Brevet FR2979706A1 — publié le 20130308

DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONTROLE DU SENS DE MONTAGE D'UN ROULEMENT A PISTE MAGNETIQUE SUR UN TRAIN ROULANT DE VEHICULE L'invention a trait à un dispositif et un procédé de détection sur un train roulant de véhicule du montage d'un roulement à piste magnétique et/ou d'un capteur de vitesse coopérant avec la piste magnétique. La figure 1 illustre un train roulant selon l'état de la technique, comprenant essentiellement un moyeu 2, un support 4, un roulement (non visible) assurant la liaison mécanique entre le moyeu 2 et le support 4, et un capteur 6 de vitesse de rotation de la roue. Le capteur 6 comprend un anneau en matière plastique clippé sur le support 4. Le roulement, le plus souvent à billes, est illustré à la figure 2. Le roulement 8 comprend notamment et classiquement une bague extérieure 10 et une bague intérieure 12. Il comprend également un anneau multipolaire 14 lié à la bague tournante du roulement, habituellement la bague intérieure 12. Cet anneau fait office de joint du roulement ainsi que de piste magnétique pour le capteur. Son principe de fonctionnement avec le capteur est illustré à la figure 3. Il est généralement plat et comprend une série d'aimants permanents disposés le long de l'anneau de manière à présenter une alternance de pôles nord N et de pôles sud S au capteur 6 disposé en face de l'anneau. Le capteur 6 est ainsi soumis à un champ magnétique variable lors de la rotation de la roue. Il peut être du type magnéto- résistif, c'est-à-dire comprenant des fines couches de permalloy séparées par des couches de silicium qui modifient leur résistance ohmique en fonction de la direction et l'intensité du champ magnétique. Le permalloy est un alliage de fer et de nickel présentant une perméabilité magnétique élevée. L'élément magnéto-résistif peut être monté dans un pont de Wheatstone aux bornes duquel on mesure la variation de tension au passage du champ magnétique. Le capteur peut être également actif, à savoir qu'il peut comprendre sa propre électronique qui doit être alors alimentée électriquement. Le capteur 6 illustré à la figure 3 comprend un élément magnétorésistif 16 et une électronique 18. L'utilisation de capteurs de vitesse de rotation d'une roue de véhicule, montés directement en face d'un roulement de moyeu du train roulant est notamment connue des documents de brevet US 2010/0296759 A1, FR 2 900 209 Al et FR 2 669 432 Al. Lors de l'assemblage d'un train roulant tel que celui illustré à la figure 1, le roulement peut être facilement monté à l'envers, à savoir avec la piste magnétique 14 du mauvais côté, c'est-à-dire du côté opposé à celui du capteur de vitesse destiné à coopérer avec la piste. Le contrôle visuel du sens de montage du roulement s'est avéré peu fiable, notamment en raison des apparences similaires du joint classique et du joint codeur ou piste magnétique. Un montage inversé du roulement a pour conséquence que certaines fonctions du véhicule liées à la détection de la vitesse des roues, telles que notamment la fonction ABS, ne fonctionneront pas. Un démontage du train roulant en fin de processus d'assemblage du véhicule est alors nécessaire, ce qui n'est pas sans entrainer des contraintes et des coûts indésirables. L'invention a pour objectif de proposer une solution au problème de montage inversé du roulement à piste magnétique d'un train roulant. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une solution permettant de détecter de manière simple et fiable un montage inversé du roulement à piste magnétique d'un train roulant. L'invention a pour objet un dispositif de contrôle comprenant: une entrée destinée à être connectée à un capteur de mesure de la vitesse d'une roue de véhicule, le capteur étant destiné à coopérer avec une piste magnétique d'un roulement; des moyens électriques et/ou électroniques aptes à traiter le signal du capteur; remarquable en ce qu'il est configuré pour détecter sur base du signal du capteur la présence de la piste magnétique en face dudit capteur et pour émettre un signal en présence ou, alternativement, en l'absence de la piste magnétique. Le signal est préférentiellement émis en présence de la piste magnétique. L'absence de signal lors du contrôle signifie alors que la piste magnétique est absente et, partant, que le roulement est probablement monté à l'envers. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend des moyens lumineux aptes à émettre le signal de présence ou d'absence de la piste magnétique. Selon un autre mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend une sortie de commande apte à commander en présence de la piste magnétique en face du capteur une étape suivante lors de l'assemblage d'un train roulant comprenant le capteur et le roulement. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, la sortie comprend deux connecteurs, le dispositif étant configuré pour fermer ou, alternativement, ouvrir le 5 passage entre les deux connecteurs en présence de la piste magnétique en face du capteur. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le dispositif est configuré pour détecter au moins un, préférentiellement deux niveaux prédéterminés d'intensité dans le signal du capteur, la présence du ou d'au moins un des deux 10 niveaux prédéterminés correspondant à la présence de la piste magnétique en face du capteur. Le dispositif peut être configuré pour assurer une fonction « OU » entre la détection des deux niveaux, de manière à produire un signal de présence de la piste magnétique en face du capteur lors de la détection d'un des deux niveaux ainsi que lors de la détection des deux niveaux sur un laps de temps. 15 Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le dispositif est configuré pour appliquer une tension d'alimentation à son entrée de manière à pouvoir alimenter le capteur équipé d'une électronique intégrée, préférentiellement un capteur actif du type magnéto-résistif. L'invention a également pour objet un procédé de contrôle lors d'opérations 20 d'assemblage d'un train roulant de véhicule, de la présence d'une piste magnétique en face d'un capteur de mesure de la vitesse de la roue du train roulant; remarquable par les étapes suivantes: (a) connexion du capteur à un dispositif de contrôle de la présence de la piste magnétique en face du capteur; (b) observation d'un signal du dispositif de contrôle, correspondant à la présence ou l'absence de la piste 25 magnétique en face du capteur; (c) en cas de signal d'absence, interruption des opérations d'assemblage du train roulant; (d) en cas de signal de présence, continuation des opérations d'assemblage du train roulant. Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape (a) est consécutive, préférentiellement directement consécutive au montage du roulement dans son 30 logement et au montage du capteur sur le train roulant, de manière à pouvoir interrompre les opérations de montage en cas de montage du roulement dans une position inversée. Selon un autre mode avantageux de l'invention, l'étape (c) est suivie d'une étape de démontage du roulement du train roulant et de remontage dans le sens inverse. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le dispositif de contrôle est conforme à l'invention. Les mesures de l'invention permettent par des moyens très simples de détecter un montage erroné du roulement et/ou du capteur, plus particulièrement un montage à l'envers du roulement qui empêche alors le capteur de coopérer et de fonctionner avec sa piste magnétique située du côté opposée au capteur. En cas de montage à l'envers du roulement ou de mauvais positionnement du capteur sur le train roulant, un signal de non-conformité est émis ou, alternativement, l'absence de signal de conformité permet d'en déduire qu'il y a non-conformité du train roulant. Ce dernier peut ainsi être dérouté de la ligne d'assemblage en vue d'une inspection et/ou d'un démontage. Ces mesures évitent de devoir attendre la connexion du capteur au réseau du véhicule à un stade ultérieur de l'assemblage du véhicule pour constater le non fonctionnement du capteur lié éventuellement à un montage erroné du roulement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un train roulant de véhicule, équipé d'un capteur de vitesse de la roue, correspondant à de la technique antérieure ; - La figure 2 est une vue en plan d'un roulement à billes à piste magnétique, du train de la figure 1 ; - La figure 3 est une illustration schématique d'une portion de la piste magnétique du roulement de la figure 2, ainsi que du capteur de la figure 1 ; - La figure 4 est une illustration du principe de fonctionnement électrique du capteur de la figure 3 ; - La figure 5 est une illustration de principe d'un capteur de vitesse de roue relié à un dispositif de contrôle du sens de montage du roulement, conforme à l'invention et d'un outil de serrage des vis du train roulant, relié au dispositif de détection ; - La figure 6 est une illustration plus détaillée du dispositif de contrôle de la figure 5, conforme à l'invention. La figure 4 est une illustration du principe de fonctionnement électrique d'un capteur de vitesse de roue du type magnéto-résistif, conforme en soi à l'art antérieur. Le capteur 6 comprend essentiellement un élément magnéto-résistif 16 disposé en face d'une piste magnétique 14, et une électronique 18 alimentée électriquement en tension par les deux contacts 20 et 22. La piste magnétique comprend une série d'aimants permanents présentant une alternance de pôles nord et de pôles sud le long de la piste. Lorsque cette dernière est en rotation, elle génère un champ magnétique variable au niveau de l'élément magnéto-résistif 16. Ce dernier est constitué de fines couches de permalloy séparées par des couches de silicium. Ces dernières voient leur résistante ohmique modifiée en fonction de la direction et de l'intensité du champ magnétique les traversant. Le champ magnétique variable produit par la piste magnétique mobile provoque ainsi une variation de résistance aux bornes de l'élément magnéto-résistif 16, cette variation présentant un profil en créneau entre deux valeurs de résistance. Ce profil est d'ailleurs illustré à côté de l'élément magnéto-résistif 6 à la figure 4. L'électronique 18, notamment au moyen d'un pont de Wheatstone, détecte cette variation de résistance et est configurée pour la convertir en courant suivant un profil également en créneau oscillant entre deux valeurs d'environ 7 mA et de 14 mA. Ce profil est illustré en dessous du galvanomètre à la figure 4. Il s'ensuit que le capteur 6 consomme, lorsqu'il est alimenté en tension, un courant de 7 mA ou 14 mA lorsque la piste magnétique est disposée en face du capteur. Le courant étant de 7 mA lorsqu'un des pôles nord ou pôles sud est en face du capteur et le courant consommé est de 14 mA lors du prochain passage du pôle nord ou pôle sud en face du capteur. En l'absence de piste magnétique ou lorsque cette dernière est trop éloignée du capteur, aucun courant n'est parcouru par le capteur sous tension. Ces caractéristiques du capteur magnéto-résistif sont particulièrement intéressantes pour la détection de la présence de la piste magnétique en face du capteur. La figure 5 illustre le capteur de vitesse de roue 6 relié à un dispositif 24 de contrôle du montage du roulement et du capteur, conforme à l'invention et un outil 26 de serrage des vis du train roulant, relié au dispositif de contrôle 24. Ce dernier est alimenté en tension et comprend deux connecteurs d'entrée 20 et 22 reliés au capteur 6. Les deux connecteurs 20 et 22 sont à une tension Ua correspondant à la tension normale d'alimentation du capteur 6. Le connecteur 22 est relié à la masse via une résistance lqc destinée à convertir le courant de sortie du capteur en tension. Pour une valeur de 120 Ohm, la résistance lqc permet par exemple de convertir le courant de 7mA en une tension de 0.84 V et le courant de 14 mA en une tension de 1.68 V. Il est ensuite aisé au moyen notamment de transistors et de bascules monostables de convertir les deux niveaux de tension en un signal de conformité du couple capteur-piste magnétique. Les bascules monostables permettent d'assurer une durée du signal de sortie pour une durée courte d'un des deux niveaux de tension d'entrée. Une fonction OU peut être réalisée en sortie de deux bascules monostables afin que la présence d'au moins un des deux niveaux de tension génère un signal de conformité. Il se peut également que le moyeu soit mis en rotation durant le contrôle. La rémanence des signaux de commande correspondant aux deux niveaux de tension, ainsi que la fonction OU permettent de générer un signal stable de conformité même lorsque le moyeu est en mouvement. Le signal de conformité peut être visuel, sonore ou encore de tout autre type. Le dispositif de contrôle 24 comprend deux connecteurs de sortie 28 et 30 reliés à un outil de serrage des vis du train roulant 26. Les connecteurs 28 et 30 sont reliés dans le dispositif 24 à un relais commandé par le signal de conformité. Le dispositif de contrôle est configuré pour fermer le passage entre les connecteurs 28 et 30 en cas de détection de conformité du montage du roulement et du capteur. L'outil 26 de serrage des vis du train roulant est ainsi autorisé à assurer une des opérations suivantes d'assemblage du train roulant. Il est à noter que le dispositif de contrôle peut être relié à d'autres appareils tels que par exemple un automate de commande de la ligne d'assemblage. II est également à noter que le dispositif de contrôle ne doit pas nécessairement être relié à un appareil ou à un outil. En effet, la présence du signal de conformité peut être perçue par le personnel actif à l'assemblage du train roulant et être ensuite traité humainement comme par exemple par voie d'actionnement d'outillage relatif à des opérations consécutives (en cas de conformité) ou par déroutage du train roulant en voie d'assemblage en vue d'un désassemblage (en cas de non-conformité). La figure 6 illustre le dispositif de contrôle 24 plus en détail. Il comprend un module d'alimentation en tension continue 36 de type classique et connu en soi transformant la tension réseau aux entrées AC/L et AC/N en tension continue de sortie +12V. Le dispositif de contrôle comprend également un module électronique 38 de traitement du signal provenant du capteur 6. Ce module 38 est ainsi alimenté en +12V par le module d'alimentation 36. Le dispositif de contrôle comprend également deux témoins lumineux sous forme de LED 34 et 32. L'une 34 est alimentée lorsque le dispositif est sous tension et l'autre 32 est alimentée lorsque le dispositif détecte une conformité de montage. Le module 38 comprend également deux connecteurs de sortie 28 et 30 qui sont mis en contact fermé lors de la détection de conformité. Cette mise en contact ou validation est préférentiellement assurée par un relais comme illustré à la figure 5 et déjà discuté en relation avec cette figure. Comme déjà mentionné en relation avec la figure 5, le module électronique 38 est configuré pour détecter les variations de courant du capteur, plus particulièrement les passages aux deux niveaux prédéterminés de 7 mA et de 14mA. Un courant de sortie du capteur au niveau bas ou au niveau haut va déclencher le signal de sortie de conformité vers la LED 32 et vers le relais de mise en fermeture des connecteurs 28 et 30. Il n'est pas nécessaire de faire tourner le moyeu pour générer un signal de sortie exploitable et, partant, pour opérer la détection. Le fait de faire tourner le moyeu va toutefois générer un signal en créneau oscillant entre les niveaux haut et bas. La détection de conformité est ainsi confirmée grâce à la fonction OU du dispositif de contrôle. Il est à noter que l'invention est applicable à des capteurs présentant d'autres caractéristiques que celles de celui qui vient d'être décrit, ainsi qu'à d'autres types de capteurs. En effet, l'idée de base est que le signal du capteur n'est exploitable que lorsque la piste magnétique est disposée à proximité du capteur. Le signal du capteur est donc différent en présence de la piste magnétique. Le capteur ne génère en principe pas de signal en l'absence de la piste magnétique. En fonction du type de capteur utilisé, le signal de sortie peut être un courant de niveau différent de celui qui a été mentionné dans la description du mode de réalisation en relation avec les figures 4 à 6. Le signal de sortie peut également être un signal en tension. Le signal, au lieu d'être en créneau, peut également être une impulsion, souvent générée lors de la mise en mouvement de la piste magnétique.