Brevet FR2777651A1 — publié le 19991022

La présente invention concerne un capteur rotatif destiné à la mesure de course ou à la mesure d'angle, comprenant un arbre (32), monté en rotation dans un boîtier (31) auquel un coffret qui contient des composants électriques et/ou électroniques peut être raccordé. Les capteurs rotatifs connus (comme représenté à la figure 1) comportent un boîtier 1 en forme de capot, pourvu d'un raccordement électrique 2, lequel est en règle générale un passage de câble pourvu d'un câble ou d'une prise. Le boîtier 1 repose sur une bride 3 au moyen de laquelle il est fermé et dans laquelle un arbre 4 est monté en rotation. Dans la bride 3 sont logés deux paliers 5 et 6 situés à distance axiale l'un de l'autre, qui supportent l'arbre 4 en rotation. Sur l'extrémité libre de l'arbre 4 repose, à l'intérieur du boîtier 11, une réglette de mesure 7 en rotation, à laquelle est associé un système électronique de palpage 9 adapté à la réglette de mesure 7 dans le boîtier 1. Le système électronique est disposé sur une carte à circuits imprimés 8 logée dans le boîtier, au moyen de laquelle le système électronique de palpage 9 est relié à la bride 3, qui fait office de stator. Le capteur rotatif est raccordé en règle générale à d'autres appareils, comme par exemple des commandes électroniques, au moyen d'une prise ou bien d'un câble relié au capteur rotatif. On connaît des capteurs rotatifs incrémentaux et absolus dépourvus de raccord de bus, ou de canal de paramétrage, qui possèdent un câblage unique, ou une prise unique: lorsque les câbles de liaison vers le capteur rotatif sont longs, il en résulte des frais d'installation et de réparation élevés. Ainsi, le câble de grande longueur relié au capteur rotatif doit être retiré de la gaine de câblage lors des travaux de réparation et expédié à la réparation conjointement avec le capteur rotatif. Pour ce qui concerne les prises, lors de l'installation dans l'atelier, il faut partiellement travailler sur place avec des outils de laboratoire complexes, en particulier avec un fer à souder, du fait que la prise peut difficilement être tirée à travers les gaines de câblage. On connaît aussi des capteurs rotatifs qui sont équipés d'un noeud de bus, de sorte qu'il est possible de mettre en réseau plusieurs capteurs rotatifs les uns avec les autres. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir au moins un raccordement d'entrée et un raccordement de sortie sous la forme d'une entrée 10 et d'une sortie 1 1 de bus. Si le capteur rotatif ne comporte qu'un seul câble ou qu'une seule prise 12 (figure 2a), on doit alors raccorder le capteur rotatif considéré au moyen d'une dérivation 13 sur ce que l'on appelle un raccord en T 14. La dérivation 13 comporte l'entrée et la sortie de bus. Par l'intermédiaire du raccord en T 14, les capteurs rotatifs sont raccordés à un bus 15. Pour des raisons tenant à la qualité de transmission, les dérivations 13 ne peuvent être que courtes. Par conséquent, elles ne suffisent souvent pas pour atteindre l'emplacement de mesure. En outre, en raison de la nécessité de prévoir des raccords en T 14 additionnels, il en résulte des frais 1 5 d'installation élevés. Leur mise en place exige de plus des frais additionnels. Pour éviter les raccords en T 14, il est aussi connu de relier le capteur rotatif à deux câbles ou plus pour l'entrée 10 et la sortie 11 du bus (figure 2b). Certes, le montage de raccords en T n'est alors plus nécessaire, mais dans le cas de réparation, on doit retirer hors de la gaine à câble les câbles 15 (bus) reliés au capteur rotatif et les expédier. Dans le cas des réalisations avec prise, il est nécessaire d'utiliser des outils de laboratoire, comme par exemple un fer à souder, afin d'enlever les prises avant d'enlever les câbles hors des gaines à câbles. Dans le cas des capteurs rotatifs avec un arbre plein (figure 2c), il est connu de fixer un coffret à bornes 16 au moyen de vis sur le boîtier 1 du capteur rotatif. Ce coffret à bornes 16, qui contient les bornes pour le raccordement des lignes, est disposé dans le prolongement axial du capteur rotatif. Après libération des vis, le coffret à bornes 16 peut être enlevé depuis le boîtier 1 au niveau de l'emplacement de séparation 17. Les coffrets à bornes sont pourvus d'au moins deux traversées à câble , 11, afin de raccorder le capteur rotatif au câble de bus 15. Pour les capteurs rotatifs comportant un arbre creux, ou un arbre à enfichage, cette structure est peu appropriée. En raison de leur structure plane, les capteurs rotatifs comportant un arbre creux ou un arbre à enfichage sont employés de préférence dans les techniques d'entraînement. Puisque le coffret à bornes est posé sur le boîtier 1 du capteur rotatif, la longueur axiale du capteur rotatif est considérablement augmentée. En outre, il convient d'étancher en supplément l'arbre creux qui s'étend à travers le capteur rotatif. On connaît enfin des capteurs rotatifs (figure 3) qui sont paramétrables et comportent une interface de paramétrage. Dans ce cas, le boîtier 1 du capteur rotatif est pourvu, en supplément du raccordement pour le canal de mesure 12, d'un raccordement 18 pour le canal de paramétrage destiné à la programmation par le client final. Les prises 12 et 18 sont librement accessibles et lors de l'installation elles peuvent ainsi être aisément interverties. La prise de paramétrage 18 doit être tout aussi étanche que la prise 12 du canal de mesure, et elle est par conséquent coûteuse. En supplément, après la programmation, il faut monter un capuchon anti- poussières et anti-contact, afin d'éviter un encrassement et un endommagement par décharge électrostatique. L'objectif sous-jacent à l'invention, c'est de réaliser le capteur rotatif du type générique, de telle manière qu'on puisse le monter simplement, mais qu'il présente ici une réalisation structurelle simple et en particulier une longueur axiale faible. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint dans un capteur rotatif de ce type par le fait que le coffret est fixé au boîtier dans la région située radialement à côté de l'arbre. Dans le capteur rotatif selon l'invention, le coffret qui contient les composants électriques et/ou électroniques est situé dans la région radiale à côté de l'arbre sur le boîtier. Grâce à ceci, la longueur axiale du boîtier n'est pas augmentée par ce coffret, de sorte que le capteur rotatif de l'invention se distingue par une forme structurelle compacte. Puisque le coffret repose latéralement sur le boîtier, le capteur rotatif peut être avantageusement pourvu d'un arbre creux ou d'un arbre à enfichage. Il ne se produit ici aucun problème d'étanchement, puisqu'un tel arbre ne parvient pas dans la région du coffret. D'autres caractéristiques de l'invention ressortent du reste de la description et des dessins. L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide de quelques modes de réalisation illustrés dans les dessins. Dans ces dessins: la figure 1 montre en représentation schématique et en coupe axiale un capteur rotatif traditionnel; les figures 2a, 2b et 2c montrent diverses possibilités de raccordement de plusieurs capteurs rotatifs connus; la figure 3 montre une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'un capteur rotatif traditionnel; les figures 4 à 7 montrent des représentations schématiques en vue latérale de divers modes de réalisation d'un capteur rotatif selon 1 5 l'invention; la figure 8 montre en vue de dessus un autre mode de réalisation d'un capteur rotatif selon l'invention; et la figure 9 montre une vue latérale du capteur rotatif selon la figure 8. Le capteur rotatif selon la figure 4 sert à la mesure de course ou à la mesure d'angle, et comporte un boîtier 31 en forme de capot, dans lequel un arbre 32 est monté en rotation. Celui-ci peut être réalisé sous forme d'un arbre creux, d'un arbre à enfichage, ou encore d'un arbre plein. Pour le reste, le capteur rotatif comporte, comme ceci a déjà été expliqué en détail à l'aide de la figure 1, la réglette de mesure fixée solidaire en rotation sur l'arbre dans le boîtier 31, à laquelle est associé le système électronique adapté à la réglette de mesure. Ce système est relié à la bride par l'intermédiaire d'une carte à circuits imprimés. Le principe de palpage du capteur rotatif peut être quelconque, par exemple optique, magnétique, inductif ou capacitif. Latéralement sur le boîtier 31 est monté un coffret à bornes 33. Il est situé radialement par rapport au boîtier 31 et par conséquent également radialement par rapport à l'arbre 32. Avantageusement, le coffret à bornes 33 n'est pas plus long dans le sens axial que le boîtier 31. Dans le mode de réalisation illustré, le boîtier 31 et le coffret à bornes 33 ont la même longueur axiale. Entre le boîtier 31 et le coffret à bornes 33 il se forme un emplacement de séparation 34. Ainsi, le coffret à bornes peut être enlevé radialement depuis le boîtier 31 lorsqu'on a dévissé des vis (non représentées). Comme le coffret à bornes 33 peut être enlevé radialement, le capteur rotatif peut être pourvu d'un arbre creux ou d'un arbre à enfichage, que l'on emploie de préférence dans les techniques d'entraînement en raison de leur structure plane. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de donner une forme compliquée aux pièces en rotation, ni de les étancher, puisque le coffret à bornes 33 est disposé latéralement à l'extérieur du volume structurel de l'arbre 32. Le coffret à bornes 33 est pourvu d'un raccordement électrique 35, lequel est habituellement une traversée pourvue d'un câble ou d'une prise. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le coffret à bornes 33 comporte plus d'un raccordement électrique 35. Dans le mode de réalisation illustré, il est prévu plusieurs raccordements électriques 35. De son côté, le coffret à bornes 33 est raccordé latéralement sur le boîtier 31 par l'intermédiaire de l'emplacement de séparation 34. La figure 6 montre la possibilité de loger une interface de paramétrage 36 dans le coffret à bornes 33, lequel est à son tour fixé latéralement sur le boîtier 31 par l'intermédiaire d'un emplacement de séparation 34. De cette manière, cette interface de paramétrage peut être intégrée de façon économique dans le capteur rotatif, du fait que l'on obtient automatiquement grâce au coffret à bornes 33 une protection anti- poussières et anti-contact pour l'interface de paramétrage 36. Dans le mode de réalisation de la figure 7, un coffret de raccordement 37 comportant une interface intégrée intelligente est raccordé au boîtier 31 du capteur rotatif. L'interface intelligente peut être par exemple un noeud de bus. Le coffret de raccordement 37 sert par exemple d'élément intermédiaire entre la partie de détection du capteur rotatif et un coffret de raccordement passif 38 qui peut être également un coffret à bornes comme dans les modes de réalisation selon les figures 4 à 6. Les deux coffrets de raccordement 37 et 38 sont montés latéralement sur le boîtier du capteur rotatif et peuvent être enlevés de celui-ci perpendiculairement. Entre le boîtier 31 et le coffret de raccordement 37, de même qu'entre les deux coffrets de raccordement 37 et 38 sont prévus des emplacements de séparation respectifs 34. Par l'intermédiaire de ces deux emplacements de séparation 34 il est possible d'enlever le coffret de raccordement 38 depuis le coffret de raccordement 37, ainsi que d'enlever le coffret de raccordement 37 depuis le boîtier 31. Dans la totalité des modes de réalisation selon les figures 4 à 7, il est possible d'utiliser comme arbre 32 un arbre creux à structure plane. Lorsque le capteur rotatif est pourvu d'un noeud du système de bus, il est possible de mettre en réseau plusieurs capteurs les uns avec les autres sans utiliser de raccords en T. Grâce à ceci, il est possible de maintenir les frais d'installation très bas, et on élimine une double installation du capteur rotatif et d'un tel raccord en T. De même, dans le mode de réalisation selon la figure 7, il est possible d'intégrer une interface de paramétrage dans le coffret de raccordement 37 et/ou dans le coffret de raccordement 38. Pour l'installation du capteur rotatif, il n'est pas nécessaire d'utiliser un fer à souder, puisque le coffret à bornes 33, ou bien les coffrets de raccordement 37 et 38 peuvent être posés sur le boîtier 31 du capteur rotatif à l'aide de simples liaisons à enfichage. S'il est nécessaire de procéder à des réparations, le coffret à bornes 33 et/ou l'interface intelligente 37 et/ou le coffret de raccordement 38 peuvent être enlevés et à nouveau branchés par exemple sur un appareil de remplacement, sans procéder à de nouvelles opérations de câblage. Les figures 8 et 9 montrent un capteur rotatif pourvu d'un arbre creux 32. Celui-ci est supporté en rotation à l'intérieur du boîtier 31 à l'aide de paliers (non représentés). Le coffret à bornes 33 est monté latéralement sur le boîtier 31 par intermédiaire de l'emplacement de séparation 34. Son raccordement électrique 35 comporte une entrée de bus 39, une sortie de bus 40, et en option une traversée de câble 41 pour une alimentation électrique séparée. Après avoir dévissé des vis (non représentées) au niveau de l'emplacement de séparation 34, il est possible d'enlever le coffret à bornes 33 perpendiculairement à l'axe de l'arbre creux 32. La direction d'enlèvement du coffret à bornes 33 est par conséquent disposée radialement par rapport à l'arbre creux 32. La figure 9 montre que le capteur rotatif avec le coffret à bornes 33 monté latéralement présente une hauteur structurelle faible. Revendications 1. Capteur rotatif destiné à la mesure de course ou à la mesure d'angle, comprenant un arbre (32), monté en rotation dans un boîtier (31) auquel un coffret qui contient des composants électriques et/ou électroniques peut être raccordé, caractérisé en ce que le coffret (33, 37, 38) est fixé au boîtier (31) dans la région située radialement à côté de l'arbre (32). 2. Capteur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coffret (33, 37, 38) est susceptible d'être enlevé depuis le boîtier (31) perpendiculairement à l'axe de l'arbre (32). 3. Capteur rotatif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le coffret (33, 37, 38) a au maximum approximativement la même longueur axiale que le boîtier (31). 4. Capteur rotatif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le coffret (33, 38) comporte au moins un raccordement (35). 5. Capteur rotatif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans le coffret (33, 37, 38) est logée au moins une interface de paramétrage (36). 6. Capteur rotatif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le coffret (33) est un coffret à bornes. 7. Capteur rotatif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le coffret (37, 38) est un coffret de raccordement comprenant une interface, de préférence une interface intelligente. 8. Capteur rotatif selon l'une des revendications 1l à 7, caractérisé en ce que le coffret (38) est raccordé au boîtier (31) par l'intermédiaire d'un coffret de raccordement (37). 9. Capteur rotatif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le coffret (38) est susceptible d'être enlevé depuis le coffret de raccordement (37). 10. Capteur rotatif selon l'une ou l'autre des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le coffret de raccordement (37) est raccordé au boîtier (31) dans la région située radialement à côté de l'arbre (32). 1 1. Capteur rotatif selon l'une des revendications 1 à 6 et 8 à 10, caractérisé en ce que le coffret (38) est un coffret de raccordement passif.