Brevet FR2653222A1 — publié le 19910419

La présente invention concerne un capteur électrique de vitesse transmetteur de mouvement destiné à être intercalé entre la boîte de vitesses et le tableau de bord d'un véhicule automobile. On a proposé de nombreux systèmes conçus pour transmettre, à partir de la sortie de la boîte de vitesses, une information de mouvement jusqu'au tableau de bord, afin d'actionner les différents indicateurs du tableau de bord utilisant les informations mécaniques de vitesse. Cependant dans les véhicules modernes, il ne suffit plus de disposer au tableau de bord d'un mouvement dérivé de la boîte de vitesses. En effet on veut obtenir aussi un signal électrique représentatif de la vitesse, par exemple pour servir de signal d'entrée à un calculateur de bord ou à un régulateur de vitesse. Pour cette raison on a également proposé depuis plusieurs années des capteurs électriques de vitesse transmetteur de mouvement. Ces capteurs comprennent d'une part un moyen transmetteur de mouvement formé le plus souvent d'un arbre conçu pour être accouplé d'un côté avec une prise de mouvement provenant de la boîte de vitesses, de l'autre côté avec un élément de raccordement au tableau de bord et comprennent d'autre part un moyen transducteur, générant un signal électrique représentatif de la vitesse de rotation de l'arbre. Ce moyen transducteur est le plus souvent formé d'une roue dentée associée à un système optique ou d'un aimant associé à un élément détecteur tel qu'une sonde à effet Hall, une bobine ou un interrupteur à lame souple. De tels capteurs électriques de vitesse transmetteur de mouvement sont par exemple décrits dans les documents DE-A-3001823, FR-A-2242801, FR-A-2343254 et US-A-4047106. Les capteurs électriques de vitesse transmetteur de mouvement déjà proposés ont rendu de grands services. Toutefois, ils ne donnent pas entière satisfaction. En particulier les capteurs classiques sont fort complexes. Ils sont formés par l'assemblage de nombreuses pièces. De plus, les capteurs classiques présentent souvent une fiabilité discutable et/ou s'avèrent peu étanches et/ou sont générateurs de jeux et de vibrations et/ou sont générateurs de bruit. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients de la technique antérieure. Pour cela la présente invention propose un capteur électrique de vitesse transmetteur de mouvement du type comprenant d'une part un moyen transmetteur de mouvement formé d'un arbre conçu pour être accouplé d'un côté avec une prise de mouvement provenant de la boîte de vitesses, de l'autre côté avec un élément de raccordement au tableau de bord et d'autre part un moyen transducteur, générant un signal électrique représentatif de la vitesse de rotation de l'arbre caractérisé par le fait que le moyen transducteur comprend un aimant annulaire, que l'arbre comprend au moins un alésage interne central, à une extrémité et que le capteur comprend un corps en matériau thermoplastique surmoulé d'une pièce sur l'arbre, tel que le corps surmoulé porte rigidement l'aimant annulaire et que par ailleurs le corps définisse, dans l'alésage interne central de l'arbre, un manchon de section interne non circulaire de révolution. Le manchon ainsi formé peut servir de prise de mouvement. L'utilisation d'un corps en matériau thermoplastique surmoulé sur l'arbre pour porter l'aimant tout en définissant un manchon interne non circulaire de révolution permet une réalisation simple, économique, précise et fiable, tout en éliminant tout jeu et tout bruit au niveau de la prise de transmission de mouvement au niveau du manchon ainsi formé. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en coupe axiale d'un capteur conforme à la présente invention, - la figure 2 représente une vue similaire en coupe axiale d'un arbre pourvu d'un corps surmoulé et d'un aimant annulaire, conformément à la présente invention, - la figure 3 représente une vue en coupe transversale du même arbre selon le plan de coupe référencé III-III sur la figure 2, - la figure 4 représente une vue en coupe transversale du même arbre selon le plan de coupe référencé IV-IV sur la figure 2, et - la figure 5 représente une vue schématique latérale du même arbre. Pour l'essentiel le capteur électrique de vitesse transmetteur de mouvement conforme à la présente invention comprend un boîtier 100 qui loge un arbre 200 pourvu d'un corps surmoulé 300 portant un aimant annulaire 400, ainsi que des moyens transducteurs 500 associés à l'aimant. Le boîtier 100 est formé de préférence de deux coquilles 102, 104. Ces coquilles 102, 104 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Pour cette raison la géométrie des coquilles 102, 104 représentée sur la figure 1 annexée n'est donnée qu'à titre indicatif et ne sera pas décrite dans le détail par la suite. On notera cependant que les coquilles 102, 104 définissent une chambre principale 106 généralement symétrique de révolution autour d'un axe 108 coîncidant avec l'axe de l'arbre 200, et une chambre auxiliaire 110, qui communique latéralement avec la chambre principale 106, et qui est conçue pour recevoir les moyens transducteurs 500. Les coquilles 102, 104 sont adaptées pour définir au moins un palier apte à guider l'arbre 200 à rotation autour de l'axe 108. Plus précisément, selon l'invention, il est prévu un seul palier formé par un fourreau 112 centré sur l'axe 108 et venu de moulage sur la coquille 104. La demanderesse a déterminé que l'utilisation d'un seul palier permet un guidage plus précis et plus fiable, car moins sujet à usure, que deux paliers.Par ailleurs, l'utilisation d'un seul palier conduit à une réalisation simple des coquilles 102, 104. Par ailleurs, les deux coquilles 102, 104 définissent chacune un fourreau 116, 118 centré sur l'axe 108, destiné à recevoir une gaine logeant un élément de transmission de mouvement. De préférence les deux coquilles 102, 104 sont assemblées par soudure aux ultrasons. Celle-ci est de préférence étanche. Cependant si nécessaire un joint torique d'étanchéité 114 peut être pincé entre les deux coquilles 102, 104 pour parfaire l'étanchéité du capteur. L'étanchéité entre les coquilles 102, 104 et respectivement les gaines logeant les éléments de transmission de mouvement venant en prise avec l'arbre 200 est obtenue à l'aide de tous moyens classiques appropriés, tels que gaines rétractables, joints toriques ou équivalents. De préférence les coquilles 102, 104 du boîtier sont réalisées en polyamide. L'arbre 200 est de préférence réalisé en acier, très avantageusement en acier type 100 PB2. L'arbre 200 est formé d'un corps d'une pièce symétrique de révolution autour de l'axe 108. Plus précisément l'arbre 200 est formé de différentes portions juxtaposées axialement, référencées 202, 204, 206, 208 et 210. La portion 202 est dirigée vers le fourreau 116. Elle présente une section externe non symétrique de révolution autour de l'axe 108, par exemple de forme carrée. Ainsi la portion 102 permet une liaison à rotation avec un élément complémentaire de transmission de mouvement provenant de la boîte de vitesses ou conduisant au tableau de bord. Les portions 206, 208 et 210 présentent un alésage central borgne 212 qui débouchent vers le fourreau 118 ménagé sur la coquille 104. La portion 206 est ainsi formée d'une jupe centrée sur l'axe 108. En outre la portion 206 est munie de plusieurs fentes longitudinales traversantes 207 s'étendant parallèlement à l'axe 108. Selon la représentation donnée sur les figures annexées il est prévu quatre fentes 207 dans la portion 206. Ce nombre n'est cependant pas limitatif. La portion 204 assure la liaison entre les portions 202 et 206. La portion 210, placée en regard du fourreau 118 est formée d'une douille centrée sur l'axe 108. De préférence cette douille est pourvue à son extrémité dirigée vers le fourreau 108 de plusieurs fentes longitudinales traversantes 211 qui s'entendent parallèlement à l'axe 108. Ces fentes 211 sont destinées à assurer une bonne fixation du corps surmoulé 300. Cependant de préférence les fentes 211 ne s'étendent pas sur toute l'étendue axiale de la portion 210. L'aimant 400, comme représenté sur les figures annexées, est formé d'un anneau porté par le corps surmoulé 300. De préférence l'aimant 400 est du type à aimantation radiale. Il s'agit avantageusement d'un aimant de type ALNICO. Le corps surmoulé 300 en matériau thermoplastique est avantageusement en polyamide. Comme indiqué précédemment les deux fonctions principales du corps surmoulé 300 sont de supporter l'aimant 400 et de définir, à l'intérieur de l'alésage 212 de l'arbre 200, un manchon 302 non symétrique de révolution apte à recevoir, avec liaison à rotation, un élément de transmission de mouvement complémentaire conduisant au tableau de bord ou provenant de la boîte de vitesses. Le manchon 202 présente avantageusement mais non limitativement une section interne carrée. Le corps surmoulé 300 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Selon la représentation donnée sur les figures annexées, le corps surmoulé 300 comprend essentiellement le manchon 302 précité, un ensemble 304 portant l'aimant 400 et un volant 310 servant de butée axiale. L'ensemble 304 est surmoulé sur la portion 206 de l'arbre 200. L'ensemble 304 pénètre dans les fentes 207 de la portion 206 et est ainsi relié au manchon 302 moulé à l'intérieur de l'alésage 212. On notera que le manchon 302 vient en prise avec les fentes 211 ménagées à l'extrémité de la portion 210. L'ensemble 304 comprend plus précisément une partie centrale 305 cylindrique de révolution qui enveloppe la portion 206 de l'arbre 200 et qui porte l'aimant 400, ainsi que deux flasques 306, 307 disposés respectivement de part et d'autre de la partie centrale 305, et qui encadre l'aimant 400. Le flasque 307 sert de butée axiale à l'arbre. En effet comme représenté sur la figure 1 annexée, le flasque 307 repose contre un coussinet cylindrique 150 engagé sur la portion 210 de l'arbre et introduit dans le fourreau 212 de la coquille 104. Le coussinet 150, à titre d'exemple, peut être formé en bronze fritté imprégné d'un lubrifiant. Comme indiqué précédemment, le seul guidage à rotation de l'arbre est défini par le palier formé par le fourreau 112 et le coussinet 150. Le flasque 307 limite ainsi les déplacements de l'arbre en rapprochement de la coquille 104. Le volant 310 a pour fonction de limiter au contraire les déplacements de l'arbre en rapprochement de la coquille 102. Le volant 310 est formé pour l'essentiel d'un anneau 311 centré sur l'axe 108 et relié à l'ensemble 304 par l'intermédiaire de plusieurs ailettes 312. L'anneau 311 possède un diamètre nettement supérieur au diamètre de l'ensemble 304. Les ailettes 312, par exemple au nombre de quatre, équiréparties autour de l'axe 108, divergent par rapport à ce dernier en rapprochement de l'anneau 311. Celui-ci est placé en regard de nervures 120 venues de moulage sur la coquille 102. Les nervures 120 s'étendent parallèlement à l'axe 108, sur l'intérieur de la chambre principale 106. Ainsi, si l'arbre tend à se déplacer vers le fourreau 116 de la coquille 102, l'anneau 311 vient en butée contre les nervures 120. Le cas échéant, des bagues 600, 602 fixées axialement respectivement sur la coquille 104 et la portion 210 de l'arbre assurent l'étanchéité de l'intérieur du transducteur 400, 500 vers l'extérieur. A titre d'exemple la bague 602 peut être à base de feutre, et la bague 600 une bague métallique chassée dans l'alésage du carter. De préférence l'élément transducteur 500 coopérant avec l'aimant 400 est formé d'une sonde à effet Hall supportée en regard de l'aimant. Plus précisément, la sonde à effet Hall 500 est supportée dans une chambre définie par des nervures 122 venues de moulage sur l'intérieur des coquilles et/ou par les liaisons électriques 502 de la sonde, qui sont elles-mêmes fixées sur une plaquette de circuit imprimé 504, de façon connue en soi. La plaquette 504 est logée dans la chambre auxiliaire 110 du boîtier. Elle est formée de préférence à base de céramique. La plaquette 504 porte les composants classiques 506 de polarisation de la sonde. La plaquette 504 est reliée à des connexions électriques 508 qui traversent de façon étanche la coquille 104 et sont accessibles à l'extérieur au niveau d'un corps de connecteur 126 défini sur la coquille 104. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Capteur électrique de vitesse transmetteur de mouvement du type comprenant d'une part un moyen transmetteur de mouvement formé d'un arbre (200) conçu pour être accouplé d'un côté avec une prise de mouvement provenant de la boîte de vitesses, de l'autre côté avec un élément de raccordement au tableau de bord et d'autre part un moyen transducteur (400, 500), générant un signal électrique représentatif de la vitesse de rotation de l'arbre (200) caractérisé par le fait que le moyen transducteur comprend un aimant annulaire (400), que l'arbre (200) comprend au moins un alésage interne central (212), à une extrémité et que le capteur comprend un corps (300) en matériau thermoplastique surmoulé d'une pièce sur l'arbre (200), tel que le corps surmoulé (300) porte rigidement l'aimant annulaire (400) et que par ailleurs le corps (300) définisse, dans l'alésage interne central (212) de l'arbre (200), un manchon (302) de section interne non circulaire de révolution 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps surmoulé (300) est en polyamide. 3. Capteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'arbre (200) est en acier. 4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'arbre (200) comprend une première portion axialement extrême (202) présentant une section externe non symétrique de révolution, une deuxième portion axialement extrême (210) reliée à la première portion (202) axialement extrême par une portion intermédiaire (206), la deuxième portion axialement extrême (210) et la portion intermédiaire (206) étant pourvue d'un alésage interne (212), et la portion intermédiaire (206) étant munie de fentes longitudinales traversantes (207). 5. Capteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la deuxième portion axialement extrême (210) est pourvue à son extrémité, et sur une partie seulement de sa longueur, de fentes longitudinales (211). 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le corps surmoulé (300) comprend un ensemble (304) placé sur la portion intermédiaire (206) de l'arbre, qui porte l'aimant (400), et qui pénètre dans les fentes (207) ménagées dans la portion intermédiaire (206) de l'arbre pour être ainsi reliée au manchon (302) de section interne non symétrique de révolution moulé à l'intérieur de la deuxième portion axialement extrême (210) de l'arbre. 7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que Itensemble (304) placé sur la portion intermédiaire (206) de l'arbre (200) comprend un élément cylindrique (305) et deux flasques latéraux (306, 307). 8. Capteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'un des flasques latéraux (307) sert de butée axiale à l'arbre (200). 9. Capteur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le corps surmoulé (300) comprend en outre un volant (310) servant de butée axiale à l'arbre (200). 10. Capteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le volant (310) comprend un anneau (311) relié à l'ensemble (304) par une pluraIité d'ailettes (312). Il. Capteur selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier et que l'anneau (311) est placé en regard de nervures (120) solidaires de la surface interne du boîtier. 12. Capteur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le boîtier (104) du capteur défini un seul palier de guidage à rotation de l'arbre (200). 13. Capteur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le boîtier est formé de deux coquilles (102, 104), que l'une des coquilles définit un fourreau (112) centré sur l'axe de l'arbre pour guider ce dernier à rotation. 14. Capteur selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'un coussinet (150) est intercalé entre le fourreau (112) et l'arbre (200). 15. Capteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que l'aimant annulaire (400) coopère avec une sonde à effet Hall (500) supportée dans le boîtier.