérie d'un disque (non représenté) qui tourne avec un arbre dont l'ensemble capteur-disque sert à mesurer la vitesse de rotation, à l'aide du signal électrique délivré par le bobinage 5 du capteur.Ce signal sort du capteur par un câble 8 à deux conducteurs, coaxiaux par exemple, connectés électriquement aux extrémités du fil du bobinage 5 par des cosses telles que la cosse 9 sertie à une extrémité 10 sur le conducteur et soudées à l'autre sur le fil, comme représenté en 10'. La périphérie du disque présente des dents régulièrement distribuées dont le défilement devant l'extrémité 4' de la pièce polaire fait varier la réluctance du circuit magnétique du capteur, et donc la fréquence du signal délivré par celui-ci, fréquence alors proportionnelle à la vitesse de rotation de l'arbre sur lequel est monté le disque, comme il est bien connu dans la technique. Il est clair que le bon fonctionnement d'un tel capteur exige que les extrémités en regard de la pièce polaire 4 et de l'aimant permanent 3 restent en un contact ferme. Suivant la présente invention on assure, lors de l'assemblage des pièces du capteur, la retenue de l'aimant 3 contre la pièce polaire 4 à l'aide d'une saillie 11 élastiquement déformable formée dans la paroi de la cavité, pour immobiliser axialement l'aimant 3 contre la pièce polaire. Comme représenté à la figure unique, la saillie est formée par un amincissement local de la paroi de la cavité de la carcasse 1, déformé radialement vers l'intérieur de cette cavité. Dans le mode de réalisation représenté du capteur suivant l'invention la saillie est moulée d'une pièce avec la carcasse et présente une section, profilée en forme de "V", dans un plan axial de la cavité 2. Pour assembler le capteur suivant l'invention, on fixe d'abord la pièce polaire 4 dans la cavité 2, dans une position axiale prédéterminée, de manière que son extrémité 4' déborde de la joue d'extrémité 6 de la carcasse 1. Ceci peut s'obtenir soit par emmanchement à force de la pièce dans la cavité (un moletage 12 formé sur la pièce polaire renforce alors l'assemblage) soit par surmoulage de la carcasse 1 autour de cette pièce polaire. On insère ensuite, par l'autre extrémité ouverte 13 de la carcasse, l'aimant 3 dans la cavité. Celui-ci vient d'abord buter sur la saillie 11 qui s'efface alors élastiquement hors de la cavité sous la poussée appliquée axialement à l'aimant. Quand l'aimant , vient buter sur l'extrémité en regard de la pièce polaire 4, l'autre extrémité de l'aimant 3 se dégage de la saillie 11, formée à une distance de la pièce polaire 4 qui correspond à l'espace que doit occuper l'aimant 3 entre celle-ci et la saillie 11.La saillie revient alors élastiquement dans la cavité 2 pour empêcher l'aimant 3 de s'écarter du contact de la pièce polaire 4,- en s'appuyant sur la face d'extrémité adjacente de cet aimant Suivant l'invention, la force de retenue développée par la saillie ll sur l'aimant 3 est suffisante pour permettre des manipulations du capteur lors de la poursuite de l'assemblage de celui-ci, sans que l'aimant ne bouge dans la cavité. On peut alors procéder à la réalisation du bobinage 5, puis au surmoulage du capteur suivant le volume 14 pour assurer l'isolation électrique, la tenue mécanique et l'étanchéité du capteur. Le surmoulage, qui injecte de la matière dans la cavité 2, parachève alors le blocage de l'aimant dans la cavité. Une pièce métallique 15 peut être placée dans la cavité du moule de surmoulage pour servir ultérieurement de pièce de support du capteur dans un bâti où il est positionné en face du disque denté solidaire de l'arbre dont il surveille la vitesse de rotation. Le surmoulage du capteur peut être réalisé, comme il est bien connu, avec une grande variété de matières plastiques thermofusibles telles que des résines synthétiques, le choix à opérer étant du domaine des compétences ordinaires de l'homme de métier. On notera que la formation du bobinage sur la carcasse, après l'insertion de la pièce polaire évite que, dans l'ordre inverse des opérations, l'insertion de cette pièce polaire n'applique au bobinage des contraintes susceptibles d'en rompre les spires les plus proches de la cavité. Ainsi l'invention fournit-elle un capteur à saillie 11 qui, outre la simplicité de sa réalisation intégrée b celle de la carcasse, présente une élasticité qui autorise la mise en place de l'aimant dans la cavité par simple insertion axiale, pour assurer ensuite la retenue de l'aimant dans la cavité de la carcasse sans operation supplémentaire telle qu'un rabattage de matière obtenu par application d'ultrasons, un collage sur la pièce polaire, un sertissage à chaud, etc... Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'a titre d'exemple En particulier l'invention pourrait trouver application à la réalisation de capteurs d'un autre type que le capteur monopolaire décrit ci-desus, tel que des capteurs bipolaires comprenant une carcasse creusée d'une cavité abritant un aimant permanent allongé, pincé entre deux pièces polaires débordant du capteur. De même la saillie élastique du capteur représenté peut porter sur une surface de la pièce à bloquer autre qu'une surface d'extrémiti?. Par exemple la saillie peut pénétrer dans une gorge ou autre logement prévu sur la surface latérale de la pièce. Bien que, dans le mode de réalisation décrit, la saillie retient l'aimant permanent, celle-ci pourrait agir plutôt sur la pièce polaire, notamment dans certains capteurs où ces éléments sont intervertis pour optimiser l'amplitude du signal délivré par le capteur. En outre, la saillie peut prendre des formes autres que celle décrite et représentée, dans la mesure où elles permettent l'effacement de cette saillie sous la poussée de l'aimant lors de l'insertion de celui-ci dans la cavité, puis le retour élastique de la saillie dans le cavité pour retenir axialement l'aimant. REVENDICATIONS 1. Capteur eléctromagnétique à réluctance variable, du type qui comprend une carcasse (1) présentant une cavité cylindrique (2), un aimant permanent (3) et au moins une piece polaire (4) logés dans cette cavité, un bobinage électrique (5) sur la carcasse (1) autour de la cavité pour délivrer un signal électrique fonction des variations de la réluctance du circuit magnétique du capteur dues à un organe mobile définissant un entrefer variable dans ce circuit magnétique, 'caractérisé en ce que la paroi de la cavité cylindrique (2) présente au moins une saillie (11) élastiquement déformable qui pénètre dans la cavité pour immobiliser axialement l'un des éléments de l'ensemble constitué par l'aimant permanent (3) et la pièce polaire (4). 2. Capteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la saillie (11) est formée par un amincissement local de la paroi de la cavité, déformé radialement vers l'intérieur de cette cavité. 3. Capteur conforme à la revendication 2; caractérisé en ce que la saillie (11) présente une coupe axiale profilée en V. 4. Capteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que la saillie est moulée d'une pièce avec la carcasse. 5. Capteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité cylindrique (2) de la carcasse (1) est fermée à une extrémité par un des éléments de l'ensemble constitué par l'aimant (3) et la pièce polaire (4), cet élément présentant une extrémité contre laquelle s'appuie l'autre élément, lui-même immobilisé dans cette position par la saillie. 6. Capteur conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la saillie (11) charge -élastiquement ledit autre élément pour immobiliser celui-ci. 7. Capteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un surmoulage (14) qui bloque de manière permanente les deux éléments dans la cavité de la carcasse. 8. Procédé d assemblage du capteur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on fixe un des éléments dans la cavité de la carcasse, dans une position axiale prédéterminée où cet élément obture une première extrémité ouverte de cette cavité, on pousse l'autre élément dans cette cavité par l'autre extrémité de celle-ci en forçant par cette poussée la saillie hors de la cavité jusqu'à ce que celle-ci revienne dans la cavité pour s'appuyer sur l'autre élément de maniere à immobiliser axialement celui-ci dans la cavité, en butée contre l'élément déjà fixé dans cette cavité. 9. Procédé conforme à la revendication 8, caractérisé en ce qu'on forme la bobine (5) autour de la premiere extrémité de la cavité (2), après insertion de l'élément fixé dans cette première extrémité. 10. Procédé conforme à la revendication 9, caractérisé en ce qu'on surmoule la carcasse, une fois celle-ci garnie des éléments logés dans la cavité, de la bobine et des moyens de raccordement électrique de cette bobine à un câble extérieur, pour proteger ces organes et immobiliser de manière permanente les éléments logés dans la cavité de la carcasse.