Brevet FR2762907A1 — publié le 19981106

DISPOSITIF POUR MESURER LA ROTATION D'UN ELEMENT TOURNANT La présente invention se rapporte à un dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant et plus particulièrement à un dispositif comprenant un élément codeur porté par l'élément tournant et coopérant avec un bloc-capteur solidaire d'un élément fixe. Classiquement, les dispositifs pour mesurer la position angulaire ou la vitesse d'un élément en rotation comprennent un bloc-capteur maintenu immobile par rapport au référentiel de mesure et un codeur entraîné en rotation par l'élément tournant, le bloc-capteur coopérant avec le codeur pour fournir un signal à une centrale électronique réalisant le traitement de l'information. Un inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait que la face active du codeur venant en regard du capteur, réalisée le plus souvent par une surface magnétique multipolaire ou par une surface présentant des perforations régulièrement espacées éventuellement recouvertes par une pellicule de protection type plastique ou caoutchouc bouchant également les perforations, est particulièrement sensible aux dépôts de toutes sortes, ces derniers engendrant des perturbations du signal généré pouvant conduire à des informations incorrectes. En particulier, lors du fonctionnement de ces dispositifs dans un environnement défavorable, des particules polluantes peuvent être collées par projection ou être attirées magnétiquement sur le codeur. I1 est connu pour remédier à cet inconvénient d'enfermer le codeur dans une enceinte étanche pour empêcher l'introduction de particules polluantes en cours de fonctionnement. Un exemple de ce type de dispositif est décrit et représenté dans le document EP-A-O 675 364 déposé par THE TIMKEN COMPAGNY. Toutefois, cette solution entraîne la réalisation d'un dispositif complexe et coûteux à réaliser et ne permet pas l'élimination d'éventuelles particules polluantes s'étant déposées sur le codeur au cours de la phase de montage du dispositif dans les ateliers. On connaît également, par la demande de brevet français FR-A-2 730 566 déposée par SKF, un dispositif de codeur magnétique pour capteur de vitesse dans lequel le codeur magnétique est fixé à un élément de protection. Toutefois, l'épaisseur de l'élément de protection augmente l'entrefer entre le codeur magnétique et le capteur et réduit la qualité du champ magnétique reçu par le capteur ce qui rend le dispositif plus sensible aux éventuelles perturbations extérieures et réduit sa plage de fonctionnement. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant qui soit peu encombrant, facile à monter, et qui assure le nettoyage de la face active du codeur tout en étant simple et économique à réaliser. L'invention a pour objet un dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant comprenant un élément codeur tournant avec l'élément rotatif et un bloc-capteur solidaire d'un élément fixe. Selon l'invention, le dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant est caractérisé en ce que des moyens racleurs coopèrent avec la surface de l'élément codeur pour enlever les particules polluantes présentes sur la surface de l'élément codeur avant son passage devant le capteur. Selon une caractéristique du dispositif selon l'invention, les moyens racleurs sont portés par le bloc-capteur. Selon une caractéristique du dispositif objet de l'invention, des moyens élastiques participent à l'application des moyens racleurs contre la surface de l'élément codeur. Selon une autre caractéristique du dispositif objet de l'invention, les moyens racleurs et l'élément codeur sont choisis dans des matériaux adaptés pour s'attirer mutuellement par attraction magnétique. Selon encore une autre caractéristique du dispositif objet de l'invention, les moyens racleurs sont réalisés en matériau métallique et coopèrent avec un élément codeur magnétique. Avantageusement, les moyens racleurs sont constitués par des ailettes disposées latéralement de part et d'autre de la face de détection du bloc-capteur venant en regard de l'élément codeur, les ailettes venant au contact de la surface de l'élément codeur. Dans un mode de réalisation de rinvention, les ailettes sont portées par une agrafe rapportée sur le bloc-capteur qui possède une forme et une élasticité adaptées de manière à ce que l'extrémité des ailettes vienne constamment frotter la surface de l'élément codeur. Selon une caractéristique du dispositif objet de l'invention, l'armature de l'agrafe est métallique et sert à canaliser les lignes de champ magnétique du codeur magnétique en direction du capteur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les ailettes sont intégrées au corps du bloc-capteur, par moulage simultané avec celui-ci ou par surmoulage ultérieur. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens racleurs sont constitués par un prisme surmoulé sur la face de détection du bloccapteur venant en regard de l'élément codeur, le prisme comportant des faces latérales inclinées par rapport au sens de rotation de l'élément tournant pour favoriser l'éjection des particules polluantes vers l'extérieur. Dans un autre mode de réalisation, les moyens racleurs sont constitués par un patin surmoulé sur la face de detection, le patin possèdant deux extrémités incurvées permettant l'éjection des particules polluantes vers l'extérieur. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de différents modes de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un moyeu de roue de véhicule équipé d'un palier à roulement muni d'un dispositif pour mesurer la rotation selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation du bloc-capteur de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective de l'agrafe rapportée sur le bloc-capteur de la figure 2; - les figures 4 à 6 sont des variantes de réalisation du bloccapteur pour le dispositif de mesure de la figure 1. Pour faciliter la lecture des dessins, les éléments similaires portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Par ailleurs, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurés. Comme illustré sur la figure 1, I'invention peut être appliquée à un palier à roulement monté dans un moyeu 20 de roue solidaire d'un arbre de transmission 21 de véhicule automobile par des cannelures internes d'entraînement. Le palier à roulement est constitué par un roulement 10 fretté dans l'alésage 11 d'un porte-fusée 12 fixe, le roulement 10 possédant de manière conventionnelle une bague fixe extérieure 13, une bague tournante intérieure 14 en deux parties immobilisées sur le moyeu 20 tournant, des corps roulants 15 disposés entre lesdites bagues et une garniture d'étanchéité 16. La garniture d'étanchéité 16, telle que décrite dans la demande de brevet FR-A-9300458 déposée au nom de la demanderesse, possède un élément codeur magnétique 17 incorporé, monté sur la bague tournante 14 et peut être positionnée avec précision par rapport à la face latérale de la bague fixe 13. Le porte-fusée 12 possède un logement, réalisé par un perçage radial 23, pour le montage d'un bloc-capteur 5 et un trou taraudé de réception d'une vis d'immobilisation d'un élément de fixation 2 du bloccapteur 5. Ce bloc-capteur 5, tel que décrit dans la demande de brevet FR A-9402626 déposée au nom de la demanderesse, possède une bride 2 d'ajustement et de fixation comportant un perçage destiné à recevoir la vis d'immobilisation et un corps 1 comportant un capteur de mesure au niveau d'une face de détection 3 venant en regard du codeur magnétique 17. Le corps 1 possède optionnellement une languette élastique 26 d'appui, représentée seulement sur la figure 1, venant au contact de la paroi de l'orifice de montage 23 pour repousser le corps 1 à proximité du codeur magnétique 17. Comme on peut le voir plus précisément sur la figure 2, représentant le bloc-capteur 5 selon un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le bloc-capteur 5 possède une agrafe 9 rapportée venant se fixer sur un espace aménagé du corps 1 au niveau de la face de détection 3. Cette agrafe 9, représentée isolément sur la figure 3, possède deux ailettes 4 symétriques reliées par une armature 24. Une fois l'agrafe 9 mise en place sur le corps 1, les ailettes 4 s'étendent latéralement de part et d'autre de la face de détection 3, en direction du codeur magnétique 17. Ces ailettes 4 sont définies de manière à être en contact avec la face active du codeur magnétique 17, la forme et la longueur des ailettes 4 étant calculées pour maintenir une pression suffisante afin de nettoyer la surface du codeur magnétique 17 de toute pollution. L'agrafe 9 peut être réalisée par un élément monobloc plastique, caoutchoutique ou métallique ou au contraire posséder des ailettes 4 en plastique ou en caoutchouc surmoulées sur une armature 24 métallique, l'utilisation d'une armature 24 métallique permettant par ailleurs de canaliser les lignes de champ magnétiques du codeur magnétique 17 vers la zone de détection 3 du porte-capteur 5. Avantageusement, les ailettes 4 seront réalisées en matériau métallique, magnétique, ou bien en plastique ou caoutchouc chargé de poudre magnétique de manière à ce que les ailettes 4 soient constamment plaquées sur la face active du codeur magnétique 17 par attraction magnétique. L'effort d'application des ailettes 4 contre la face active du codeur magnétique 17 peut également être réalisé par la languette élastique 26 du corps 1, cet effort pouvant être adapté en fonction de la rigidité des ailettes 4. Dans le dispositif ainsi réalisé, lors de l'entraînement en rotation du codeur magnétique 17 par le moyeu 20, les particules polluantes se trouvant sur la face active du codeur magnétique 17 viennent heurter le bord d'une ailette 4 et sont éjectées par la vitesse de rotation et la forme des ailettes 4 vers l'extérieur du moyeu 20. Par ailleurs, la position symétrique des ailettes 4 permet le nettoyage de la face active du codeur magnétique 17 indépendamment du sens de rotation de ce dernier. Les figures 4 à 6 illustrent des variantes de réalisation du bloccapteur pouvant être indifféremment utilisées dans le dispositif de mesure de la figure 1. Tel qu'il est représenté sur la figure 4, le corps 1 du bloc-capteur 5 présente deux ailettes 4 symétriques disposées de part et d'autre de la face de détection 3 située en retrait du diamètre extérieur du corps 1. Dans l'exemple figuré, les ailettes 4 sont moulées directement avec le corps 1 et possèdent des formes travaillées de manière à faciliter l'évacuation des particules en les éjectant vers l'extérieur quel que soit le sens de rotation du codeur magnétique. Pour ce faire, les ailettes 4 possèdent une forme de prisme dont une arête vient frotter la face active du codeur magnétique 17, la face du prisme orientée vers l'extérieur du corps 1 étant légèrement inclinée par rapport à la perpendiculaire au plan du codeur magnétique 17 de manière à expulser les particules venant heurter les ailettes 4 en direction opposée du codeur magnétique 17. La taille réduite des ailettes 4 permet de conserver un encombrement réduit du corps 1 compatible avec le montage du bloc-capteur 5 dans son logement. Sur la figure 5, qui représente une variante de réalisation du bloccapteur représenté à la figure 4, les ailettes sont remplacées par un patin 8 recouvrant en partie la face de détection 3 du corps et possédant deux extrémités 7 incurvées pour l'éjection des particules en direction de l'extérieur. Ce patin 8 est réalisé par moulage simultané avec le corps 1, ou par surmoulage ultérieur. La figure 6 illustre encore une autre variante de l'invention, dans laquelle les moyens racleurs sont réalisés par un prisme 25 surmoulé à la face de détection 3 du bloc-capteur 5. La face du prisme 25 venant au contact du codeur magnétique 17 possède une forme triangulaire présentant deux cotés 26 inclinés par rapport au sens de rotation du codeur magnétique et orientés en direction de l'extérieur du moyeu 20 lorsque le bloc-capteur 1 est mis en place dans son logement. Grâce à l'invention et quelle que soit la variante de réalisation, toute particule s'étant déposée sur l'élément codeur lors de la phase de montage du dispositif ou lors du fonctionnement en milieu hostile est immédiatement détachée et évacuée de la face active de l'élément codeur avant que celle-ci ne parvienne en regard du capteur. Ceci permet par un moyen simple et peu coûteux d'accroître considérablement la fiabilité des mesures effectuées. Bien entendu, rinvention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi, l'invention s'applique avantageusement pour des dispositifs comportant des codeurs magnétiques tels que décrits dans les exemples de réalisation, mais elle peut également s'appliquer pour des dispositifs utilisant des codeurs ajourées, recouverts ou non d'une particule protectrice, et sur lesquels des particules peuvent également se déposer. REVENDICATIONS [1] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21), comprenant un élément codeur (17) tournant avec l'élément (21) et un bloccapteur (5) solidaire d'un élément fixe (12), caractérisé en ce que des moyens racleurs (4;8;25) coopèrent avec la surface de l'élément codeur (17) pour enlever les particules polluantes présentes sur ladite surface de l'élément codeur (17) avant son passage devant le capteur. [2] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens racleurs (4;8;25) sont portés par le bloc-capteur (5). [3] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que des moyens élastiques (26) participent à l'application des moyens racleurs (4;8;25) contre la surface de l'élément codeur (17). [4] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens racleurs (4;8;25) et l'élément codeur (17) sont choisis dans des matériaux adaptés pour s'attirer mutuellement par attraction magnétique. [5] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens racleurs (4;8;25) sont réalisés en matériau magnétique et coopèrent avec un élément codeur magnétique (17). [6] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon l'une queconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens racleurs sont constitués par des ailettes (4) disposées latéralement de part et d'autre de la face de détection (3) du bloc-capteur (5) venant en regard de l'élément codeur (17), lesdites ailettes (4) venant au contact de la surface de l'élément codeur (17). [7] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites ailettes (4) sont portées par une agrafe (9) rapportée sur le bloc-capteur (5) qui possède une forme et une élasticité adaptées de manière à ce que l'extrémité desdites ailettes (4) vienne constamment frotter la surface de l'élément codeur (17). [8] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'armature (24) de l'agrafe (9) est métallique et sert à canaliser les lignes de champ magnétiques du codeur magnétique (17) en direction du capteur. [9] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites ailettes (4) sont intégrées au corps (1) du bloc-capteur (5). [10] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens racleurs sont constitués par un prisme (25) surmoulé sur la face de détection (3) du bloc-capteur (5) venant en regard de l'élément codeur (17), ledit prisme (25) comportant des faces latérales (26) inclinées par rapport au sens de rotation de l'élément tournant (21) pour favoriser l'éjection des particules polluantes vers l'extérieur. [1 1] Dispositif pour mesurer la rotation d'un élément tournant (21) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens racleurs sont constitués par un patin (8) surmoulé sur la face de detection (3), ledit patin (8) possèdant deux extrémités incurvées (7) permettant l'éjection des particules polluantes vers l'extérieur.