Brevet FR2945116A1 — publié le 20101105

L'invention concerne un ensemble formant palier à roulement équipé d'un système capteur d'informations comprenant un codeur générateur d'impulsions magnétiques et un capteur muni d'au moins un élément sensible apte à détecter ces impulsions. De tels ensembles, lorsqu'ils sont équipés d'un système capteur de vitesse de rotation, de position angulaire et/ou de sens de rotation, peuvent notamment être employés pour le montage d'une roue de véhicule automobile qui est pourvu d'un système d'antiblocage de ladite roue. En effet, les informations peuvent alors être utilisées par un calculateur d'assistance au freinage. Un des problèmes qui se pose avec un tel ensemble est la protection du codeur vis-à-vis de la pollution du milieu environnant. Pour résoudre ce problème, on a proposé de rapporter un couvercle sur le palier afin d'empêcher les polluants de pénétrer à l'intérieur de l'espace dans lequel le codeur est disposé. Toutefois, dans le cas où le capteur est disposé devant le couvercle, il se pose alors le problème de la lecture des impulsions magnétiques au travers dudit couvercle. En effet, pour pouvoir lire les informations, les éléments sensibles doivent être disposés à une distance de lecture du codeur qui est inférieure à la distance dite d'entrefer au-delà de laquelle l'amplitude des impulsions n'est plus suffisante pour pouvoir les détecter de façon fiable. Or, outre l'éloignement inhérent à la présence du couvercle, la traversée de ce dernier diminue la distance d'entrefer par atténuation de l'amplitude des informations à lire. Et, une réalisation du couvercle pour diminuer localement son épaisseur ne permet pas d'atteindre de façon simple et fiable des valeurs suffisamment faibles pour que les impulsions ne soient pas significativement atténuées. Par ailleurs, ce problème est d'autant plus critique dans le cas d'un ensemble formant palier pour le montage d'une roue non motrice de véhicule automobile. En effet, dans ce cas, l'organe tournant portant le codeur est l'organe intérieur, 2 qui présente donc un diamètre réduit par rapport à un organe tournant intégrant une transmission. II en résulte donc que le diamètre du codeur est également faible, ce qui limite la taille des pôles magnétiques générant les impulsions, et donc l'amplitude desdites impulsions. Par conséquent, notamment dans ce type de montage, la distance d'entrefer est souvent trop petite pour pouvoir équiper le palier avec un couvercle de protection du codeur. Pour résoudre ce problème, on a proposé de former un orifice dans le couvercle, dans lequel l'élément sensible est disposé. Ainsi, on supprime l'atténuation des informations au travers du couvercle et on permet un rapprochement de l'élément sensible du codeur. Toutefois, cette solution ne donne pas pleinement satisfaction en termes de protection du codeur puisque les polluants et l'humidité peuvent entrer par l'orifice. L'invention a pour but de pallier aux problèmes de l'art antérieur en proposant un ensemble formant palier à roulement équipé d'un système capteur d'informations, dans lequel la protection du codeur et la lecture des impulsions magnétiques peuvent être optimisées conjointement. A cet effet, l'invention propose un ensemble formant palier à roulement équipé d'un système capteur d'informations comprenant un codeur générateur d'impulsions magnétiques et un capteur muni d'au moins un élément sensible apte à détecter ces impulsions, ledit palier comprenant un organe intérieur tournant, un organe extérieur fixe et des corps roulants disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier comprenant en outre un couvercle solidaire de l'organe fixe pour recouvrir latéralement ledit espace de roulement, ledit codeur est solidarisé à l'organe tournant derrière ledit couvercle qui présente un orifice dans lequel l'élément sensible est disposé en regard et à distance de lecture dudit codeur, l'orifice étant obstrué par une membrane rapportée qui est associée au couvercle en étant interposée entre l'élément sensible et le codeur, ladite membrane étant agencée pour que les impulsions magnétiques soient détectées par les éléments sensibles au travers d'elle. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 représente, en coupe longitudinale, un ensemble formant palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un agrandissement de la figure 1 au niveau de la membrane. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un mode de réalisation d'un ensemble formant palier à roulement, en particulier pour le montage d'une roue non motrice d'un véhicule automobile. Le palier comprend un organe extérieur fixe 1 comprenant une bride 2 pourvue de trous de fixation 2a agencés pour permettre la fixation du palier par vissage ou boulonnage, par exemple sur un élément de suspension du véhicule automobile. Le palier comprend également un organe intérieur tournant 3 qui, de façon non représentée, est agencé pour permettre l'association de la roue. Entre ces deux organes 1, 3, un espace de roulement est formé pour permettre la rotation relative desdits organes. Pour ce faire, chaque organe 1, 3 présente deux pistes de roulement de sorte à former entre lesdits organes deux chemins de roulement dans lesquels sont disposées respectivement une rangée de corps roulants 4 sous la forme de billes. Sur les figures, l'organe intérieur 3 comprend un corps et une bague rapportée 5 qui est emmanchée sur la surface extérieure dudit corps, une piste de roulement étant réalisée sur ladite bague et l'autre piste de roulement étant réalisée sur le corps. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation du palier, en particulier relativement à la présence de la bride, à la réalisation du chemin de roulement, à la géométrie des corps roulants 4, à la géométrie des organes fixe 1 et tournant 3. 4 Lorsque l'on veut connaître la vitesse de rotation, le sens de déplacement et/ou la position angulaire de l'organe tournant 3 par rapport à l'organe fixe 1, il est connu d'utiliser un système capteur d'informations comprenant, solidaire de l'organe tournant, un codeur 6 générateur d'impulsions magnétiques et un capteur fixe 7 muni d'au moins un élément sensible apte à détecter ces impulsions. Le codeur 6 est solidarisé à l'organe intérieur 3 sur un côté de l'espace de roulement, l'autre côté de l'espace de roulement est étanchéifié par la disposition d'un joint d'étanchéité 8 à lèvres frottantes. Dans le mode de réalisation représenté, le codeur 6 comprend une armature 8, par exemple réalisée en tôle emboutie, qui comprend une portée axiale d'emmanchement sur le diamètre extérieur d'une portée de la bague tournante 5, et une portée radiale sur laquelle le moyen générateur d'impulsions magnétiques est solidarisé. Dans un exemple de réalisation, le moyen générateur est formé d'un aimant multipolaire 9 en matériau synthétique qui est surmoulé sur la portée radiale, ledit matériau étant chargé de particules magnétiques de sorte à former une pluralité de pôles contigus à direction d'aimantation inversée d'un pôle par rapport aux deux pôles contigus. En relation avec ce type de codeur, un ou plusieurs éléments sensibles comprenant des sondes à effet Hall ou des magnétorésistances permettent de délivrer un ou plusieurs signaux analogiques sinusoïdaux qui sont notamment représentatifs de la vitesse de rotation du codeur 6. Selon une réalisation, l'aimant multipolaire 9 peut comprendre un nombre réduit de paires de pôles, par exemple 2N paires de pôles avec N strictement inférieur à 24. En particulier, N peut être égal à 12 ou à 6 de sorte à disposer d'un aimant multipolaire à 24 ou 12 paires de pôles. Ainsi, le nombre de paires de pôles étant réduit, leur dimension est plus importante de sorte que chaque pôle délivre un signal de plus grande amplitude. II en résulte donc que la distance d'entrefer, c'est-à-dire la distance maximale à laquelle les éléments sensibles peuvent détecter le signal délivré, est plus importante qu'avec un aimant conventionnel à 48 paires de pôles par exemple. Toutefois, la résolution du signal délivré par un tel aimant 9 est moins importante, puisque le nombre d'impulsions par tour de codeur 6 dépend directement du nombre de paires de pôles. Pour s'affranchir de cette baisse de résolution, le capteur 7 peut comprendre un dispositif de traitement des signaux détectés par les éléments sensibles qui est agencé pour augmenter la résolution du signal de sortie par rapport à celle des signaux détectés. Selon une réalisation, le dispositif de traitement comprend des moyens déclencheurs et des moyens d'application de la fonction XOR (OU exclusif) sur les signaux déclenchés, comme décrit dans le document FR-2 790 800. Pour protéger le codeur 6 de la pollution du milieu environnant, le palier comprend en outre un couvercle 10, par exemple métallique ou plastique, qui est solidaire de l'organe fixe 1 pour recouvrir latéralement l'espace de roulement sans interférence avec l'organe tournant 3 ou avec le codeur 6. Pour ce faire, le codeur 6 est solidarisé à l'organe tournant 3 derrière le couvercle 10 qui présente un orifice 11 dans lequel les éléments sensibles sont disposés en regard et à distance de lecture dudit codeur, de sorte que les impulsions soient détectées au travers dudit orifice. Dans le mode de réalisation représenté, le couvercle 10 comprend un disque plein dans lequel l'orifice 11 est formé, ledit orifice pouvant présenter une géométrie radiale, par exemple cylindrique, de dimension millimétrique. Le couvercle 10 est pourvu d'un bord sur lequel une portée axiale 12 est formée, ladite portée étant emmanchée sur le diamètre intérieur d'une portée correspondante de l'organe extérieur 1, par l'intermédiaire d'une armature 13. En outre, la portée axiale 12 est reliée au disque par l'intermédiaire d'un repli 5 radial 14 qui est disposé en appui sur une portée radiale d'extrémité de l'organe extérieur 1, de sorte à bien définir la côte axiale du couvercle 10 par rapport au codeur 6. Le couvercle 10 présente des moyens d'association du capteur 7 qui, sur la figure, sont formés d'un logement taraudé 15 réalisé dans une portée 16. Plus précisément, le capteur 7 présente un corps de géométrie oblongue à partir duquel une patte 17 s'étend radialement, ladite patte présentant un orifice pour permettre la fixation du capteur 7 sur le couvercle 10. En outre, la patte 17 s'étend radialement autour du corps pour prendre appui sur la portée 16 lors du positionnement du corps du capteur 7 dans l'orifice 11 du couvercle 10. En variante non représentée, le capteur 7 peut être dissocié mécaniquement du couvercle 10 et/ou de l'organe fixe 1. Sur les figures, le corps présente une partie avant disposée dans l'orifice 11 et dont l'extrémité avant 18 s'étend suivant un plan sensiblement parallèle au plan de l'aimant 9, l'élément sensible étant disposé dans ladite partie et à proximité de ladite extrémité pour permettre une lecture axiale des impulsions magnétiques. En outre, la connectique 19 du capteur 7 s'étend depuis l'autre extrémité du corps. Pour éviter l'entrée des polluants et de l'humidité dans l'espace de roulement par l'intermédiaire de l'orifice 11, ledit orifice est obstrué par une membrane rapportée 20 qui est associée au couvercle 10 en étant interposée entre l'élément sensible et le codeur 6. En outre, la membrane 20 est agencée pour que les impulsions magnétiques soient détectées par les éléments sensibles au travers d'elle. Dans des exemples de réalisation, la membrane 20 peut être collée ou soudée sur la face arrière du disque du couvercle 10, c'est-à-dire à l'opposé du capteur 7, notamment sur la zone entourant l'orifice 11. En outre, en cas de collage, la membrane 20 peut comprendre une couche de colle intégrée de fabrication sur l'une de ses faces. 7 Selon une caractéristique permettant d'augmenter la distance d'entrefer entre le codeur 6 et l'élément sensible, la structure et/ou le matériau formant la membrane 20 peut être prévu pour présenter un coefficient d'absorption des impulsions magnétiques qui est inférieur à celui du matériau formant le couvercle 10. En particulier, le couvercle 10 peut être réalisé en matériau métallique et la membrane 20 à base d'un matériau polymérique. En outre, la distance de lecture séparant l'élément sensible du codeur 6 peut être réduite en prévoyant que l'extrémité avant 18 soit disposée le plus près possible de la membrane 20, notamment à une distance qui est inférieure ou égale à l'épaisseur de ladite membrane. En effet, on diminue ainsi l'espace axial entre l'extrémité avant 18 et la face avant de la membrane 20, de sorte à rapprocher l'élément sensible de ladite membrane. Dans un exemple de réalisation, la membrane 20 peut présenter une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,4 mm, par exemple de 0,26 +/- 0,04 mm. A titre de comparaison, le fond d'un orifice borgne présente classiquement une épaisseur de l'ordre de 0,7 mm. Selon une autre caractéristique avantageuse, la membrane 20 peut être imper-respirante, c'est-à-dire imperméable au liquide et perméable à l'air, notamment en étant microporeuse et en étant réalisée en matériau hydrophobe et/ou oléophobe. Ainsi, on évite l'entrée des liquides dans l'espace de roulement et, par compensation de pression, on laisse respirer ledit espace lors de la rotation du palier. En particulier, la membrane 20 peut être réalisée sous la forme d'un film microporeux ou sous la forme d'un non tissé microporeux, par exemple en polytétrafluoréthylène (PTFE). En outre, la membrane 20 peut comprendre plus d'une couche de matériau. REVENDICATIONS1. Ensemble formant palier à roulement équipé d'un système capteur d'informations comprenant un codeur (6) générateur d'impulsions magnétiques et un capteur (7) muni d'au moins un élément sensible apte à détecter ces impulsions, ledit palier comprenant un organe intérieur tournant (3), un organe extérieur fixe (1) et des corps roulants (4) disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier comprenant en outre un couvercle (10) solidaire de l'organe fixe (1) pour recouvrir latéralement ledit espace de roulement, ledit codeur est solidarisé à l'organe tournant (3) derrière ledit couvercle qui présente un orifice (11) dans lequel l'élément sensible est disposé en regard et à distance de lecture dudit codeur, ledit ensemble étant caractérisé en ce que l'orifice (11) est obstrué par une membrane rapportée (20) qui est associée au couvercle (10) en étant interposée entre l'élément sensible et le codeur (6), ladite membrane étant agencée pour que les impulsions magnétiques soient détectées par les éléments sensibles au travers d'elle. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane (20) est associée sur la face arrière du couvercle (10). 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (7) présente une extrémité avant (18) disposée à une distance de la membrane (20) qui est inférieure ou égale à l'épaisseur de ladite membrane. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la membrane (20) est imper-respirante. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en 30 ce que la membrane (20) est collée sur le couvercle (10).25 9 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la membrane (20) présente une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,4 mm. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la membrane (20) est réalisée à base d'au moins un matériau polymérique. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capteur (7) comprend un dispositif de traitement des signaux détectés par l'élément sensible, ledit dispositif étant agencé pour augmenter la résolution du signal de sortie par rapport à celle des signaux détectés. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur (7) est associé au couvercle (10).