Brevet FR2673283A1 — publié le 19920828

i La présente invention concerne un capteur de déplacement linéaire, en particulier pour détecter la position du chariot ou de la tige de piston d'un vérin ou cylindre de travail pouvant être actionné par un fluide de 5 pression, le capteur de déplacement comportant un transmetteur de position mobile de façon guidée dans un boîtier et s'engageant sur un système résistant, et un élément de couplage pour le couplage mécanique entre la tige de piston ou le chariot et le transmetteur de position. La détection de la position d'appareils ou machines est indispensable dans un groupe d'appareils ou de machines en considération d'un déplacement commandé ou réglé de ceux-ci Une attention particulière doit être apportée,15 à côté de la détection de mouvements rotatifs, essentiellement à la détection de mouvements de déplacement linéaires guidés De plus, la position instantanée détectée d'un entraînement linéaire ou du piston d'un vérin de travail pouvant être actionné par un fluide de20 pression, représente la base ou grandeur initiale indiquée ci-dessus pour régler ou commander un tel entraînement ou même tout un groupe de machines. Par le brevet allemand N O 3 520 199, on connaît un capteur de déplacement qui est intégré dans un vérin de25 travail Ce capteur de déplacement potentiométrique travaille dans ce cas en tant que diviseur de tension. Le capteur de déplacement potentiométrique est de plus agencé à l'intérieur de la tige de piston du vérin de travail La tige de piston est directement reliée au30 piston de travail et est guidée vers l'extérieur à une extrémité du vérin, o le mouvement de la tige de piston vers l'extérieur peut être capté La tige de piston est ouverte à l'autre extrémité, c'est-à-dire celle orien- tée vers l'intérieur du vérin, et est guidée de façon 5 mobile et télescopique par l'intermédiaire d'un tourillon agencé rigidement à l'intérieur du vérin Ce tou- rillon est intérieurement creux et muni de voies pour contact à frottement correspondantes, et représente ainsi le boîtier guidant de façon mobile le transmetteur10 de position A l'intérieur de la tige de piston, est agencé un support en forme de barre, qui est fixé, à une extrémité, à la tige de piston et, à l'autre extrémité, reçoit le transmetteur de position et peut être inséré dans le tourillon Ce support en forme de barre repré-15 sente ainsi l'élément de couplage entre la tige de piston linéairement déplaçable et le transmetteur de position guidé de façon mobile à l'intérieur du tou- rillon Des contacts à frottement sur le transmetteur de position sont reliés électriquement aux voies corres-20 pondantes à l'intérieur du tourillon, et fournissent ainsi la possibilité de détecter la position de la tige de piston ou du piston par l'intermédiaire d'une mesure de résistance externe. Dans cet agencement connu, on prévoit l'intégration du capteur de déplacement dans le vérin de travail, mais il peut être également utilisé pour un montage externe lorsque la construction du vérin dans son ensemble le permet Un capteur de déplacement de ce type n'est cependant pas approprié pour équiper des vérins déjà30 existants ou pour être utilisé dans des entraînements linéaires sans tige de piston. Par le brevet allemand N O 3 320 083, on connaît un système de mesure de déplacement pour un cylindre à fente, dans lequel, en utilisant un moyen de traction, le mouvement linéaire du chariot de travail est trans- formé en un mouvement rotatif par des rouleaux de renvoi du moyen de traction, le mouvement rotatif étant détecté de façon incrémentielle Dans ce cas, un inconvénient consiste en ce que, à côté des inconvénients connus de systèmes numériques, la résolution locale est déterminée par l'étalonnage fixé une fois pour toutes des rouleaux de renvoi. En conséquence, l'invention a pour but de fournir un capteur de déplacement linéaire qui peut être monté de façon simple sur des entraînements linéaires ou des vérins de travail de tout type, ou être intégré à l'intérieur de ceux-ci. A cet effet, le capteur de déplacement linéaire, du type indiqué cidessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que le boîtier présente une forme tubulaire et est fermé, à ses extrémités, par des boîtiers formant couvercle, en ce que l'élément de couplage est constitué d'un moyen de traction, relié au transmetteur de posi-20 tion, et d'un chariot déplaçable le long du boîtier et recevant le moyen de traction à l'extérieur du boîtier, en ce que des rouleaux de renvoi pour le moyen de traction sont intégrés dans les boîtiers formant cou- vercle, en ce que les boîtiers ferment, de façon étanche25 à l'eau et à la poussière, le boîtier guidant le trans- metteur de position, et en ce que le moyen de traction est guidé vers l'extérieur du boîtier de façon étanche à la poussière et à l'eau de pulvérisation. Avantageusement, le boîtier est muni, intérieurement, de voies pour contact à frottement s'étendant dans la direction de mouvement du transmetteur de position, et le transmetteur de position est muni de contacts à frottement correspondants, qui peuvent être reliés électriquement auxdites voies. De préférence, une des voies pour contact à frottement est munie d'une matière résistante, et l'autre voie pour contact à frottement est conductrice en ayant une basse impédance. Selon une autre caractéristique de l'invention, le chariot est guidé en glissement et est réalisé en entourant complètement la section transversale du boîtier. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le chariot est guidé de façon mobile linéairement sur un guide en queue d'aronde relié en une pièce au boîtier. Avantageusement, à l'intérieur du boîtier, sont agencées des gorges de guidage s'étendant en direction longitu- dinale, grâce auxquelles le transmetteur de position est guidé. Les avantages de l'invention consistent en ce qu'elle permet un montage ultérieur ou un équipement ultérieur20 d'entraînements linéaires ou de vérins de travail existants La réalisation selon l'invention du capteur de déplacement offre, d'une façon très simple et très sûre en fonctionnement au niveau constructif, la possi- bilité d'étanchéifier vis-à-vis de l'eau et de la25 poussière le capteur de déplacement monté ultérieu- rement, c'est-à-dire extérieurement Le moyen de trac- tion guidé vers l'extérieur et étanchéifié de façon correspondante garantit de plus un fonctionnement sûr, étanche et fiable Tout cela permet une utilisation universelle du capteur de déplacement monté extérieurement, même dans des groupes d'appareils ou de machines soumis à de l'eau de pulvérisation et à de la poussière Le guidage du transmetteur de position par des gorges décharge les contacts à frottement et leurs voies, grâce à quoi l'usure est réduite de façon impor-5 tante. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe longitudinale du capteur de déplacement. La figure 2 est une coupe transversale du capteur de déplacement comportant un chariot entourant sa section transversale. La figure 3 montre un capteur de déplacement comportant un chariot guidé dans une rainure en queue d'aronde. La figure 4 montre un capteur de déplacement comportant un chariot guidé par des barres. La figure 5 est une coupe partielle de côté de la figure 4. La figure 6 montre le capteur de déplacement intégré dans un entraînement linéaire. La figure 1 montre le capteur de déplacement linéaire en coupe longitudinale Celle-ci montre clairement tout l'agencement interne du capteur de déplacement A l'intérieur du boîtier 1, est prévu un canal 2 s'éten-25 dant en direction longitudinale, qui est muni de voies 3, 3 ' pour contact à frottement s'étendant de même en direction longitudinale A l'intérieur de ce canal, est guidé un transmetteur de position 4, qui est muni de contacts à frottement 5 Une des voies 3, 3 ' pour contact à frottement est réalisée en tant que voie résistante et l'autre en tant que voie de retour Les voies 3, 3 ' sont reliées à des liaisons électriques de 5 raccordement 6 guidées à une extrémité du boîtier 1 Ces liaisons sont guidées vers l'extérieur par l'intermé- diaire d'un raccord électrique isolé 7 Les contacts à frottement 5 sur le transmetteur de position 4 réalisent, de façon correspondant à leur position10 instantanée, un contact électrique entre l'une et l'autre voie 3 et 3 ', de sorte qu'il se crée, de façon correspondant à ce tronçon de voie, un diviseur de tension Les rapports des tensions sont convertis en une position après étalonnage Le transmetteur de position 415 est relié, des deux côtés, à un moyen de traction 8, par exemple une bande de traction, lequel, aux extrémités ouvertes du boîtier 1, est guidé vers l'extérieur du boîtier par l'intermédiaire de rouleaux de renvoi 9, 9 ', et s'étend, extérieurement, parallèlement au boîtier.20 Les rouleaux de renvoi 9, 9 ' sont intégrés dans des couvercles 10, 10 ', qui, dans leur ensemble, étanchéifient le capteur de déplacement vis-à-vis de l'extérieur contre l'entrée de la poussière et de l'eau. Pour garantir cette étanchéification, le moyen de25 traction 8, ou la bande de traction, est guidé, aux endroits correspondants 11, 11 ' des couvercles 10, 10 ', vers l'extérieur en étant étanchéifié de façon correspondante Les extrémités guidées vers l'extérieur 12, 12 ' de la bande de traction sont reliées à un chariot 13 Ce chariot 13 fournit la possibilité d'une liaison, par exemple à un chariot de prise de force ou à une tige de piston d'un vérin de travail ou d'un entraînement linéaire Le chariot 13 et la bande de traction 8 du capteur de déplacement constituent ainsi35 le couplage entre l'entraînement linéaire et le transmetteur de position Le transmetteur de position est de plus guidé de façon étanche vis-à-vis de la poussière et de l'eau, grâce à quoi on obtient un agencement insensible du capteur de déplacement En totalité, la forme du capteur de déplacement linéaire rappelle un vérin à bande de traction Cependant, dans5 ce cas, aucun piston de travail n'est prévu, lequel est sollicité par un fluide de pression, mais, à l'intérieur d'un boîtier ou d'un canal, un transmetteur de position est déplacé de façon guidée. La figure 2 montre la section transversale du capteur de déplacement de la figure 1 selon la ligne A-A Le boîtier 1 présente, dans ce cas, une section transver- sale quadrangulaire et est muni d'un tube rond 14 agencé à l'intérieur du quadrilatère A l'intérieur du tube 14, sont insérés deux éléments profilés 15, 15 ' ayant une section transversale en forme de segment de cercle Les voies 3, 3 ' pour contact à frottement sont agencées, en vis-à-vis, entre ces profilés 15, 15 ' de section trans- versale en forme de segment de cercle, et s'étendent de même dans la direction longitudinale du canal 2 ainsi20 formé Les profilés 15, 15 ' sont fabriqués de plus en un matériau électriquement isolant A l'intérieur de ce canal 2, le transmetteur de position 4 est agencé de façon guidée et mobile, et réalise, par l'intermédiaire des contacts à frottement 5 en un endroit donné des25 voies 3, 3 ', un contact électrique entre la voie supé- rieure et la voie inférieure Le contour externe du transmetteur de position 4 et le contour, orienté vers le canal, des profilés 15, 15 ' sont de plus tels que le contour externe du transmetteur de position 4 s'étend30 partiellement dans des gorges 16, 16 ' des profilés 15, ' s'étendant en direction longitudinale, et le trans- metteur de position est ainsi déplaçable de façon guidée De ce fait, un coincement du transmetteur de position lorsque le capteur de déplacement fonctionne35 est empêché. Comme il s'agit, en ce qui concerne le boîtier 1 ou le tube rond 14, d'une pièce pressée à partir d'une barre, on pourrait également imaginer de réaliser les profilés , 15 ' en une pièce avec le boîtier 1 ou le tube 14. La figure 3 montre une autre possibilité de réalisation, dans laquelle le boîtier 1 est constitué d'un tube à section transversale ronde, lequel est muni d'un guide en queue d'aronde 17 agencé à la périphérie externe du tube et s'étendant en direction longitudinale A l'intérieur de celui-ci, un chariot profilé corres- pondant 13 peut alors être guidé. La figure 4 montre un boîtier 1 également tubulaire, dans lequel le chariot 13 est en contact partiel avec la périphérie externe du boîtier, en étant cependant guidé sur une barre 18 agencée rigidement entre les couvercles du boîtier. La figure 5 est une coupe longitudinale partielle de la réalisation selon la figure 4 Dans ce cas, la barre 18 est agencée entre les couvercles 10, 10 ' du boîtier (dans ce cas, seul le couvercle 10 est visible), et est reliée à ceux-ci Le chariot 13 est muni d'un perçage correspondant pour le passage de la barre 18 La bande de traction peut de plus être soit décalée latéralement par rapport à la barre 18 hors des couvercles 10 ou 10 ' du boîtier, en étant guidée de façon étanche vers l'extérieur et en étant reliée au chariot 13, soit, dans le cas o la barre 18 est creuse, c'est-à-dire réalisée en tant que tube, elle peut être guidée à travers celle-ci, la barre étant alors munie d'une fente longi- tudinale et une possibilité étant ainsi fournie pour fixer la bande de traction au chariot. La figure 6 montre le capteur de déplacement linéaire proposé selon l'invention alors qu'il est intégré dans un vérin de travail sans tige de piston La figure 6 montre de plus le tube profilé du vérin de travail 20 en 5 coupe transversale Un tel vérin de travail sans tige de piston est désigné, de façon connue, en tant que vérin à bande de traction Dans ce cas, on prévoit cependant que, pour l'utilisation du capteur de déplacement proposé selon l'invention, on utilise l'ouverture de10 passage 22 qui, de plus, forme le boîtier 1 ou le canal 2 selon la figure -1, dans lequel le transmetteur de position 4 est guidé de façon mobile Le transmetteur de position 4 est muni, comme dans le premier exemple de réalisation, d'un moyen de traction, lequel, aux extré-15 mités du canal 2, est guidé vers l'extérieur par l'in- termédiaire de rouleaux de renvoi Ce moyen de traction relié au transmetteur de position 4 peut de plus être relié directement au chariot de travail, lorsqu'il est utilisé dans un vérin de travail usuel sans tige de20 piston (vérin à bande de traction). Dans tous les exemples de réalisation, le moyen de traction peut être aussi bien plat, c'est-à-dire réalisé en tant que bande, qu'également rond, c'est-à-dire réalisé par exemple en tant que câble de traction. En totalité, le capteur de déplacement linéaire offre ainsi une possibilité d'utilisation universelle, même lors de l'intégration de celui-ci dans un vérin de travail ou un entraînement linéaire. REVENDICATIONS 1 Capteur de déplacement linéaire, en particulier pour détecter la position du chariot ou de la tige de piston d'un vérin ou cylindre de travail pouvant être actionné par un fluide de pression, le capteur de déplacement 5 comportant un transmetteur de position mobile de façon guidée dans un boîtier et s'engageant sur un système résistant, et un élément de couplage pour le couplage mécanique entre la tige de piston ou le chariot et le transmetteur de position,10 caractérisé en ce que le boîtier ( 1) présente une forme tubulaire et est fermé, à ses extrémités, par des boîtiers ( 10, 10 ') formant couvercle, en ce que l'élé- ment de couplage est constitué d'un moyen de traction ( 8), relié au transmetteur de position ( 4), et d'un chariot ( 13) déplaçable le long du boîtier et recevant le moyen de traction ( 8) à l'extérieur du boîtier ( 1), en ce que des rouleaux de renvoi ( 9, 9 ') pour le moyen de traction ( 8) sont intégrés dans les boîtiers ( 10, 10 ') formant couvercle, en ce que les boîtiers ( 10, 10 ') ferment, de façon étanche à l'eau et à la poussière, le boîtier ( 1) guidant le transmetteur de position ( 4), et en ce que le moyen de traction ( 8) est guidé vers l'extérieur du boîtier ( 1) de façon étanche à la pous- sière et à l'eau de pulvérisation. 2 Capteur de déplacement linéaire selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le boîtier ( 1) est muni, inté- rieurement, de voies pour contact à frottement ( 3, 3 ') s'étendant dans la direction de mouvement du transmet-30 teur de position ( 4), et le transmetteur de position ( 4) est muni de contacts à frottement correspondants ( 5), qui peuvent être reliés électriquement aux voies ( 3, 3 '). il 3 Capteur de déplacement linéaire selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce qu'une des voies pour contact à frottement ( 3, 3 ') est munie d'une matière résistante, et l'autre voie pour contact à frottement est conduc- trice en ayant une basse impédance. 4 Capteur de déplacement linéaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chariot ( 13) est guidé en glissement et est réalisé en entourant complètement la section transversale du boîtier ( 1). Capteur de déplacement linéaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chariot ( 13) est guidé de façon mobile linéairement sur un guide en queue d'aronde ( 17) relié en une pièce au boîtier ( 1). 6 Capteur de déplacement linéaire selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à l'intérieur du boîtier ( 1), sont agencées des gorges de guidage ( 16, 16 ') s'étendant en direction longitudinale, grâce auxquelles le trans- metteur de position ( 4) est guidé.