Brevet FR3019645A1 — publié le 20151009

L'invention concerne un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce. Lorsque l'on veut déterminer une information sur le mouvement d'une pièce, par exemple la vitesse dudit mouvement, il est connu d'instrumenter ladite pièce avec un organe, généralement appelé codeur, qui porte une piste apte à générer un signal représentatif du mouvement dudit organe. En particulier, la piste peut posséder une aimantation présentant une alternance régulière de pôles Nord et Sud qui est apte à délivrer un signal magnétique pseudo-sinusoïdal représentatif du mouvement de l'organe, et donc de la pièce à laquelle il est solidarisé, un capteur étant placé à distance de lecture dudit signal pour déterminer une information sur ledit mouvement à partir dudit signal. Selon certaines réalisations, le capteur et l'organe sont physiquement séparés, et il est souvent nécessaire, pour assurer une disposition correcte de l'organe vis-à-vis du capteur, de développer des pièces spécifiques et des outillages associés, ce qui peut s'avérer coûteux et prendre beaucoup de temps. En particulier, pour les codeurs équipés de pistes magnétiques, il convient d'ajuster la conception du codeur et notamment l'aimantation de sa piste à chaque cas, notamment selon le type de pièce à instrumenter, le type de mouvement à étudier et/ou le type d'information à déterminer. De plus, des techniques différentes doivent être mises en place selon le mode de lecture du signal, notamment si ladite lecture est axiale (suivant un axe du mouvement du codeur) ou radiale (perpendiculairement à un axe du mouvement du codeur). Par ailleurs, selon le type de capteur utilisé, la distance de lecture est plus ou moins facile à gérer. L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce qui soit simple et peu coûteux à produire tout en étant adapté à un grand nombre d'utilisations. A cet effet, l'invention propose un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce, ledit appareil comprenant un boîtier sur lequel un organe est monté en rotation, ledit organe portant une piste annulaire apte à générer un signal représentatif de ladite rotation, ledit appareil comprenant en outre un capteur monté à distance de lecture dudit signal et apte à déterminer ladite information de mouvement à partir dudit signal, ledit appareil comprenant une piste de roulement solidaire en rotation dudit organe, ladite piste de roulement étant agencée pour, par contact de sa surface sur la pièce en mouvement, entraîner la rotation dudit organe. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 représentent un appareil de détermination selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de face (figure 1 a), en coupe longitudinale (figure 1 b) et en perspective (figure 1c) ; - les figures 2 représentent un appareil de détermination selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de face (figure 2a), en coupe longitudinale (figure 2b) et en perspective (figure 2c) ; - les figures 3 représentent un appareil de détermination selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de face (figure 3a), en coupe longitudinale (figure 3b) et en perspective (figure 3c). En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce. L'appareil comprend un boîtier 1 sur lequel un organe 2 est monté en rotation, ledit organe portant une piste annulaire 3 apte à générer un signal représentatif de ladite rotation. L'appareil comprend en outre un capteur 4 monté à distance de lecture du signal généré par la piste génératrice 3, ledit capteur étant apte à déterminer l'information de mouvement à partir dudit signal. En relation avec les figures, le boîtier 1 présente un logement ouvert 5 dans lequel l'organe 2 est monté en rotation, le capteur 4 comprenant au moins un élément sensible 4a qui est disposé dans un fond dudit logement pour être disposé à distance de lecture du signal généré par la piste génératrice 3. En particulier, le boîtier 1 comprend une portion inférieure 1 a en U renversé qui délimite le logement ouvert 5, l'organe 2 étant monté en rotation entre les branches lb dudit U renversé et les éléments sensibles 4a étant disposés dans une ouverture formée dans la base 1 c dudit U renversé. L'organe 2 comprend une paroi périphérique annulaire 2a sur laquelle est formée la piste génératrice 3. En relation avec les figures, l'organe 2 comprend un corps en forme de roue et d'épaisseur réduite, ledit corps étant monté en rotation dans le logement ouvert 5 de manière à ce que la paroi périphérique 2a pourvue de la piste génératrice 3 soit disposée en regard des éléments sensibles 4a pour une lecture radiale du signal généré, c'est-à-dire une lecture dudit signal perpendiculairement à l'axe de rotation dudit organe. Ainsi, l'encombrement radial du boîtier 1 est réduit. En variante, l'organe 2 et/ou le capteur 4 peuvent être agencés pour une lecture axiale du signal, c'est-à-dire suivant l'axe de rotation dudit organe. En relation avec les figures 2, la piste génératrice 3 est aimantée. En particulier, l'organe 2 peut comprendre une piste génératrice 3 avec une aimantation présentant une alternance régulière de pôles Nord et Sud qui est apte à délivrer un signal magnétique pseudo-sinusoïdal représentatif de la rotation de l'organe 2. En variante, la piste génératrice 3 peut être bipolaire. A titre d'exemple, la piste génératrice 3 peut être réalisée en matériau polymère chargé en particules magnétiques, notamment en copolymère butadiène nitrile-acrylique (NBR), éventuellement renforcé mécaniquement par des charges telles que du noir de carbone, les particules magnétiques pouvant être à base de ferrite. En relation avec les figures 1 et 3, la piste génératrice 3 comprend des crans 3a régulièrement répartis sur la paroi périphérique 2a, lesdits crans étant aptes à perturber un signal lors de leur passage devant les éléments sensibles 4a, notamment en perturbant le champ magnétique d'éléments sensibles 4a aimantés, formant ainsi une roue phonique par rotation de l'organe 2. Cette réalisation s'avère avantageuse dans la mesure où la piste génératrice 3 ne comprend alors pas de particules actives, et est donc moins fragile. Pour déterminer une information sur le mouvement d'une pièce, l'appareil est disposé de manière à ce que l'organe 2 soit entraîné en rotation par ladite pièce. Pour ce faire, l'appareil comprend une piste de roulement 6 solidaire en rotation de l'organe 2, ladite piste de roulement étant agencée pour, par contact de sa surface sur la pièce en mouvement, entraîner la rotation dudit organe. Ainsi, l'appareil ne nécessite pas le montage de l'organe 2 sur la pièce en mouvement, ce qui le rend simple d'utilisation et adaptable à plusieurs situations. En particulier, l'appareil peut être utilisé aussi bien pour une pièce en rotation que pour une pièce en translation, en contact sur une surface quelconque de ladite pièce, notamment sur sa périphérie ou sur l'une de ses faces. Le capteur 4 est apte à lire le signal généré lors de la rotation de l'organe 2 et à déterminer l'information de mouvement de la pièce à partir dudit signal. Le capteur 4 comprend des moyens de traitement du signal lu par les éléments sensibles 4a, notamment en comprenant un circuit électronique (PCB). En outre, le capteur 4 peut comprendre des moyens permettant de tenir compte du rapport d'engrenage entre l'organe 2 et la pièce en mouvement. L'organe 2 présente une paroi sur laquelle est formée la piste de roulement 6. En relation avec les figures 3, la piste génératrice 3 forme également la piste de roulement 6. Pour ce faire, l'organe 2 comprend un revêtement 6a qui est disposé sur la paroi périphérique 2a en recouvrant la piste génératrice 3, ledit revêtement étant agencé pour permettre l'entraînement en rotation dudit organe par contact sur une pièce en mouvement tout en permettant la génération à travers lui du signal de ladite piste génératrice. En relation avec les figures 1 et 2, l'organe 2 est équipé d'un disque 7 rapporté qui est solidaire en rotation dudit organe, la piste de roulement 6 étant formée sur ledit disque en étant écartée de la piste génératrice 3. En particulier, la piste de roulement 6 est formée sur la périphérie du disque 7. De façon avantageuse, le disque 7 est agencé pour permettre le contact de la piste de roulement 6 sur la pièce en mouvement en évitant le contact de la piste génératrice 3 sur ladite pièce, ce qui permet de limiter l'endommagement et/ou le dépôt d'impuretés sur ladite piste génératrice, notamment dans le cas d'une piste aimantée. Pour ce faire, le disque 7 présente un diamètre légèrement supérieur à celui de l'organe 2. En outre, la piste de roulement 6 présente un revêtement agencé pour favoriser son entraînement en rotation par contact sur la pièce en mouvement, notamment en évitant un glissement relatif lors dudit entraînement. En particulier, le disque 7 peut être revêtu et/ou formé à base d'un matériau élastomère. La largeur de la piste de roulement 6 peut être variable, en étant notamment étroite pour minimiser son glissement et son usure lors de son entraînement par contact sur la pièce en mouvement. Par ailleurs, une piste de roulement 6 étroite facilite son positionnement en contact d'une face latérale d'une pièce tournante, et non sur sa périphérie extérieure, et donc permet de mesurer l'information par ladite face qui peut être plus accessible que ladite périphérie. De façon avantageuse, les éléments sensibles 4a sont choisis parmi les sondes magnétosensibles, notamment à effet Hall et/ou les sondes à base de magnétorésistances à effet tunnel (TMR), de magnétorésistances anisotropes (AMR), de magnétorésistances géantes (GMR). En particulier, les TMR permettent une détection des signaux dans une plage d'entrefer importante. Par ailleurs, la technologie TMR présente l'avantage de pouvoir être conditionnée dans un circuit électronique à faible consommation électrique et de pouvoir fonctionner à température élevée. En outre, la sensibilité des TMR augmente avec la température alors que l'intensité du champ magnétique diminue, ce qui permet de fiabiliser la détection dudit champ même à haute température. Selon une réalisation, le capteur 4 et/ou l'organe 2 sont montés sur le boîtier 1 en étant déplaçables l'un par rapport à l'autre afin de pouvoir régler la distance de lecture du signal. Dans les modes de réalisation représentés, le boîtier 1 comprend une portion supérieure tubulaire 1 d qui s'étend depuis la base 1 c de la portion inférieure 1 a. Cette portion supérieure 1d comprend un alésage dans lequel est monté le corps 8 du capteur 4, l'extrémité inférieure dudit corps portant les éléments sensibles 4a. Par ailleurs, le corps 8 et/ou la portion supérieure 1d porte des moyens de réglage de la position du capteur 4 dans l'alésage de ladite portion supérieure, et donc de la distance de lecture. En particulier, le corps 8 présente une tête 9 permettant de déplacer par vissage ledit corps dans l'alésage suivant la distance de lecture souhaitée. L'appareil comprend en outre un élément 10 de fixation du boîtier 1 par rapport à la pièce en mouvement. En relation avec les figures, l'élément de fixation 10 comprend une bague 10a dans laquelle une partie de la portion supérieure 1d est disposée. De plus, l'élément de fixation 10 comprend une patte radiale 10b solidarisée à la bague 10a et portant des moyens de fixation à une structure fixe par rapport à la pièce en mouvement, par exemple des orifices 11 de montage de vis. Le boîtier 1 est équipé de moyens 12 d'ajustement de la distance entre la piste de roulement 6 et l'élément de fixation 10, permettant notamment, même en cas de mouvement relatif entre la piste de roulement 6 et la pièce, de maintenir ladite piste en contact sur ladite pièce sans modifier la distance de lecture entre les éléments sensibles 4a et la piste génératrice 3. Dans les modes de réalisation représentés, ces moyens d'ajustement 12 sont élastiques et sont montés en appui entre la base 1c de la portion inférieure 1 a et la bague 10a de l'élément de fixation 10 afin d'amortir les éventuelles oscillations de la pièce en mouvement sur laquelle la piste de roulement 6 est en contact lors de l'utilisation de l'appareil. En particulier, lorsque la pièce oscille, l'organe 2 est déplacé et entraîne avec lui le corps 8 par l'intermédiaire du boîtier 1 dont la portion inférieure 1 a est montée coulissante dans la bague de fixation 10a. REVENDICATIONS1. Appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce, ledit appareil comprenant un boîtier (1) sur lequel un organe (2) est monté en rotation, ledit organe portant une piste annulaire (3) apte à générer un signal représentatif de ladite rotation, ledit appareil comprenant en outre un capteur (4) monté à distance de lecture dudit signal et apte à déterminer ladite information de mouvement à partir dudit signal, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une piste de roulement (6) solidaire en rotation dudit organe, ladite piste de roulement étant agencée pour, par contact de sa surface sur la pièce en mouvement, entraîner la rotation dudit organe. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (2) comprend une paroi périphérique annulaire (2a) sur laquelle est formée la piste génératrice (3). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe (2) présente une paroi (2a) sur laquelle est formée la piste de roulement (6). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la piste génératrice (3) forme la piste de roulement (6). 5. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe (2) est équipé d'un disque (7) rapporté qui est solidaire en rotation dudit organe, la piste de roulement (6) étant formée sur ledit disque en étant écartée de la piste génératrice (3). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le disque (7) est agencé pour permettre le contact de la piste de roulement (6) sur la pièce en mouvement en évitant le contact de la piste génératrice (3) sur ladite pièce. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la piste de roulement (6) présente un revêtement agencé pour favoriser son entraînement en rotation par contact sur la pièce en mouvement. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la piste génératrice (3) possède une aimantation présentant une alternance régulière de pôles Nord et Sud qui est apte à délivrer un signal magnétique pseudo-sinusoïdal représentatif de la rotation de l'organe (2). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur (4) et/ou l'organe (2) sont montés sur le boîtier (1) en étant déplaçables l'un par rapport à l'autre afin de pouvoir régler la distance de lecture du signal. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (10) de fixation du boîtier (1) par rapport à la pièce en mouvement. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le boîtier (1) est équipé de moyens (12) d'ajustement de la distance entre la piste de roulement (6) et l'élément de fixation (10). 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'ajustement (12) sont élastiques. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le capteur (4) comprend au moins un élément sensible (4a) disposé à distance de lecture du signal généré par la piste génératrice (3), ledit élément sensible étant choisi parmi les sondes magnétosensibles.30