Brevet FR2887624A1 — publié le 20061229

Domaine de l'invention La présente invention concerne un capteur de rotation comportant un arbre couple solidairement en rotation à l'objet rotatif à mesurer et coopérant avec un élément de mesure relié solidairement en rotation à l'arbre. Les capteurs de rotation servent à mesurer les grandeurs dépendant d'un angle telles que la position angulaire, la vitesse angulaire, l'accélération angulaire d'un objet en rotation par exemple l'arbre d'un moteur. Pour cela, le capteur de rotation comporte un arbre que l'on couple solidairement en rotation à l'objet rotatif à mesurer par exemple l'arbre d'un moteur. Un élément de mesure relié à l'arbre par une liaison solidaire en angle de rotation est détecté par un moyen de détection approprié pour générer des signaux dépendant de l'angle. Les objets rotatifs ou en rotation, à mesurer peuvent ef- fectuer un certain mouvement axial systématique. Ce mouvement axial de l'objet à mesurer est transmis à l'arbre du capteur de rotation couplé à l'objet. Si l'arbre du capteur de rotation est couplé rigidement à l'objet à mesurer, les mouvements axiaux et les chocs de l'objet à mesurer sont transmis directement par l'arbre du capteur de rotation à l'élément de mesure. De telles contraintes par chocs appliqués à l'élément de me-sure peuvent l'endommager et réduire la durée de vie du capteur de rotation. Pour éviter la transmission des chocs axiaux de l'objet à mesurer à l'arbre du capteur de rotation, on utilise des embrayages souples par exemple des moyens d'embrayage ou de liaison à soufflet élastique reliant l'objet à mesurer à l'arbre du capteur. Les caractéristiques de souplesse d'un tel embrayage ou accouplement diminuent également la rigidité en rotation de la liaison entre l'objet à mesurer et l'arbre du capteur ce qui détériore la précision de la mesure. En outre, un tel accouplement augmente les dimensions axiales pour l'installation du capteur de rotation. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un capteur de rotation protégé contre les chocs axiaux de l'objet à mesurer. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un capteur de rotation du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'arbre est divisé axialement en un segment d'entraînement couplé à l'objet à mesurer et en un seg- ment entraîné relié à l'élément de mesure, et en ce que le segment d'entraînement et le segment entraîné sont reliés par un élément intermédiaire rigide en rotation et flexible élastiquement dans la direction axiale. En d'autres termes, selon l'invention, l'arbre du capteur de rotation est subdivisé en un segment d'entraînement et un segment entraîné. Le segment d'entraînement est couplé à l'objet à mesurer. Le segment entraîné est relié par une liaison solidaire en rotation à l'élément de mesure. Un élément intermédiaire est placé entre le segment d'entraînement et le segment entraîné. Cet élément intermédiaire est souple élastiquement dans la direction axiale mais aussi rigide que possible en rotation. L'arbre peut être couplé par son segment d'entraînement, rigidement à l'objet à mesurer de sorte que le capteur de rotation est relié d'une manière absolument rigide en rotation à l'objet à mesurer. Les chocs axiaux de l'objet à mesurer sont ainsi transmis avec toute leur intensité au segment d'entraînement de l'arbre mais la souplesse axiale de l'élément intermédiaire fait que de tels chocs axiaux ne sont transmis que de façon amortie au segment entraîné et ainsi à l'élément de mesure. L'élément intermédiaire à une rigidité en rotation, élevée de sorte que la rotation du segment d'entraînement couplé à l'objet à mesurer est transmise avec une très grande fidélité angulaire au segment entraîné et ainsi à l'élément de mesure de l'installation de mesure proprement dite. La nécessité d'une souplesse élastique axiale et la rigidité en rotation se combinent d'une manière avantageuse en ce que l'élément intermédiaire est réalisé sous la forme d'une rondelle coaxiale à l'arbre et cette rondelle est placée axialement entre le segment d'entraînement et le segment entraîné ; son rayon est plus grand que son épaisseur axiale. Les caractéristiques élastiques de la matière de l'élément intermédiaire et l'épaisseur axiale définissent pour l'essentiel l'amortissement des chocs axiaux. Plus l'épaisseur axiale est importante et plus les chocs axiaux seront amortis. Les dimensions radiales de l'élément intermédiaire influencent avec les caractéristiques élastiques de la matière, la rigidité en rotation de la liaison entre le segment d'entraînement et le segment entraîné. Plus les dimensions radiales de l'élément intermédiaire sont importantes et plus importante sera sa rigidité en rotation. Un disque ou rondelle ayant des dimensions radiales importantes et une faible épaisseur axiale offre la meilleure rigidité en rotation même si l'on utilise une matière élastique relativement souple pour l'élément intermédiaire pour améliorer l'amortissement. Pour augmenter les dimensions radiales de l'élément intermédiaire, le segment d'entraînement et/ou le segment entraîné peu-vent être appliqués à l'élément intermédiaire avec des surfaces de bride radiales augmentées dans la direction radiale. Comme matière pour l'élément intermédiaire, on utilise avantageusement des matières ayant les propriétés élastiques souhaitées et qui en outre sont aussi résistantes que possible à la corrosion et au vieillissement. De telles matières sont notamment des matières plastiques élastiques comme du caoutchouc. L'élément intermédiaire peut être relié au segment d'entraînement et/ou au segment entraîné d'une manière connue en soi dans la mesure où cette liaison présente une résistance au cisaillement suffisante dans la direction de la rotation. La liaison peut être faite par collage, soudage ou vulcanisation suivant la nature de la matière de l'élément intermédiaire. Il est également possible de surmouler l'élément intermédiaire sur le segment d'entraînement et/ou le segment entraîné par un procédé d'injection. On peut également combiner les procédés ci-dessus par exemple en surmoulant par injection l'élément intermédiaire sur le segment d'entraînement ou le segment entraîné et en le collant, le soudant ou le réunissant d'une manière analogue à l'autre segment. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le segment d'entraînement et le segment entraîné se pénètrent axialement par une broche et un perçage, la broche étant guidée de manière centrée en coulissement axial dans le perçage. L'élément intermédiaire entoure coaxialement la broche. On évite ainsi que la souplesse axiale de l'élément intermédiaire ne se traduise par un basculement de l'axe du segment entraîné par rapport à l'axe du segment d'entraînement et en- gendre ainsi un défaut d'alignement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée de l'arbre du capteur de rotation, - la figure 2 est une vue en perspective de l'arbre, io - la figure 3 est une vue de côté de l'arbre. Description du mode de réalisation L'arbre d'un capteur de rotation comprend un segment d'entraînement 10 et un segment entraîné 12. Le segment d'entraînement 10 est relié rigidement à un objet à mesurer par exem- ple l'arbre d'un moteur. Pour cela, dans le cas de l'exemple de réalisation présenté, le segment d'entraînement 10 comporte un cône 14 qui reçoit l'objet à mesurer et le fixe solidairement dans la direction axiale et en rotation. Le segment entraîné 12 comporte à son extrémité libre à l'opposé de celle tournée vers le segment d'entraînement 10, un loge- ment 16 qui reçoit un moyen de mesure non représenté par exemple un disque côté installé de manière solidaire en rotation. La nature du cou-plage entre le segment d'entraînement 10 et l'objet à mesurer ainsi que la forme de réalisation du moyen de mesure et sa fixation au segment entraîne 12 ne font pas l'objet de l'invention et peuvent correspondre à une réalisation quelconque connue de l'homme du métier. Le segment d'entraînement 10 comporte à son extrémité non tournée vers le segment entraîné 12, une surface de bride 18 élargie dans la direction radiale. Le segment entraîné 12 comporte une surface de bride 20, côté entraînement, tournée vers la surface de bride 18 du segment d'entraînement 10. Une broche cylindrique 22 est formée sur le segment d'entraînement 10. Cette broche est située en position centrale et alignée axialement à partir de la surface de bride 18 vers le segment entraîné 12. Axialement, au centre du segment entraîné 12, il y a un perçage 24 dont le diamètre est défini pour que le perçage 24 puisse recevoir la broche 22 en coulissement axial en la guidant avec un jeu radial minimum. Entre la surface de bride 18 du segment d'entraînement 10 et la surface de bride 20 du segment entraîné 12, on a un élément intermédiaire 26 qui a la forme d'une rondelle plate. L'élément intermédiaire 26 est centré radialement par son orifice central 28 sur la broche 22. Le diamètre extérieur de l'élément intermédiaire 26 correspond au diamètre extérieur de la surface de bride 20 du segment entraîné 12. L'épaisseur axiale de l'élément intermédiaire 26 est inférieure au rayon de l'élément intermédiaire 26. L'élément intermédiaire 26 est en une matière souple élastique comme du caoutchouc par exemple en une matière plastique appropriée. L'élément intermédiaire 26 est relié solidairement en rotation d'un côté à la surface de bride 18 du segment d'entraînement 10 et de l'autre côté à la surface de bride 20 du segment entraîné 12. L'élément intermédiaire 26 peut être collé ou soudé aux surfaces de bride 18 et 20; il peut par exemple être vulcanisé. Il est également possible de surmouler l'élément intermédiaire 26 par injection sur l'une ou les deux surfaces de bride 18 et 20. Pour améliorer et garantir la liaison solidaire en rotation entre l'élément intermédiaire 26 et les surfaces de bride 18, 20, on peut donner à ces surfaces de bride 18 et 20 un moletage radial 30. On peut en outre réaliser une liaison par la forme dans le sens de rotation à l'aide de perçages, de creux ou d'éléments analogues des surfaces de bride 18 et/ou 20 dans lesquelles pénètre l'élément intermédiaire 26 ou encore par des tétons dans les surfaces de bride. Ainsi, lorsque le capteur de rotation est installé, l'objet à mesurer engendre des chocs dirigés axialement sur le segment d'entraînement 10 couplé rigidement à l'objet, l'élément intermédiaire 26 amortit la transmission de ces chocs vers le segment entraîné 12 et ainsi vers l'élément de mesure et l'installation de mesure. On obtient un bon effet d'amortissement dans le cas d'un élément intermédiaire 26 en une matière ayant une dureté de l'ordre de 50 à 70 Shore. L'extension radiale relativement importante de l'élément intermédiaire 26 fait que l'élément intermédiaire 26 présente une rigidité en torsion élevée dans le sens de rotation et réalise ainsi une liaison rigide en rotation entre le segment d'entraînement 10 et le segment entraîné 12. Le guidage axial de la broche 22 dans le perçage 24 fait que malgré la souplesse axiale de l'élément intermédiaire 26, l'axe du segment entraîné 12 ne peut basculer par rapport à l'axe du segment d'entraînement 10. io NOMENCLATURE Segment d'entraînement 12 Segment entraîné 5 14 Cône 16 Logement 18 Surface de bride 20 Surface de bride 22 Broche 24 Perçage 26 Elément intermédiaire 28 Orifice Moletage REVENDICATIONS 1 ) Capteur de rotation comportant un arbre couplé solidairement en rotation à l'objet rotatif à mesurer et coopérant avec un élément de mesure relié solidairement en rotation à l'arbre, caractérisé en ce que l'arbre est divisé axialement en un segment d'entraînement (10) couplé à l'objet à mesurer et en un segment entraîné (12) relié à l'élément de mesure, et le segment d'entraînement (10) et le segment entraîné (12) sont reliés par un élément intermédiaire (26) rigide en rotation mais flexible élastiquement dans la direction axiale. 2 ) Capteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (26) est réalisé sous la forme d'une rondelle coaxiale à l'arbre installé axialement entre le segment d'entraînement (10) et le segment entraîné (12) et dont le rayon est supérieur à son épaisseur axiale. 3 ) Capteur de rotation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le segment d'entraînement (10) et/ ou le segment entraîné (12) comportent une surface de bride (18, 20) élargie dans la direction radiale et à laquelle est fixé l'élément intermédiaire (26). 4 ) Capteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (26) est en une matière souple élastique comme du caoutchouc et notamment une matière plastique. 5 ) Capteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (26) est collé au segment d'entraînement (10) et/ou au segment entraîné (12). 6 ) Capteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (26) est soudé au segment d'entraînement (10) et/ou au segment entraîné (12). 7 ) Capteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (26) est surmoulé par injection sur le segment d'entraînement (10) et/ ou le segment entraîné (12). 8 ) Capteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment d'entraînement (10) et le segment entraîné (12) sont guidés de manière centrée axialement en s'interpénétrant par une broche (22) et un perçage (24). 9 ) Capteur de rotation selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (26) entoure de manière concentrique la broche (22).