Brevet FR2650666A2 — publié le 19910208

FR 2650666 A2 19910208 FR 8910533 A 19890804 -1 - 2650O666 DISPOSITIF DE MESURE DE LA POSITION ANGULAIRE ET DU DEPLACEMENT LINEAIRE DE DEUX PIECES L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE Dans la demande de brevet principal, il a été décrit un dispositif pour la mesure de la position angulaire et du déplacement linéaire de deux pièces l'une par rapport à l'autre. Il a été également fait mention de l'application de l'invention à la mesure de l'angle de rotation d'un rotor par rapport à un stator. Le présent certificat d'addition a pour but de décrire un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention dans l'application à la mesure des déplacements angulaires. Un objectif visé est de réaliser un appareil de construction simple et robuste, dont le prix de revient est notablement inférieur à celui des appareils *de fonction similaire, tels que les résolveurs et les dynamos tachymétriques. Un autre objectif est de réaliser un appareil pouvant être positionné rapidement et avec une grande précision sur l'arbre du moteur piloté par l'appareil. L'invention a pour objet un dispositif pour la mesure de l'angle de rotation d'un rotor par rapport à un stator selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu destiné à être emmanché sur un arbre dudit rotor et auquel est solidarisé un disque muni d'au moins une dent et un corps comprenant une portion cylindrique et un fond, disposé coaxialement audit moyeu et venant en appui contre une portion dudit stator, ledit corps comprenant des éléments pour positionner des circuits magnétiques munis de bobines, ledit dispositif comprenant un circuit imprimé solidaire dudit corps et auquel aboutissent les fils de liaison desdites bobines. Par exemple, lesdits éléments de positionnement desdits circuits magnétiques comprennent des surépaisseurs du fond dudit corps. -2- Lesdits éléments de positionnement desdits circuits magnétiques peuvent comprendre également des échancrures pratiquées dans la paroi parallèlement à l'axe du corps. Avantageusement, ledit corps comprend des nervures radiales de renforcement. Le corps présente à sa périphérie des tétons de positionnement pour un circuit imprimé. Ledit corps présente à sa périphérie des encoches pour le passage de fils électriques. Ledit corps est réalisé de préférence par moulage d'un matériau amagnétique. Lesdits circuits magnétiques sont collés à l'intérieur du corps. Ledit circuit imprimé est serti sur ledit corps. Ledit moyeu a la forme d'un manchon présentant un premier épaulement contre lequel est serti ledit disque. Ledit moyeu comprend un second épaulement coopérant avec un circlips pour protéger ledit disque contre les chocs axiaux. Ledit moyeu comprend des alésages filetés parallèles à l'axe du moyeu, pratiqués dans son épaisseur, et destinés à la fixation d'un appareil d'extraction. Ledit moyeu est réalisé par décolletage. L'invention sera bien comprise par la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure selon l'invention, utilisable pour la commande d'un moteur à cinq paires de pôles. On se référera au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en élévation en coupe axiale du corps du dispositif, - la figure 2 est une vue de dessus du même corps, - la figure 3 est une vue en perspective de l'un des circuits magnétiques, - la figure 4 est une vue en perspective du même circuit magnétique muni de ses bobinages, -3 - - la figure 5 est une vue en plan du disque équipant le dispositif de l'invention, - la figure 6 est une vue du circuit imprimé du dispositif, la figure 7 est une vue en élévation en coupe axiale du dispositif de mesure complet. Le dispositif de l'invention comprend un corps cylindrique 1, réalisé de préférence par moulage d'un alliage amagnétique léger, tel que celui connu sous la marque déposée zamak. Ce corps se présente sous la forme d'une paroi cylindrique i1 munie d'un fond 12 possédant un orifice circulaire 13 centré sur l'axe du cylindre. Des nervures radiales de renforcement 14 assurent la rigidité du corps. Des surépaisseurs 15, en forme de trapèzes à deux côtés curvilignes, définissent, avec des échancrures 16 pratiquées dans la paroi 1I parallèlement à l'axe du corps, des guidages pour le positionnement précis des circuits magnétiques décrits plus loin. La partie supérieure de la paroi 11 porte, venus de moulage, des tétons 17 pour le positionnement du circuit imprimé 60 décrit plus loin en référence à la figure 6. La paroi 11 comprend également, à sa partie supérieure, des fentes 18 pour la passage des fils électriques, comme on le verra plus en détail en référence à la figure 4. La figure 3 représente en perspective l'un des circuits magnétiques du dispositif qui en comprend six, chaque circuit magnétique portant deux bobines. Le circuit est réalisé par un empilement de tôles magnétiques, selon une technique bien connue. Chaque tôle a la forme générale d'un U, ayant une base 30 et deux branches 31 et 32. Les branches possèdent des découpes de manière à constituer des rainures 31A, 31B, 32A et 32B dans lesquelles sont disposées les bobines 41 et 42 -(figure 4). La bobine 41 est la bobine primaire et comprend une carcasse 41A en plastique injecté et un enroulement en fil de cuivre -4- émaillé; la bobine 42 est la bobine secondaire et comprend une carcasse 42A. Les fils 41B, 41C, 42B et 42C d'amenée et de départ sont plaqués le long de la. paroi 11 du corps 1. Les circuits magnétiques sont avantageusement collés à l'intérieur du corps, après ieur mise en place dans les logements et le positionnement des fils de connexion. La figure 5 est une vue en plan de l'élément mobile du dispositif, qui est un disque réalisé en alliage léger amagnétique. Ce disque comprend un trou central 51 pour le passage du moyeu et cinq dents 52 puisque le dispositif est destiné au contrôle d'une machine à cinq paires de pôles. Le circuit imprimé 60, représenté dans la figure 6, comprend un alésage central 61 pour le passage de l'arbre du moteur; il est réalisé de manière classique en résine sur laquelle sont déposées des pistes de cuivre 62 pour la réalisation des connexions. Des trous 63 et des encoches 64 permettent le passage des fils d'amenée et de départ de courant des bobines. Des encoches semi-circulaires 65 coopèrent avec les tétons 17 du corps pour un positionnement précis du circuit imprimé qui est alors serti sur le corps. La figure 7 représente le dispositif complètement monté à l'extrémité de l'arbre 80 d'un moteur dont on aperçoit également le flasque d'extrémité 81 partiellement représenté. Le dispositif de l'invention comprend un moyeu 70 réalisé de préférence par décolletage d'un matériau tel que celui connu sous le nom de dural, emmanché sur l'arbre du moteur et venant se positionner avec exactitude par rapport à l'arbre du moteur, par exemple en venant en appui sur un épaulement 80A de l'arbre. Le moyeu se présente sous la forme d'un manchon cylindrique avec un premier épaulement 71 contre lequel s'appuie le disque 50 et qui est immobilisé par sertissage. Un second épaulement -5 72 coopère avec un circlips 73, de préférence en acier, pour protéger le disque contre les chocs axiaux, en venant emprisonner le bord circulaire du fond -du corps. Le corps i est positionné avec précision par appui et centrage contre le flasque d'extrémité du moteur. On notera que le moyeu 70 comporte des alésages filetés 74 pratiqués dans son épaisseur parallèlement à l'axe du moyeu et destinés à l'insertion d'un appareil d'extraction qui permettra de désolidariser le moyeu 70 et l'arbre 80 lorsque cette opération s'avérera nécessaire. Le dispositif de l'invention est de construction simple et peu onéreuse; il permet un montage très facile sur tout type de machine à piloter. Il allie la robustesse à la précision. L'invention n'est bien entendu pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit en détail; elles'applique à la mesure de la position angulaire de tout rotor par rapport à un stator, en particulier dans le domaine des machines électriques. 26U50666 REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour la mesure de l'angle de rotation d'un rotor par rapport à un stator selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu (70) destiné à être emmanché sur un arbre (80) dudit rotor et auquel est solidarisé un disque (50) muni d'au moins une dent (51) et un corps (1) comprenant une portion cylindrique (11) et un fond (12), disposé coaxialement audit moyeu et venant en appui contre une portion dudit l0 stator, ledit corps comprenant des éléments (15,16) pour positionner des circuits magnétiques (3) munis de bobines (41,42), ledit dispositif comprenant un circuit imprimé (60) solidaire dudit corps et auquel aboutissent les fils de liaison desdites bobines. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments de positionnement desdits circuits magnétiques comprennent des surépaisseurs (15) du fond (12) dudit corps (1). 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits éléments de positionnement desdits circuits magnétiques comprennent des échancrures (16) pratiquées dans la paroi parallèlement à l'axe du corps. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit corps comprend des nervures radiales (14) de renforcement. / Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps présente à sa périphérie des tétons (17) de positionnement pour un circuit imprimé 3O (60). 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit corps présente à sa périphérie des encoches (18) pour le passage de fils électriques. 26S0666 -7- 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit corps est réalisé par moulage en un matériau amagnétique léger. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits circuits magnétiques (3) sont collés à l'intérieur du corps (1). 9/ Dispositif selon l'une des revendication I à 8, caractérisé en ce que ledit circuit imprime est serti sur ledit corps (1). / Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit moyeu (70) a la forme d'un manchon présentant un premier épaulement (71) contre lequel est serti ledit disque (50}. 11/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit moyeu (70) comprend un second épaulement (72) coopérant avec un circlips (73) pour protéger ledit disque contre les chocs axiaux. 12/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11,- caractérisé en ce que ledit moyeu comprend des alésages (74) filetés parallèles à l'axe du moyeu, pratiqués dans son épaisseur, et destinés à la fixation d'un appareil d'extraction. 13/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit moyeu est réalisé par décolletage.