Brevet FR2783914A1 — publié le 20000331

/14 PROCEDE DE REALISATION D'UN CODEUR MAGNETIQUE ET CODEUR OBTENU PAR CE PROCEDE La présente invention se rapporte à un procédé de réalisation d'un codeur magnétique. Elle se rapporte aussi à un codeur magnétique obtenu par ce procédé. On connaît les codeurs magnétiques annulaires, par exemple ceux installés sur les roues de véhicules automobiles équipés d'un système de freinage I0 anti-blocage de roue (dit " A. B. S "), qui comportent une pluralité de pôles magnétiques équidistants et de polarités alternées, ces pôles magnétiques étant placés tout autour d'un anneau métallique circulaire. Ces capteurs de roue sont actuellement réalisés à partir d'un support métallique annulaire, sur lequel on vient coller une bande en caoutchouc magnétisable sur laquelle on procède à une aimantation multipolaire, généralement à 48 paires de pôles au minimum. Il s'agit spécifiquement d'un matériau caoutchoutique auquel est mélangée une poudre d'un matériau magnétisable, tel que l'Oxyde de Barium. Ces matériaux sont isotropes, ou anisotropes. Leur tenue en température est limitée et la tenue mécanique qui est obtenue par collage est peu fiable, surtout à température élevée comme c'est le cas au niveau d'une roue de véhicule automobile. Pour pallier ces difficultés, il a déjà été envisagé, par exemple selon le document FR-A-2.694.082, de remplacer ces bandes de caoutchouc magnétisable par des parties annulaires actives réalisées en matière thermoplastique chargée de ferrite, ou plasto-ferrite. Ce produit, selon cette suggestion, serait injecté sur un support constitué par une tôle emboutie. Un tel procédé pose de gros problèmes de mise en oeuvre en raison du phénomène de retrait important auquel est soumise la matière thermoplastique lors de son refroidissement après la phase d'injection à chaud. Comme le support métallique embouti ne présente pas un tel phénomène, la matière thermoplastique vient alors à se casser. On pourrait penser alors à séparer l'anneau thermoplastique magnétisable en plusieurs parties distinctes mises bout-à-bout, mais alors l'anneau finalement obtenu après refroidissement - et retrait - de la matière thermoplastique ne serait plus rigoureusement circulaire. En outre, il ne serait pas possible de conférer une aimantation régulière, l'aimantation étant nécessairement différente dans les zones présentant une coupure de celles obtenues dans les zones sans coupure. L'invention vise à s'affranchir de telles difficultés et donc à obtenir un codeur magnétique pouvant présenter de bonnes performances magnétiques, bien plus élevées et plus stables que celles des bandes caoutchoutiques utilisées classiquement, ayant une bonne tenue en température malgré les énormes différences en dilatation thermique qui existent entre le support métallique (qui se dilate relativement peu) et l'anneau magnétisé, et étant aisément réalisable par un procédé d'injection thermoplastique. Elle se rapporte à cet effet à un procédé de réalisation d'un codeur magnétique à pôles alternés, ce codeur étant composé d'un support métallique sur lequel est rapportée, par injection, de la matière thermoplastique magnétisable, et magnétisée ensuite en pôles alternés, caractérisé: * En ce que l'on réalise tout d'abord, typiquement par prédécoupe à plat et mise en forme sous presse, une bande métallique enroulable qui est profilée de façon à pouvoir former un squelette de soutien pour une première matière thermoplastique injectable, cette première matière étant non-magnétisable et quasi-souple, qui va servir de corps de maintien et d'entretoisement pour une succession, tout le long de la bande, de barreaux magnétisables formés chacun d'une deuxième matière thermoplastique injectable, cette deuxième matière étant magnétisable et rigide, cette bande métallique présentant non seulement des profils d'accrochage et de maintien de cette première matière quasi- souple, mais encore des profils - dépassant eux-mêmes de cette première matière en fin de réalisation du codeur - de retenue respective de chacun de ces barreaux rigides, * En ce que la structure du codeur est réalisée par la technique de bi- injection, dans un moule o est préalablement placée cette bande métallique profilée, la matière quasi-souple et non-magnétisable y étant injectée avant la matière rigide et magnétisable, suivant deux modes possibles, isotrope ou anisotrope, * En ce que, après refroidissement et démoulage, lesdits profils de retenue sont, si nécessaire, repliés sur leurs barreaux aimantables respectifs afin d'assurer leur retenue dans le corps thermoplastique quasi-souple qui les englobe alors partiellement, * Et en ce que lesdits barreaux sont magnétisés en pôles alternés, comme il se doit pour un codeur de ce type. Préférentiellement, lesdits profils de retenue des barreaux sont réalisés par des languettes rabattables respectives qui sont chacune aptes, une fois rabattues sur leur barreau respectif associé, à maintenir ce barreau en position. Avantageusement, afin de profiter des propriétés d'anisotropie qui sont conférables aux matières thermoplastiques magnétisables utilisées, on applique, lors de l'injection de la matière thermoplastique magnétisable, une ou plusieurs impulsions magnétiques intenses et brèves, aptes à conférer une anisotropie à cette matière magnétisable. Dans le cas o le codeur à réaliser est, comme c'est généralement le cas, un codeur annulaire, ladite bande métallique est, avant l'opération de bi- injection, enroulée en forme d'anneau dont les deux extrémités sont alors rendues jointives bout-à-bout, par exemple par soudure ou sertissage. L'invention se rapporte aussi à un codeur magnétique annulaire obtenu à partir de ce procédé, caractérisé: * En ce qu'il possède un squelette constitué par une bande métallique profilée et enroulée en forme d'anneau, * En ce qu'une matière thermoplastique quasi-souple, non- magnétisable, est surmoulée autour de ce squelette métallique, * Et en ce que cette matière thermoplastique quasi-souple forme un corps de maintien et d'entretoisement pour des barreaux thermoplastiques magnétisables et quasi-rigides qui sont disposés successivement l'un après l'autre et de manière apparente vers l'extérieur de l'anneau, mais qui sont séparés l'un de l'autre par de la matière thermoplastique quasi-souple, tout le long de l'anneau et à chaque fois selon une génératrice de cet anneau, chacun de ces barreaux étant, comme il se doit, polarisé selon des polarités alternées d'un barreau à l'autre. Avantageusement, chacun de ces barreaux est maintenu en position dans le corps en matière thermoplastique quasi-souple: * A une de ses deux extrémités par cette matière thermoplastique souple, * Et à son autre extrémité, libre, par une languette métallique qui fait partie de la bande métallique enroulée et qui a été rabattue sur ce barreau à cet effet. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation appliqué à un codeur magnétique annulaire, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: * Figure 1 montre, en perspective mais de manière partielle afin d'en faire voir tous les éléments, une portion de ce codeur avant que les languettes de maintien ne soient rabattues sur leurs barreaux respectifs * Figures 2 à 4 sont des vues, semblables à Figure 1 mais sous des angles différents, de cette portion de codeur o l'on a commencé à rabattre des languettes de maintien À Figures 5 à 7 schématisent grossièrement les phases successives de réalisation du codeur par bi-injection, ainsi que de création d'une anisotropie dans ses barreaux magnétisables. En se reportant tout d'abord à l'ensemble des figures 1 à 4, ce codeur magnétique pour roue de véhicule comporte une carcasse qui est constituée par une bande métallique en acier doux 1, de forme annulaire (seul un morceau est représenté sur ces dessins), et préalablement profilée, comme représenté, par s découpe à plat et mise en forme sous presse. Plus précisément, comme on le voit sur les dessins, cette bande est découpée et profilée pour présenter: ò Dans sa partie centrale, située entre deux longerons plats et circonférentiels 2, 3: des entretoises axiales (c'est-à-dire: dirigées chacune selon une direction parallèle à la génératrice du cylindre que forme l'anneau 1), référencées 4. Ces entretoises 4 sont toutes identiques, légèrement profilées comme représenté, régulièrement réparties sur la périphérie du cylindre 1, et séparées l'une de l'autre par un espace libre 5. * Dans le prolongement de chaque entretoise axiale 4, mais séparée de celle-ci par le longeron plat et circulaire 3: une languette rabattable 6, moins large que l'entretoise associée 4 (ici environ trois fois moins large que cette entretoise). * De l'autre côté de la bande par rapport à chaque languette rabattable 6, c'est-à-dire dans le prolongement de chaque entretoise 4 mais séparée de celle-ci par l'autre longeron plat 2: une autre languette 7 qui est cette fois-ci une languette de renfort de l'anneau 1, cette languette 7 étant profilée en conséquence et étant orientée radialement, c'est-à-dire perpendiculairement aux entretoises 4 et en direction du centre de l'anneau circulaire 1. Ces languettes 7 ont chacune une largeur légèrement inférieure à celle de l'entretoise associée 4, cette largeur en soi n'étant pas absolument rigoureuse dans sa valeur, mais étant de toute façon telle qu'elle laisse, d'une languette 7 à la suivante, un espace libre 8 autorisant l'enroulement de la bande 1, qui est préalablement prédécoupée et préformée à plat. Cette bande métallique 1 sert d'armature, ou autrement dit de squelette, de soutien, d'un corps 9 en matière thermoplastique injectable, quasi- souple, mais non magnétisable. Cette matière peut par exemple être du " PBT " (Polybutylène Téréphtalate). Il peut s'agir d'une matière dont la souplesse peut aller d'une souplesse comparable à celle d'un élastomère, donc très grande, à une souplesse comparable à celle d'une matière plastique semi-rigide, donc plus limitée. Ce corps 9 a pour rôle de maintenir et d'entretoiser une succession de barreaux magnétisables 10, tous identiques et placés axialement, selon une génératrice du cylindre 1, qui sont rigides et composés d'un plastoferrite, c'est-à- dire d'une matière thermoplastique injectable et chargée à environ 90 % de ferrite. Comme on le voit bien sur les figures 2 à 4, chaque barreau 10, dont une grande face 1 est apparente sur la face externe du codeur annulaire, est maintenu en place axialement dans son logement 12, d'un côté par la matière thermoplastique 9, et de l'autre côté par la languette associée 6, après que cette dernière ait été rabattue à angle droit dans un logement 13, prévu à cet effet, de l'extrémité correspondante du barreau 10. L'opération de surmoulage, qui sera décrite ci-dessous, de la carcasse 1 par la matière thermoplastique 9, 10 ne permet en effet pas de prévoir de la matière non-magnétisable 9 de part et d'autre du barreau 10 dans le sens radial (c'est-à-dire dans le sens longitudinal de ce barreau). Comme il se doit pour ce genre de codeur magnétique, les barreaux reçoivent, postérieurement aux phases de fabrication du codeur qui seront décrites ci-dessous, une aimantation rémanente, de direction radiale dans cet exemple de réalisation, selon des polarités alternées N - S - N - S..., comme représenté sur le dessin, le flux magnétique se refermant d'un barreau à l'autre par la bande métallique et ferromagnétique 1, qui sert donc non seulement de carcasse de soutien mécanique, mais encore de carcasse ou circuit magnétique. On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 qui permettent d'expliquer le processus de fabrication de ce codeur. Tout d'abord, comme mentionné ci-avant, la bande métallique 1 est découpée à plat, mise en forme sous presse, enroulée en anneau et ses deux extrémités libres sont soudées bout-à-bout. Puis elle est placée, comme représenté en figure 5, dans le moule d'injection 14, lui-même composé d'un fond de moule 15 et d'une plaque supérieure 16. Le fond de moule 15 présente une partie ferromagnétique 15A et une partie amagnétique 15B, ces deux parties étant hachurées différemment sur le dessin. Le codeur, selon les figures 1 à 4, étant réalisé par la technique de bi- injection dans le moule 14, la plaque supérieure 16 de celui-ci est traversée par deux séries de buses d'injection: * Une série de buses d'injection 17, alignées tout le long de la circonférence du codeur, avec une buse respective au droit de chaque barreau magnétique rigide 10, obstruées dans un premier temps par l'élément 19 décrit ci-après. ò Une autre série de buses d'injection 18, alignées elles aussi tout le long de la circonférence du codeur, de nombre égal à celui des buses 17, avec une buse respective positionnée, dans le sens axial de l'anneau, à côté de la buse 17 mais, comme représenté, au droit d'un noyau métallique respectif 19 qui est rétractable, de manière asservie à l'injection par la buse 17, comme il est bien connu dans cette technique de bi-injection thermoplastique. Avant le début des phases d'injection, chaque noyau 19 est, selon figure 5, en position haute, et il remplit alors l'espace qui est destiné à recevoir le barreau magnétique correspondant 10. A noter que la partie restante du fond de moule 15 a, bien entendu, la forme complémentaire de celle formée par la matière thermoplastique souple 9 du codeur, et que la bande 1, qui se positionne comme il se doit dans cette partie restante, vient s'encastrer étroitement, pour que les languettes 6 soient, après démoulage, libres de matière thermoplastique, dans une série circonférentielle de fentes conjuguées 20 qui sont prévues en conséquence dans ce fond de moule 15. La bande métallique 1 ayant été de la sorte positionnée dans le fond de moule, la matière thermoplastique souple 9 est alors injectée seule à travers les buses 18, selon Figure 5, le noyau métallique 19 restant, pendant toute cette première phase d'injection, en position haute, obstruant ainsi le canal d'injection 17. A noter qu'à ce stade, le noyau 19 a un rôle efficace de refroidissement de la masse thermoplastique chaude et fluide 9, ce qui en facilite un début de solidification. Lorsque l'espace correspondant est totalement rempli par la matière thermoplastique 9, on arrête l'injection par les buses 18, on attend quelques secondes, puis, conformément à la technique connue de biinjection, on injecte alors par les buses 17, selon Figure 6, le plastoferrite qui va constituer les barreaux 10. Cette seconde injection est effectuée tout en reculant progressivement, et de manière asservie, de manière connue en soi, à la pression d'injection, le noyau 19. Cette descente progressive du noyau 19 permet de maintenir intacte la partie 9 précédemment injectée par les buses 18. Lorsque, selon Figure 7, on parvient en fin de phase d'injection, le noyau 19 étant parvenu en sa position basse extrême, on applique alors aux barreaux magnétiques 10 ainsi formés, qui sont, dans cet exemple de réalisation, en plasto-ferrite isotrope, une très brève et très intense impulsion de polarisation magnétique 21 pour les rendre anisotropes. Pour ceci, une très brève et très intense impulsion de courant 22 (d'une amplitude de quelques milliers d'Ampères et d'une durée de une à quelques millisecondes, pour fixer les idées) est appliquée, comme représenté, à travers un enroulement 23 qui est prévu à cet effet autour d'un bras 24 de la partie ferromagnétique 1 SA du fond de moule 15. Après refroidissement et démoulage, les languettes 6 sont rabattues (figures 2 à 4) sur les barreaux magnétiques associés 10, puis le codeur est magnétisé, en pôles alternés comme représenté sur les figures 1 à 3, par des moyens classiques. La souplesse du matériau thermoplastique 9 va alors permettre, lorsque le codeur sera en place par exemple sur une roue de véhicule, d'absorber avantageusement les dilatations, dues aux fortes températures qui règnent à cet endroit, par exemple en cas de freinage, des barreaux magnétiques rigides 10, dilatations qui peuvent être jusqu'à environ dix fois supérieures à celle du métal qui porte ce codeur. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. C'est ainsi par exemple que les barreaux 10 pourraient être magnétisés avec un autre type d'outillage dans le sens axial au lieu de l'être dans le sens radial. C'est ainsi également que, par exemple pour un autre type d'application, ce codeur pourrait ne pas être annulaire. C'est ainsi aussi que, bien que la polarisation finale 21 des barreaux magnétiques 10 soit largement préférentielle car elle permet d'en augmenter considérablement les performances magnétiques, cette polarisation n'est pas absolument obligatoire pour la mise en oeuvre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un codeur magnétique à pôles alternés, ce codeur étant composé d'un support métallique sur lequel est rapportée, par injection, de la matière thermoplastique magnétisable, et magnétisée ensuite en pôles alternés, caractérisé: En ce que l'on réalise tout d'abord, typiquement par prédécoupe à plat et mise en forme sous presse, une bande métallique enroulable (1) qui est profilée de façon à pouvoir former un squelette de soutien pour une première matière thermoplastique injectable (9), cette première matière (9) étant non-magnétisable et quasi-souple, qui va servir de corps de maintien et d'entretoisement pour une succession, tout le long de la bande (1), de barreaux magnétisables (10) formés chacun d'une deuxième matière thermoplastique injectable, cette deuxième matière étant magnétisable et rigide, cette bande métallique présentant non seulement des profils (7, 4) d'accrochage et de maintien de cette première matière quasi- souple (9), mais encore des profils (6) - dépassant eux-mêmes de cette première matière en fin de réalisation du codeur - de retenue respective de chacun de ces barreaux rigides, * En ce que la structure du codeur est réalisée par la technique de bi- injection, dans un moule (14) o est préalablement placée cette bande métallique profilée (1), la matière quasi-souple et non- magnétisable (9) y étant injectée avant la matière rigide et magnétisable (10), ò En ce que, après refroidissement et démoulage, lesdits profils de retenue (6) sont, si nécessaire, repliés sur leurs barreaux aimantables respectifs (10) afin d'assurer leur retenue dans le corps thermoplastique quasi-souple (9) qui les englobe alors partiellement, Il Et en ce que lesdits barreaux (10) sont magnétisés en pôles alternés (N-S-N-S...), comme il se doit pour un codeur de ce type. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lesdits profils de retenue des barreaux (10) sont réalisés par des languettes rabattables respectives (6) qui sont chacune aptes, une fois rabattues sur leur barreau respectif associé (10), à maintenir ce barreau en position. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, afin de profiter des propriétés d'anisotropie qui sont conférables aux matières thermoplastiques magnétisables utilisées, on applique, lors de l'injection de la matière thermoplastique magnétisable (10), une ou plusieurs impulsions magnétiques intenses et brèves (21), aptes à conférer une anisotropie à cette matière magnétisable ( 10). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans le cas o le codeur à réaliser est un codeur annulaire, ladite bande métallique (1) est, avant l'opération de bi-injection, enroulée en forme d'anneau dont les deux extrémités sont alors rendues jointives bout-à-bout, par exemple par soudure ou sertissage. 5. Codeur magnétique annulaire obtenu par le procédé selon la revendication 4, caractérisé: * En ce qu'il possède un squelette constitué par une bande métallique (1) profilée et enroulée en forme d'anneau, * En ce qu'une matière thermoplastique (9) quasi-souple, non- magnétisable, est surmoulée autour de ce squelette métallique (1), * Et en ce que cette matière thermrnoplastique quasi-souple forme un corps de maintien et d'entretoisement pour des barreaux thermoplastiques magnétisables et quasi-rigides (10) qui sont disposés successivement l'un après l'autre et de manière apparente (11) vers l'extérieur de l'anneau, mais qui sont séparés l'un de l'autre par de la matière thermoplastique quasi-souple (9), tout le long de l'anneau et chacun selon une génératrice de cet anneau, chacun de ces barreaux (10) étant, comme il se doit, polarisé selon des polarités alternées d'un barreau à l'autre. s 6. Codeur magnétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun de ces barreaux (10) est maintenu en position dans le corps en matière thermoplastique quasi-souple (9): * A une de ses deux extrémités par cette matière thermoplastique souple (9), * Et à son autre extrémité, libre, par une languette métallique (6) qui fait partie de la bande métallique enroulée (1) et qui a été repliée sur ce barreau (10) à cet effet.