Brevet FR2785985A1 — publié le 20000519

DETECTEUR DE POSITION AVEC MECANISME D'ORIENTATION L'invention concerne un détecteur de position d'une pièce mobile susceptible d'actionner un poussoir du détecteur. Plus précisément l'invention divulgue un mécanisme d'orientation du poussoir du détecteur. Un détecteur de position est un appareil destiné a tre actionné par une pièce mobile, soit du fait de la forme de son poussoir, soit du fait de l'effort nécessaire à son action. La détection de position de la pièce mobile est effectuée par faction mécanique que la pièce exerce sur le poussoir lorsqu'elle se trouve en contact avec ce dernier. Les détecteurs de position sont habituellement équipés de minirupteurs combinant un système de commutation brusque fiable à une enceinte étanche confinant autour des contacts une atmosphère de gaz neutre propice à la commutation des circuits bas niveau jusqu'aux courants élevés. Le déplacement du poussoir par la pièce mobile actionne le minirupteur produisant la fermeture ou l'ouverture d'un contact électrique signalant la présence de la pièce mobile. La forme de la partie du poussoir entrant en contact avec la pièce mobile est adaptée d'une part, à la forme de la pièce mobile dont on souhaite détecter la position, et d'autre part au type de mouvement de la pièce. En effet, selon la configuration du système mécanique dans lequel le détecteur se trouve inséré, I'angle d'attaque défini entre la direction du mouvement de la pièce mobile et I'axe du poussoir, lors du contact de la pièce mobile avec le poussoir, peut tre diffèrent. Par exemple, dans le cas d'un déplacement de la pièce mobile, dans la direction de I'axe du poussoir, l'extrémité libre du poussoir peut tre simplement une surface semi-sphérique assurant un contact ponctuel avec la pièce mobile. Pour ce mme type de déplacement, l'extrémité libre du poussoir peut tre équipée d'une bille pouvant pivoter dans le poussoir afin d'assurer un contact sans frottement avec la pièce mécanique, lorsque cette dernière présente des mouvements latéraux par rapport à I'axe du poussoir. Dans les cas où la pièce mobile se déplace selon un mouvement linéaire sensiblement perpendiculaire à I'axe du poussoir, ce dernier comporte à son extrémité libre un galet orienté dans la direction du mouvement de la pièce, le galet étant solidaire du poussoir et pouvant tourner autour d'un axe de rotation perpendiculaire à I'axe du poussoir. La figure la représente une coupe partielle d'un détecteur de position 10 selon I'art antérieur, comportant un galet 12, un guide 14 orientable en rotation autour d'un premier axe XX'de rotation, dans un corps 16 et un poussoir 18 glissant sans rotation dans le guide 14 le long de ce premier axe XX'. Le poussoir comporte à son extrémité libre le galet 12 de forme cylindrique circulaire, pouvant tourner à I'aide d'un arbre 20 autour d'un second axe YY'de rotation, ce second axe Y'étant colinéaire à I'axe de révolution du galet, et perpendiculaire au premier axe XX'. Lorsqu'une pièce mobile P, se déplaçant dans une direction Dz sensiblement perpendiculaire au premier axe XX'et au second axe YY'entre en contact avec le galet 12 sur un point de sa surface cylindrique situé audessus du second axe YY', une première force F1 est alors exercée par la pièce mobile P sur la périphérie du galet. Cette première force F1, transmise au poussoir 18 par l'intermédiaire de l'arbre 20 produit une force composante F2 dans la direction du premier axe XX'. Cette composante F2 fait glisser le poussoir 18 dans le guide 14, et le galet 12 dans deux rainures de guidage 22 du guide 14, situées de part et d'autre du premier axe XX'. Le glissement du poussoir dans le guide s'effectue sans rotation, le second axe YY'de rotation du galet 12 étant maintenu dans la mme direction au cours du glissement du galet dans les rainures de guidage 22. Le poussoir 18, déplacé par la force composante F2 vers l'intérieur du corps, en glissant dans le guide 14, actionne, à I'aide d'une tige 24, un microrupteur électrique 26. Un ressort de rappel 28 se trouve comprimé pendant le déplacement du poussoir vers l'intérieur du corps. Lorsque la pièce mobile P s'éteigne du galet, le poussoir 18 retrouve sa position initiale repoussée par le ressort de rappel 28. Le corps 16 du détecteur de position est fixé sur un bâti (non représenté sur la figure 1a) se trouvant ainsi immobilisé en position par rapport à la direction de déplacement de la pièce mobile. Dans ces conditions, le galet 12 doit pouvoir tre oriente et maintenu en position angulaire autour du premier axe XX'de façon à ce que le second axe YY', autour duquel tourne le galet, soit sensiblement perpendiculaire à la direction Dz du mouvement de la pièce mobile dont on souhaite détecter la position. L'orientation du galet dans la direction du mouvement de la pièce mobile assure un roulement optimal du galet sur son arbre en évitant des efforts latéraux lors du contact avec la pièce mobile. A cet effet, le guide 14 comporte à sa partie inférieure des rainures de position 30 distribués à sa périphérie selon un pas angulaire a autour du premier axe XX'. Le détecteur comporte un positionneur 32 située à la partie supérieure du corps 16, fixe en rotation dans le corps du détecteur, se présentant sous la forme d'une rondelle comportant un ergot 34 destiné à pénétrer dans une des rainures de position 30. Le corps comporte un filetage 35 à sa surface cylindrique extérieure permettant de visser un écrou 36 rendant par serrage le guide 14 et le positionneur 34 solidaires du corps 16. La figure 1b montre une vue en perspective du guide 14 montrant les rainures de position 30 réparties à la périphérie du guide selon un pas angulaire a de 45 degrés. Une position angulaire ss des rainures de guidage 22 et par conséquent celle du galet 12 glissant dans ces rainures par rapport à un axe de référence ZZ'du détecteur passant par le premier axe XX'et par le milieu de l'ergot 34 du positionneur 32, sera par conséquent déterminée par le choix d'une parmi les rainures de position 30, comportant l'ergot 34. Le dessin de la figure 1c montre une vue de dessus simplifiée selon AA'du détecteur, pour un positionnement angulaire ss sensiblement égal à 90 degrés des rainures de guidage 22 par rapport à I'axe de référence ZZ'. Dans cette configuration le second axe YY'du galet 12 représenté en pointillé sur la figure 1c, aura tourné de l'angle (3 égal à 90 degrés par rapport à sa position dans la figure 1 a. La figure 2a montre une vue de principe d'un détecteur de position 40 selon l'art antérieur montrant un autre mécanisme de positionnement angulaire d'un poussoir 42 par rapport à un corps 44 fixe du détecteur. Le détecteur de position 40 comporte, comme dans le cas du détecteur de la figure 1a, un guide 46 orientable en rotation autour du premier axe XX'dans le corps 44, le poussoir 42 glissant sans rotation dans le guide 46 le long de ce premier axe XX'. Dans cette realisation le guide 46 comporte des premiers trous 48 distribués radialement selon le pas angulaire a autour du premier axe XX', les axes des trous étant situés dans un mme plan perpendiculaire au premier axe XX', chacun des trous 48 pouvant tre mis en alignement avec un second trou 50 débouchant à la périphérie du corps 44. Un positionneur se présentant sous la forme d'un collier 52 flexible, de forme circulaire, encercle le corps 44 du détecteur sur sa périphérie. La figure 2b montre le collier 52 comportant dans sa partie centrale une petite tige 54 pouvant tre insérée dans le second trou 50 du corps et dans un des premiers trous 48 du guide situé dans le prolongement du premier. Le choix d'un des seconds trous 48 maintenu dans le prolongement du premier trou par la tige 54 assure un positionnement angulairement ss du guide par rapport au corps du détecteur. Les différents mécanismes de positionnement angulaire des détecteurs selon l'état de l'art comportent des inconvénients. En effet, en fonctionnement, le détecteur subit des chocs lors des contacts entre la pièce mobile et le galet. Ces chocs répétitifs produisent des vibrations du détecteur avec le risque de déverrouillage du positionneur du corps du détecteur. Ces vibrations peuvent produire par exemple l'échappement du collier 52 du détecteur de la figure 2a ou le desserrage de t'écrou 36 du détecteur de la figure 1 a. Le déverrouillage du positionneur et l'absence du maintient en position du guide dans le corps du détecteur fait que le galet n'est plus orienté et la fonction de détection de position n'est donc plus assurée avec les conséquences que cela peut entraîner dans des systèmes nécessitant une grande sécurité de fonctionnement. L'invention se propose de palier les inconvénients de fart antérieur en proposant un détecteur de position d'une pièce mobile comportant. -un guide orientable en rotation dans un corps autour d'un premier axe XX'de rotation et un poussoir glissant sans rotation dans le guide le long de cet axe XX', -un positionneur assurant un blocage en rotation du guide dans le corps autour du premier axe de rotation, dans une position angulaire déterminée, caractérisé en ce que le positionneur est fixe de manière inamovible dans le corps et en ce qu'il comporte, soit plusieurs languettes distribuées régulièrement autour du guide et susceptibles de pénétrer dans une rainure de position pour bloquer le guide, soit plusieurs rainures de position dans lesquelles peut pénétrer une languette pour bloquer le guide. Dans une réalisation du détecteur de position selon l'invention, la ou les languettes sont aptes à tre pliées pour permettre l'introduction d'au moins une languette dans une rainure de position du guide, assurant le blocage en rotation du guide dans le corps. Dans une première variante du détecteur selon l'invention, le positionneur comporte plusieurs languettes, deux parmi ces languettes étant insérées par pliage respectivement dans deux rainures de position du guide, bloquant ainsi la rotation du guide dans le corps. Dans une autre variante du détecteur de position, le positionneur comporte une unique languette pliable et le guide plusieurs rainures de position, la position angulaire du guide étant déterminée par le choix d'une des rainures de position comportant l'unique languette pliée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront la lecture de la description détaxée qui en est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels- -les figures 1a, 1b déjà décrites, représentent respectivement un détecteur de position et son guide, selon I'art antérieur ; -la figure 1c déjà décrite, représente une vue de dessus simplifiee, du détecteur de la figure 1a ; -les figures 2a et 2b déjà décrites, représentent respectivement un autre détecteur de position et son positionneur, selon I'art antérieur ; -les figures 3a et 3b, représentent respectivement une vue en perspective et une vue en coupe d'un détecteur de position selon l'invention ; -la figure 3c, représente une vue en perspective du guide du détecteur de la figure 3a, selon l'invention ; -la figure 3d, représente une vue de dessus simplifiée, du détecteur de la figure 3a, selon l'invention. La figure 3a, représente une vue en perspective d'un détecteur de position 60 selon l'invention. Le détecteur comporte un guide 62 orientable en rotation autour du premier axe XX'dans un corps 64 et un poussoir 66 glissant sans rotation dans le guide 62 le long du premier axe XX'. Comme dans le cas des détecteurs de position des figures 1a et 2a, l'extrémité libre du poussoir sortant du guide, comporte le galet 12 pouvant tourner autour de l'arbre 20 de second axe YY', perpendiculaire au premier axe XX'. La figure 3b montre une vue en coupe du détecteur de position de la figure 3a, selon un plan passant par le premier axe XX'perpendiculaire au second axe YY'du galet 12. Le guide 62 de forme cylindrique circulaire comporte une partie supérieure 68 et une partie inférieure 70, la partie supérieure étant d'un diamètre plus faible que la partie inférieure qui pénètre dans un premier évidement 72 du corps 64 du détecteur Le premier évidement 72, de forme cylindrique circulaire, coaxial au premier axe XX', débouche d'un côté par une extrémité 74 du corps 64 situé du côté de l'extrémité libre du poussoir et de l'autre côté sur un deuxième évidement 76 coaxial au premier, de mme forme, ayant un diamètre légèrement inférieur à celui du premier évidement créant ainsi un palier 78 circulaire sur lequel s'appuie une rondelle 80. Le deuxième évidement 76, débouche sur un troisième évidement 82, laissant le passage à une partie inférieure 84 du poussoir 66, glissant à l'intérieur du corps 64. La partie inférieure 70 du guide se trouve appliquée par une surface de base 86 perpendiculaire à son axe de révolution, contre la rondelle 80, maintenant le guide en position longitudinale selon le premier axe XX', dans le corps du détecteur. Un positionneur 88 en forme de rondelle comporte un bord extérieur 90 et un bord intérieur 92. Le positionneur est serti par son bord extérieur 90 dans le corps du détecteur, à proximité de son extrémité 74, coaxialement au premier axe XX'. Le positionneur 88 est serti dans le corps 64 du détecteur de façon à enserrer la partie inférieure 70 cylindrique du guide entre ledit positionneur s'appuyant sur une surface circulaire 94 résultant de l'intersection de la partie supérieure 68 et de la partie inférieure 70 du guide, et la rondelle 80. Le guide se trouve ainsi maintenu longitudinalement selon le premier axe XX', d'une façon inamovible dans le corps du détecteur, entre le positionneur 88 et la rondelle 80. En plus de la fonction de maintient longitudinal, du guide dans le corps du détecteur, le positionneur assure une seconde fonction de positionnement angulaire dans le corps du détecteur autour du premier axe XX'. A cet effet, le positionneur 88 comporte d'une part, du côté de son bord extérieur 90, des encoches 96 afin de le rendre inamovible en rotation une fois serti dans le corps 64, et d'autre part, du côté de son bord intérieur 92, des languettes 98, distribuées régulièrement selon un pas angulaire a autour du premier axe XX', les faces des languettes étant parallèles à la surface cylindrique du guide. Le glissement du poussoir 66 dans le guide 62 s'effectue sans rotation. En effet le second axe YY'du galet 12 est maintenu dans la mme direction au cours du glissement du poussoir, le galet 12 glissant du côté de la partie supérieure 68 du guide, dans deux rainures de guidage 100 symétriques situées de part et d'autre du premier axe XX'. Les deux rainures de guidage 100 se poursuivent vers la partie inférieure 70 du guide 62, jusqu'à la surface circulaire 94, sous la forme de deux rainures de position 102, moins larges que les rainures de guidage, dans chacune desquelles peut pénétrer une des languettes 98 du positionneur 88 après pliage. La figure 3c, montre une vue en perspective du guide 62 comportant les deux rainures de position 102. La figure 3b, montre deux languettes pliées 104 à I'horizontale, parmi les languettes 98, de part et d'autre du premier axe XX'. Les languettes pliées 104 pénétrant respectivement dans l'une et dans l'autre des deux rainures de position 102, afin de bloquer le guide 62 en rotation dans le corps 64 du détecteur. Le choix de deux languettes pliées 104 de part et d'autre du premier axe XX, détermine la position angulaire du guide par rapport à une direction de référence du corps fixé sur un bâti et par conséquent celle du galet 12 par rapport à cette direction de référence. En effet, le guide doit tre orienté de façon à ce que les deux rainures de position 102 soient positionnées en face des deux languettes opposées choisies pour tre pliées. Dans cette réalisation le positionneur 88 comporte huit languettes distribuées selon un pas angulaire a égal à 45 degrés. Le positionneur pourra donc tre orienté dans le corps selon une incrémentation angulaire de 45 degrés. La position angulaire ss des rainures de guidage 100 et par conséquent celle du galet 12 glissant dans ces rainures, par rapport au corps du détecteur, sera déterminée par le choix des deux languettes opposées à plier dans les deux rainures de position 102. Le dessin de la figure 3d, représente une vue de dessus simplifiée selon BB'du détecteur de position 60, montrant la position du galet 12 par rapport à un axe de référence W'passant par le premier axe XX'et le milieu d'une rainure de blocage 106 réalisée dans le corps du détecteur parallèlement au premier axe XX'. Dans cet exemple de réalisation, le détecteur de position est fixé par rapport à la direction du mouvement de la pièce mobile par son montage sur un bâti 108. A cet effet, le corps du détecteur comporte sur sa surface cylindrique circulaire, un filetage 110 et la rainure de blocage 106 parallèle au premier axe XX'. Une rondelle de maintien en position 112 entourant le corps du détecteur comporte du côté de son bord intérieur un décrochement interne 114, pénétrant dans la rainure de blocage 106 et un décrochement externe 116, destiné à tre introduit dans une cavité 118 du bâti 108. Deux écrous 120 et 122 visés sur le corps de part et d'autre de la rondelle de maintien 112, viennent serrer cette dernière contre le bâti faisant pénétrer le décrochement externe 116, dans la cavité 118 du bâti 108, empchant la rotation du corps du détecteur dans le bâti. Deux rondelles freins non représentées sur la figure, peuvent tre interposées entre les écrous de serrage 120 et 122 et le bâti 108, afin de fiabiliser la fixation du détecteur sur ce dernier. La réalisation du positionneur n'est pas limitative à l'exemple décrit et d'autre pas, peuvent tre choisis dans les limites des possibilités de réalisation du positionneur et du guide. Par exemple un pas de 30 degrés conduit à la réalisation d'un positionneur comportant douze languettes distribuées régulièrement. Le positionneur 88 sera réalisé dans une matière permettant le pliage, presque à I'horizontale et le dépliage à la position initiale verticale, des languettes, de façon à pouvoir changer un nombre important de fois, la position angulaire du galet. Par exemple le positionneur peut tre réalisé en acier inoxydable. La réalisation du positionneur 88 et du guide 62 ne sont pas limitatives aux réalisations décrites. Dans d'autres réalisations du détecteur de position, le positionneur comporte plusieurs languettes et le guide une seule rainure de position 102, une des languettes pliées pénétrant dans la seule rainure de position 102, ce qui permet de réaliser des pas angulaires a ne donnant pas forcement lieu à deux languettes opposées de part et d'autre du premier axe XX'. Un joint racleur 124, situé dans la partie inférieure du guide dans une surface circulaire interne 126 dudit guide, est maintenu en position dans le guide par la rondelle 80. Un joint d'étanchéité 128 torique est disposé dans le second évidement 76. Le joint racleur 124 et le joint d'étanchéité 128 enserrent le poussoir 66, autorisant son glissement dans le guide et dans le corps du détecteur en assurant t'étanchéité de l'intérieur du corps du détecteur par rapport au milieu extérieur. Dans d'autres applications du détecteur de position selon l'invention, la pièce mobile comporte une fente dont il s'agit de détecter la position, à cet effet, l'extrémité libre du poussoir sortant du guide, comporte une lame solidaire du poussoir. Comme pour le galet, la lame doit pouvoir tre orientée et dans cette application, la lame devra tre orientée dans la direction de la longueur de la fente de la pièce mobile, de façon à ce qu'elle puisse pénétrer dans la fente de la-piece mobile en déplacement. Le détecteur de position selon l'invention est parfaitement adapté à ce type d'application. Le détecteur de position selon l'invention comporte de nombreux avantages par rapport aux détecteurs de position de I'art antérieur, à savoir : -un encombrement réduit par la disparition des systèmes de verrouillage du positionneur, par exemple les écrous de verrouillage, -un nombre de pièces limité réduisant le coût de fabrication et la fiabilité du produit, -une polyvalence permettant son application dans des nombreux cas d'application dans l'industrie civile et militaire, -une grande sécurité d'utilisation par rapport aux détecteurs de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Détecteur de position d'une pièce mobile (P) : -un guide (14,46,62) orientable en rotation dans un corps (16, 44,64) autour d'un premier axe XX'de rotation, et un poussoir (18,42,66) glissant sans rotation dans le guide le long de cet axe XX', -un positionneur (32,52,88) assurant un blocage en rotation du guide dans le corps autour de l'axe de rotation, dans une position angulaire déterminée, caractérisé en ce que le positionneur (88) est fixé de manière inamovible dans le corps et en ce qu'il comporte soit plusieurs languettes (98,104) distribuées régulièrement autour du guide et susceptibles de pénétrer dans une rainure de position (102) pour bloquer le guide soit plusieurs rainures (102) de position dans lesquelles peut pénétrer une languette (98,104) pour bloquer le guide. 2. Détecteur de position d'une pièce mobile selon la revendication 1, caractérise en ce que la ou les languettes (98) sont aptes à tre pliées pour permettre l'introduction d'au moins une languette dans une rainure de position (102) du guide, assurant le blocage en rotation du guide dans le corps. 3. Détecteur de position d'une pièce mobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le positionneur (88) comporte plusieurs languettes (98), deux (104) parmi ces languettes étant insérées par pliage respectivement dans deux rainures de position (102) du guide. 4. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le guide (62) de forme cylindrique circulaire, comporte une partie supérieure (68) et une partie inférieure (70), la partie supérieure étant d'un diamètre plus faible que la partie inférieure qui pénètre dans un premier évidement (72) du corps (64) du détecteur, le premier évidement (72), de forme cylindrique circulaire, coaxial au premier axe XX'de rotation, débouchant d'un côté par une extrémité (74), du corps (64), situé du côté de l'extrémité libre du poussoir et de I'autre côté sur un deuxième évidement (76), coaxial au premier, de mme forme, ayant un diamètre légerement inférieur å celui du premier évidement créant ainsi un palier (78) circulaire sur lequel s'appuie une rondelle (80), le deuxième évidement (76), débouchant sur un troisième évidement (82), laissant le passage à une partie inférieure (84), du poussoir (66), glissant à l'intérieur du corps (64), la partie inférieure (70) du guide se trouvant appliquée par une surface de base (86) perpendiculaire à son axe de révolution, contre la rondelle (80), maintenant le guide en position longitudinale selon le premier axe XX', dans le corps du détecteur. 5. Détecteur de position d'une piece mobile selon la revendication 4, caractérisé en ce le positionneur (88) est serti dans le corps (64) du détecteur à proximité de son extrémité (74), de façon à enserrer la partie inférieure (70) cylindrique du guide entre ledit positionneur s'appuyant sur une surface circulaire (94) résultant de l'intersection de la partie supérieure (68) et de la partie inférieure (70) du guide, et la rondelle (80), le guide se trouvant ainsi maintenu longitudinalement selon le premier axe XX', d'une façon inamovible dans le corps du détecteur, entre le positionneur (88) et la rondelle (80). 6. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le positionneur (88) en forme de rondelle comporte un bord extérieur (90), et un bord intérieur (92), le positionneur (88), étant serti par son bord extérieur (90), dans le corps du détecteur, coaxialement au premier axe XX'. 7. Détecteur de position d'une pièce mobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que le positionneur (88), comporte d'une part, du côté de son bord extérieur (90), des encoches (96), afin de le rendre inamovible en rotation une fois serti dans le corps (64) et d'autre part, du côté de son bord intérieur (92), des languettes (98), distribuées régulièrement selon un pas angulaire a autour du premier axe XX', les faces des languettes étant parallèles à la surface cylindrique du guide. 8. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le positionneur (88), comporte huit languettes (98,104) distribuées selon un pas angulaire a égal à 45 degrés 9. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le positionneur (88) comporte douze languettes (98,104) distribuées selon un pas angulaire a égal à 30 degrés. 10. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le positionneur (88), est réalisé en acier inoxydable. 11. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que une extrémité libre du poussoir sortant du guide, comporte un galet (12), pouvant tourner au tour un arbre (20), de second axe YY', perpendiculaire au premier axe XX'. 12. Détecteur de position d'une pièce mobile selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que une extrémité libre du poussoir sortant du guide, comporte une lame solidaire du poussoir.