Brevet FR2856146A1 — publié le 20041217

Dispositif capteur pour détecter la position axiale d'un piston L'invention a pour objet un dispositif capteur pour détecter la position axiale d'un piston dans un environnement de friction, par exemple dans un embrayage automobile. Dans un environnement de friction de ce genre, on utilise usuellement, dans 5 l'état de la technique, des dispositifs capteurs par lesquels le déplacement du piston, dont il faut détecter la position, est transmis à un axe et ainsi, transformé en une variation angulaire. Des dispositifs capteurs de ce genre fonctionnent dans des dispositifs o le piston effectue une rotation par rapport au cylindre, seulement sous certaines réserves. De plus, ces dispositifs ne sont pas sans usure. L'invention a pour objectif de mettre à disposition un dispositif capteur pour détecter la position axiale d'un piston dans un environnement de friction, au moyen duquel on peut détecter sans entretien la position d'un piston par rapport à un boîtier de cylindre, cette détection de la position devant être assurée aussi bien quand le piston est à l'arrêt que quand il effectue un mouvement de rotation. Cet objectif est atteint par l'invention au moyen d'un dispositif capteur présentant un collet qui est solidaire en rotation et axialement du piston, en étant coaxial à l'axe médian de celui-ci, et qui s'étend sur une partie de la périphérie du piston qui correspond au moins à l'angle maximal possible de rotation de celui-ci, la position axiale du collet pouvant être détectée sans contact. Pour disposer d'un signal indépendant de la position de rotation par rapport au cylindre, le collet doit présenter selon la direction périphérique du piston une section constante. Pour disposer de manière simple d'un signal variant avec la position du piston, il est avantageux que le collet présente selon la direction axiale du piston 25 une section qui varie. Il s'est révélé particulièrement avantageux que le collet, selon la direction périphérique du piston, présente une section triangulaire constante, dans laquelle l'angle à la pointe libre du triangle est largement le plus petit angle de ce triangle. La fixation du collet solidaire axialement et en rotation du piston, peut être 30 réalisée à un moindre coût de construction, si le collet est monté sur une plaque de collet reliée au piston et en saillie radiale vers l'extérieur par rapport à celui-ci. Pour autoriser des rotations quelconques du piston par rapport au cylindre, il est avantageux que le collet forme un cercle fermé autour de l'axe médian du piston. Le collet doit présenter selon la direction axiale du piston une dimension qui correspond au moins à la course maximale du piston, pour que la position de celui5 ci puisse être détectée de manière fiable sur toute la course du piston. Avantageusement, le collet est fait d'un matériau ferromagnétique ou d'un matériau conducteur de l'électricité. La position du collet, et donc celle du piston par rapport au cylindre, peut être détectée de manière particulièrement simple et fiable, si le dispositif capteur présente un circuit magnétique avec une fente d'air 10 dans laquelle le collet se déplace en même temps que le piston. Du fait de sa géométrie, le collet fait varier la résistance magnétique en fonction de sa position par rapport à la fente d'air, cette position correspondant à la position axiale du piston par rapport au cylindre. La variation de la résistance magnétique peut être avantageusement détectée 15 au moyen d'une bobine, qui est couplée au circuit magnétique, et dont l'inductance correspond à la résistance magnétique du collet faisant saillie dans le circuit magnétique. Avantageusement, à chaque niveau d'inductance de la bobine est associée une position axiale du piston. En alternative, l'inductance de la bobine peut être transformée en un signal modulé en amplitude d'impulsion et, à chaque rapport impulsion/pause, est associée une position axiale du piston. De plus, il est possible, au moyen de l'inductance de la bobine, de déterminer la fréquence d'un circuit oscillant, une position axiale du piston étant associée à chaque fréquence du circuit oscillant. Au moyen d'un compteur de fréquence, on peut détecter de manière simple la fréquence du circuit oscillant. Il est possible, de plus, au moyen de l'inductibilité de la bobine, de régler la tension d'un diviseur inductif de tension, une position axiale du piston étant associée à chaque tension du diviseur de tension. Selon une autre forme avantageuse de réalisation du dispositif capteur selon l'invention, celui-ci comprend une bobine émettrice et une bobine réceptrice reliées inductivement l'une à l'autre et formant entre elles une fente d'air dans laquelle se déplace le collet avec le piston. Dans cette forme de réalisation, à chaque rapport de transmission entre la 35 bobine émettrice et la bobine réceptrice peut être associée une position axiale du piston. De manière particulièrement avantageuse, le dispositif capteur peut être monté dans un cylindre de débrayage d'un embrayage de véhicule automobile. L'invention va être décrite en détail ci-après, sous une forme de réalisation représentée par le dessin. La Fig. 1 est une représentation de principe d'un dispositif capteur selon l'invention. La Fig. 2 est une représentation de principe, avec coupe partielle, d'un embrayage de véhicule automobile équipé du dispositif capteur selon l'invention. La Fig. 3 correspond à la figure 2, mais avec le dispositif capteur selon 10 l'invention totalement représenté. Un dispositif capteur selon l'invention représenté par son principe à la figure 1 sert à détecter la position d'un piston 2 par rapport à un cylindre 3 ou à un boîtier. Un dispositif capteur de ce genre peut être utilisé par exemple dans un 15 embrayage de véhicule automobile, comme cela sera décrit à propos des figures 2 et 3. Pour détecter la position axiale du piston 2 à l'intérieur du cylindre 3, il est prévu le dispositif capteur selon l'invention. Pour réaliser ce dispositif capteur 1, le piston 2 présente à son extrémité 20 éloignée du cylindre 3 une plaque de collet 5 qui fait saillie radialement sur le piston 2 perpendiculairement à l'axe médian 6 du piston 2. Dans l'exemple de réalisation représenté, la plaque de collet 5 est monobloc avec le piston 2. Mais, évidement cette plaque 5 peut être fixée au piston d'une manière appropriée, sans que le piston et la plaque forment une seule pièce. Sur son côté en regard du cylindre 3, la plaque de collet porte sur sa périphérie externe un collet 7 qui s'étend coaxialement au piston 2 autour de l'axe médian 6. Dans l'exemple de réalisation représenté, le collet 7 observé selon la direction périphérique du piston 2 présente une section triangulaire, l'angle de la 30 pointe libre 8 du triangle étant largement le plus petit des angles de celui-ci. La configuration triangulaire de la section du collet 7, selon la direction périphérique du piston 2, fait que la section du collet 7 varie selon la direction axiale du piston 2 en correspondance avec la forme en triangle du collet 7. La dimension de la section triangulaire du collet 7, selon la direction axiale 35 du piston 2, est choisie de manière que le collet 7 se trouve dans la fente d'air 9 d'un circuit magnétique 10, sur toute la course maximale du piston. Le collet 7 est constitué par exemple d'un matériau ferromagnétique. Ce collet, en correspondance avec la position axiale du piston 2 qui varie par rapport au cylindre 3, a sa pénétration qui, à travers la fente d'air 9, varie dans le circuit magnétique 10. Du fait de la variation de sa géométrie, le collet 7 fait varier donc 5 la résistance magnétique en fonction de sa position par rapport au circuit magnétique 10, c'est-àdire en fonction du déplacement axial du piston 2. La variation de la résistance, qui est due au déplacement du collet avec le piston 2, est indépendante de la rotation et de l'importance de celleci que peut présenter le piston 2 par rapport au cylindre 3, c'est-à-dire par rapport au circuit 10 magnétique 10, car le collet 7 s'étend tout au long de la périphérie du piston 2. La détection de la position axiale du piston 2, que celui-ci soit à l'arrêt ou présente un mouvement de rotation, peut être réalisée tout simplement. Dans l'exemple de réalisation représenté, le circuit magnétique 10 est couplé à une bobine 11 qui permet de détecter la modification de la résistance 15 magnétique, car celle-ci se traduit par une modification d'inductance de la bobine 11. L'inductance de la bobine 11 peut être saisie directement au moyen d'un circuit de mesure simple, non figuré, par exemple en utilisant un appareil usuel de mesure d'inductance. A chaque position du piston 2 peut être associée une valeur 20 de mesure. En alternative, l'inductance de la bobine 11 peut être la partie définissant la fréquence d'un circuit oscillant. La fréquence de ce circuit dépend alors directement de la position du piston 2. Cette fréquence peut être saisie au moyen d'un compteur de fréquence par exemple. Aux figures 2 et 3, le dispositif capteur selon l'invention est incorporé dans un embrayage de véhicule automobile 4 reliant un côté moteur 12 et un côté transmission 13. Le piston 2 du cylindre de débrayage 3 de l'embrayage 4 porte le collet 7 qui, indépendamment de la position de rotation du piston 2 par rapport au cylindre 3, fait saillie dans la fente d'air du circuit magnétique 10. Pour le montage 30 du piston 2, il est prévu un palier de débrayage 15. Le dispositif capteur selon l'invention peut être utilisé sans entretien dans des environnements à friction. Il fonctionne du fait de la saisie sans contact de la position du collet 7 par rapport au circuit magnétique 10 indépendamment des mouvements de rotation éventuels du piston 2 par rapport au cylindre de débrayage 35 3. Revendications 1. Dispositif capteur pour détecter la position axiale d'un piston (2) dans des environnements à friction, par exemple des embrayages d'automobile (4), caractérisé en ce qu'un collet (7) solidaire en rotation et axialement du piston (2), 5 et coaxial à l'axe médian (6) de celui-ci, présente une partie périphérique qui correspond au moins à l'angle maximal possible de rotation du piston (2), la position axiale du collet (7) pouvant être détectée sans contact. 2. Dispositif capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collet (7), selon la direction périphérique du piston (2) présente une section constante. 3. Dispositif capteur selon la revendication lou 2, caractérisé en ce que le collet (7), selon la direction axiale du piston (2) présente une section qui varie. 4. Dispositif capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le collet (7), selon la direction périphérique du piston (2) présente une section triangulaire dans laquelle l'angle à la pointe libre (8) du triangle, est largement le plus petit 15 angle de ce triangle. 5. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le collet (7) est disposé sur une plaque de collet (5) reliée au piston (2) et en saillie radiale vers l'extérieur par rapport à celui-ci. 6. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 20 le collet (7) forme un cercle fermé autour de l'axe médian (6) du piston (2). 7. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le collet (7) présente, selon la direction axiale du piston (2) une dimension qui correspond au moins à la course maximale du piston (2). 8. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que 25 le collet (7) est fait d'un matériau ferromagnétique. 9. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le collet (7) est fait d'un matériau conducteur de l'électricité. 10. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit magnétique (10) avec une fente d'air (9) dans laquelle se 30 déplace le collet (7) quand le piston (2) effectue sa course. 11. Dispositif capteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit magnétique (10) est couplé à une bobine (11) dont l'inductance correspond à la résistance magnétique du collet (7) faisant saillie à l'intérieur du circuit magnétique (10). 12. Dispositif capteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'à chaque niveau d'inductance de la bobine (11) est associée une position axiale du piston (2). 13. Dispositif capteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'inductance de la bobine (11) peut être transformée en un signal modulé en amplitude d'impulsion, et à chaque rapport impulsion/pause, est associée une position axiale du piston (2). 14. Dispositif capteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moyen de l'inductance de la bobine (11) peut être déterminée la fréquence d'un circuit oscillant, une position axiale du piston (2) étant associée à chaque fréquence du circuit oscillant. 15. Dispositif capteur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur de fréquence permettant de détecter la fréquence du circuit oscillant. 16. Dispositif capteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tension d'un diviseur inductif de tension peut être réglée au moyen de l'inductance 15 de la bobine (11), une position axiale du piston (2) étant associée à chaque tension du diviseur de tension. 17. Dispositif capteur selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine émettrice et une bobine réceptrice reliées inductivement l'une à l'autre et formant entre elles une fente d'air dans laquelle se déplace le 20 collet (7) avec la course du piston (2). 18. Dispositif capteur selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'à chaque rapport de transmission, entre la bobine émettrice et la bobine réceptrice est associée une position axiale du piston (2). 19. Cylindre de débrayage (3) pour un embrayage de véhicule automobile 25 (4), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif capteur selon une des revendications 1 à 18.