Brevet FR3027387A1 — publié le 20160422

- DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de la détection, plus particulièrement dans un environnement industriel, mettant en oeuvre des moyens intégrés au moins partiellement dans des équipements, machines, installations ou analogues et présentant au moins une partie dite "raccordement utilisateur" susceptible d'être exposée à des agressions extérieures, tels que des chocs, des contraintes ou des sollicitations, pouvant les endommager. Dans ce contexte, l'invention a pour objet un dispositif détecteur avec une partie raccordement extérieur aisément amovible. Les dispositifs détecteurs visés comprennent de manière générale, d'une part, une partie apparente et rapportée extérieurement assurant au moins la transmission des signaux provenant des capteurs et le raccordement physique, et éventuellement un traitement au moins partiel desdits signaux, cette première partie étant typiquement montée sur la face extérieure de l'équipement concerné, et, d'autre part, une partie "noyée", comprenant les capteurs disséminés sur ou dans l'équipement aux endroits à surveiller, et généralement au moins partiellement intégrés dans la structure de l'équipement. Actuellement, ces dispositifs détecteurs sont le plus souvent réalisés comme des sous-ensembles d'un seul tenant et l'endommagement de leur partie exposée (choc, impact, traction exagérée sur le câble de raccordement) oblige à remplacer la totalité du dispositif Ceci est non seulement onéreux, mais également fastidieux et peut entraîner des arrêts machines importants impactant la productivité (notamment du fait d'un démontage au moins partiel de l'équipement pour enlever les capteurs intégrés et d'une possible phase de réglage ou de calibration des nouveaux capteurs). Pour tenter de surmonter cet inconvénient, il a été proposé de rendre les parties constitutives séparables, c'est-à-dire de prévoir un boîtier 30 de raccordement relié de manière amovible au(x) capteur(s) intégré(s). Toutefois, les solutions existantes de ce dernier type ne donnent pas entière satisfaction, la réalisation simultanée de la liaison électrique et de la fixation mécanique pouvant être délicate, sans garantie d'une - 2 - répétabilité fiable, indépendante notamment de la qualité du travail de l'opérateur. La présente invention a notamment pour but de surmonter les limitations de l'état de la technique précité. A cet effet, l'invention a pour objet un détecteur du type précité comprenant au moins un capteur monté sur ou dans l'équipement, en étant éventuellement au moins partiellement intégré dans ce dernier, et un boîtier de raccordement, relié au(x) détecteur(s), comportant au moins un connecteur pour une liaison filaire externe et fixé à un endroit aisément accessible de l'équipement concerné, le cas échéant en surface et de manière proéminente, ledit dispositif détecteur intégrant des moyens fonctionnels aptes à réaliser des opérations de traitement, de conditionnement et/ou d'évaluation des signaux générés au niveau du ou des capteur(s), dispositif détecteur caractérisé en ce qu'il comprend également une embase formant simultanément interface de montage mécanique pour le boîtier de raccordement sur l'équipement et interface de connexion électrique entre ledit boîtier et le(s) capteur(s), les liaisons mécanique et électrique étant établies par simple emboîtement du boîtier sur l'embase et les moyens fonctionnels étant répartis physiquement entre le(s) capteur(s), l'embase et le boîtier. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un mode de réalisation d'un dispositif détecteur selon l'invention installé sur un équipement industriel (vu en coupe) ; les figures 2A et 2B sont des vues en coupe du dispositif représenté figure 1, la partie raccordement extérieur (boîtier de raccordement) du dispositif étant respectivement assemblé avec (Fig. 2A) et partiellement désolidarisé (Fig. 2B) de la partie interface de liaison (embase) ; la figure 3 est une vue de détail, à une échelle différente, d'une partie de l'objet représenté figure 2B ; les figures 4A et 4B sont des vues en perspective selon deux directions différentes du dispositif détecteur représenté figures 1 et 2, à - 3 - l'état mutuellement emboîté des deux composantes de la partie apparente du détecteur, et, les figures 5A et 5B sont des vues similaires à celles des figures 4A et 4B respectivement, à l'état séparé des composants de la partie apparente (non intégrable) du détecteur. Les figures 1, 2, 4 et 5 montrent un dispositif détecteur 1 destiné à être installé sur une machine, un poste de travail, une installation de traitement ou de fabrication ou un équipement 2 industriel et/ou technique analogue. Ce dispositif détecteur 1 comprend au moins un capteur 3 monté sur ou dans l'équipement 2, en étant éventuellement au moins partiellement intégré dans ce dernier, et un boîtier de raccordement 4, relié au(x) détecteur(s) 3 (sur les figures deux capteurs 3 installés dans l'équipement 2 à des emplacements différents). Ce boîtier 4 comporte au moins un connecteur 5 pour une liaison filaire externe et est fixé à un endroit aisément accessible de l'équipement 2 concerné, le cas échéant en surface et de manière proéminente. Ledit dispositif détecteur 1 intègre des moyens fonctionnels 6 aptes à réaliser des opérations de traitement, de conditionnement et/ou d'évaluation des signaux générés au niveau du ou des capteur(s) 3. Conformément à l'invention, le dispositif détecteur 1 comprend également une embase 7 formant simultanément, d'une part, interface de montage mécanique pour le boîtier de raccordement 4 sur l'équipement 2 et, d'autre part, interface de connexion électrique entre ledit boîtier 4 et le(s) capteur(s) 3, les liaisons mécanique(s) et électrique(s) étant établies par simple emboîtement du boîtier 4 sur l'embase 7 et les moyens fonctionnels 6 étant répartis physiquement entre le(s) capteur(s) 3, l'embase 7 et le boîtier 4. L'invention fournit ainsi un dispositif détecteur 1 à structure modulaire, tant au niveau physique, qu'au niveau fonctionnement, autorise un changement aisé de la partie la plus exposée aux risques d'endommagement (boîtier 4), sans avoir à intervenir sur les autres parties intégrées ou affleurantes (capteurs 3 et embase 7). De plus, il est également possible de remplacer un boîtier de raccordement 4 donné par un autre présentant des moyens fonctionnels 6 et/ou des connecteurs 5 différents, ou positionnés différemment, ou encore une forme ou un encombrement - 4 - adapté à un autre environnement extérieur (lorsque ce dernier change par exemple). La liaison bidirectionnelle (alimentation/transmission de signaux) entre l'embase 7 et les capteurs 3 est de nature filaire préférentiellement. Une transmission de signaux vers les capteurs 3, en vue de leur recalibration et/ou de leur paramétrage, peut être envisagée. Le boîtier de raccordement 4 est préférentiellement monté sur une surface apparente de l'équipement 2, aisément accessible pour des outils 10 ou analogues. Préférentiellement, la connexion électrique amovible (entre le boîtier 4 et l'embase 7) est réalisée par contact, préférentiellement sous contrainte élastique, entre des premiers moyens 8 sous forme de broches, de plots ou analogues, d'une part, et des seconds moyens 8' sous forme de sites 15 d'appui, de réception ou analogues, d'autre part, ces deux types de moyens 8, 8' étant arrangés, l'un, dans le boîtier de raccordement 4 et, l'autre, dans l'embase 7 respectivement. Pour sécuriser la solidarisation et l'assemblage du boîtier 4, il peut être prévu que l'assemblage par emboîtement du boîtier de 20 raccordement 4 avec l'embase 7 soit bloqué par au moins une vis 9, qui traverse préférentiellement l'embase 7 pour venir en prise dans l'équipement 2 (tête de vis apparente et accessible depuis un espace dégagé de préférence). Ainsi, l'embase 7 réalise par le biais de l'emboîtement un 25 positionnement mécanique précis (alignement et détrompage) du boîtier de raccordement 4 et garantit simultanément un raccordement électrique bidirectionnel (alimentation et signaux) entre le(s) capteur(s) 3 et le connecteur 5, le cas échéant, par l'intermédiaire de moyens fonctionnels 6 pour les signaux délivrés par le(s) capteur(s) 3. 30 Bien entendu, le boîtier de raccordement 4 peut constituer un composant fermé, essentiellement plein (par exemple rempli de résine), dont seuls les moyens de liaison mécanique et de connexion électrique avec l'embase 7 sont apparents. Alternativement, selon une variante constructive avantageuse, 35 et comme illustré aux figures 2A et 2B au moins, le boîtier de raccordement 4 peut présenter un corps principal 4' en forme de coque, avec une face ouverte 4" et l'embase 7 présenter une structure générale plane sensiblement - 5 - en forme de plaque, préférentiellement de faible épaisseur, ladite embase 7 étant apte et destinée à obturer la face ouverte 4" de la coque 4' à l'état assemblé du boîtier 4 et de l'embase 7, de manière à former la face arrière non apparente dudit boîtier 4, et constituer avec ce dernier une enveloppe fermée. Pour optimiser et standardiser l'implantation des moyens fonctionnels 6 dans le boîtier 4, ce dernier peut renfermer, dans le volume interne délimité par la coque 4', au moins une carte à circuit imprimé 10 portant les composants formant la fraction des moyens fonctionnels 6 arrangée dans le boîtier 4, ladite carte 10 étant reliée, d'une part, à des premiers ou seconds moyens 8, 8' de connexion électrique par contact avec des moyens 8, 8' coopérants complémentaires de l'embase 7 et, d'autre part, aux broches fiches ou analogues 5', mâles ou femelles, du connecteur 5 (ou des connecteurs 5) pour la liaison filaire externe. Bien entendu, pour des raisons de résistance aux chocs, d'oxydation des composants implantés et/ou d'étanchéité, la coque 4' et la carte 10 pourront être au moins partiellement résinées. Avantageusement, et notamment pour des raisons d'encombrement (possibilité de logement escamoté dans un volume 20 intérieur ou zone renfoncée), les broches de connexion 8 sont logées dans le boîtier 4 et les sites d'appui 8' sont logés dans l'embase 7. En accord avec une variante de réalisation préférée, l'assemblage par emboîtement de l'embase 7 dans le boîtier de raccordement 4 est de nature étanche, cet emboîtement étant avantageusement maintenu 25 engagé sous contrainte et verrouillé au moyen d'une vis unique 9 aisément accessible depuis l'environnement extérieur et traversant l'embase 7 pour s'ancrer dans l'équipement 2, ladite embase 7 étant en outre préférentiellement également solidarisée séparément audit équipement 2, par exemple par au moins une autre vis 9'. 30 Cette solidarisation spécifique et propre de l'embase 7 permet de garantir un maintien ferme de celle-ci sur l'équipement 2 ou analogue lors de l'enlèvement du boîtier 4. Si besoin, l'embase 7 peut également être démontée et, dans cette optique, une liaison aisément démontable entre les fils de connexion 35 des capteurs 3 et ladite embase 7 peut être prévue. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, ressortant notamment des figures 2, 3 et 5, la liaison d'assemblage entre la - 6 - coque 4' du boîtier de raccordement 4 et l'embase 7 comprend au moins un premier emboîtement périphérique entre le bord libre 4" de la coque 4', définissant le contour de la face ouverte 4" de ladite coque 4', et le pourtour extérieur de l'embase 7, avec coopération de forme et recouvrement étanche du bord extérieur 7' de l'embase 7 par le bord libre 4" de la coque 4', et au moins un second emboîtement entre un puits à vis 11 ménagé dans la coque 4' et un puits à vis 11' ménagé dans l'embase 7, les zones d'emboîtement coopérantes formant avantageusement des chicanes ou analogues. Les zones d'emboîtement peuvent par exemple comprendre des 10 épaulements complémentaires et des surfaces de contact coniques ou circulaires conjuguées et coopérantes. Afin de permettre d'effectuer localement un contrôle visuel du bon fonctionnement du dispositif détecteur 1 ou de disposer localement d'une indication sommaire des informations fournies par le(s) capteur(s) 3, 15 le boîtier 4 peut être pourvu d'au moins un moyen 12 de signalisation et/ou d'affichage, monté de manière étanche dans la coque 4' formant le corps principal dudit boîtier 4, et disposé sur une face visible de ce dernier. Le moyen 12 peut notamment consister en des guides-lumière s'étendant depuis des moyens d'émission lumineuse colorée montés sur la 20 carte 10, jusque vers l'extérieur de la coque 4' du boîtier 4 (Figure 3). Bien que différentes répartitions des moyens fonctionnels entre les trois composantes structurelles et fonctionnelles 3, 4 et 7 du dispositif détecteur 1 soient possibles, le boîtier 4 comprendra avantageusement, en tant que moyens fonctionnels 6 qui lui sont propres, des moyens 25 d'acquisition, de filtrage et de traitement des signaux délivrés par le(s) capteur(s) 3, des moyens d'extraction, de conditionnement et de transmission des informations fournies par lesdits signaux, des moyens de protection électrique et, le cas échéant, des moyens 12 de signalisation ou d'affichage. 30 L'invention a également pour objet un équipement industriel et/ou technique 2, par exemple du type machine, poste opérationnel ou installation, comprenant au moins un dispositif détecteur 1 fournissant par exemple des informations de position, de présence, de déplacement ou analogues et relié par au moins une liaison filaire à un moyen distant de 35 contrôle, de commande, d'enregistrement, de transmission ou analogue. Cet équipement est 2 caractérisé en ce que le ou chaque dispositif détecteur 1 consiste en un dispositif détecteur à constitution - 7 - structurelle et fonctionnelle modulaire, avec notamment un boîtier de raccordement 4 aisément amovible, tel que décrit précédemment. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif détecteur destiné à être installé sur une machine, un poste de travail, une installation de traitement ou de fabrication ou un équipement industriel et/ou technique analogue, ledit dispositif détecteur comprenant au moins un capteur monté sur ou dans l'équipement, en étant 5 éventuellement au moins partiellement intégré dans ce dernier, et un boîtier de raccordement, relié au(x) détecteur(s), comportant au moins un connecteur pour une liaison filaire externe et fixé à un endroit aisément accessible de l'équipement concerné, le cas échéant en surface et de manière proéminente, ledit dispositif détecteur intégrant des moyens fonctionnels 10 aptes à réaliser des opérations de traitement, de conditionnement et/ou d'évaluation des signaux générés au niveau du ou des capteur(s), dispositif détecteur (1) caractérisé en ce qu'il comprend également une embase (7) formant simultanément interface de montage mécanique pour le boîtier de raccordement (4) sur l'équipement (2) et 15 interface de connexion électrique entre ledit boîtier (4) et le(s) capteur(s) (3), les liaisons mécanique et électrique étant établies par simple emboîtement du boîtier (4) sur l'embase (7) et les moyens fonctionnels (6) étant répartis physiquement entre le(s) capteur(s) (3), l'embase (7) et le boîtier (4). 20 2. Dispositif détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la connexion électrique amovible est réalisée par contact, préférentiellement sous contrainte élastique, entre des premiers moyens (8) sous forme de broches, de plots ou analogues, d'une part, et des seconds moyens (8') sous forme de sites d'appui, de réception ou analogues, d'autre 25 part, ces deux types de moyens (8, 8') étant arrangés, l'un, dans le boîtier de raccordement (4) et, l'autre, dans l'embase (7) respectivement. 3. Dispositif détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'assemblage par emboîtement du boîtier de raccordement (4) avec l'embase (7) est bloqué par au moins 30 une vis (9), qui traverse préférentiellement l'embase (7) pour venir en prise dans l'équipement (2). 4. Dispositif détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier de raccordement (4) présente un corps principal (4') en forme de coque, avec une face ouverte- 9 - (4") et en ce que l'embase (7) présente une structure générale plane sensiblement en forme de plaque, préférentiellement de faible épaisseur, ladite embase (7) étant apte et destinée à obturer la face ouverte (4") de la coque (4') à l'état assemblé du boîtier (4) et de l'embase (7), de manière à former la face arrière non apparente dudit boîtier (4). 5. Dispositif détecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier de raccordement (4) renferme, dans le volume interne délimité par la coque (4'), au moins une carte à circuit imprimé (10) portant les composants formant la fraction des moyens fonctionnels (6) arrangée dans le boîtier (4), ladite carte (10) étant reliée, d'une part, à des premiers ou seconds moyens (8, 8') de connexion électrique par contact avec des moyens (8, 8') coopérants complémentaires de l'embase (7) et, d'autre part, aux broches fiches ou analogues (5'), mâles ou femelles, du connecteur (5) pour la liaison filaire externe. 6. Dispositif détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'assemblage par emboîtement de l'embase (7) dans le boîtier de raccordement (4) est de nature étanche, cet emboîtement étant avantageusement maintenu engagé sous contrainte et verrouillé au moyen d'une vis unique (9) aisément accessible depuis l'environnement extérieur et traversant l'embase (7) pour s'ancrer dans l'équipement (2), ladite embase (7) étant en outre préférentiellement également solidarisée séparément audit équipement (2), par exemple par au moins une autre vis (9'). 7. Dispositif détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la liaison d'assemblage entre la coque (4') du boîtier de raccordement (4) et l'embase (7) comprend au moins un premier emboîtement périphérique entre le bord libre (4") de la coque (4'), définissant le contour de la face ouverte (4") de ladite coque (4'), et le pourtour extérieur de l'embase (7), avec coopération de forme et recouvrement étanche du bord extérieur (7') de l'embase (7) par le bord libre (4") de la coque (4'), et au moins un second emboîtement entre un puits à vis (11) ménagé dans la coque (4') et un puits à vis (11') ménagé dans l'embase (7), les zones d'emboîtement coopérantes formant avantageusement des chicanes ou analogues. 8. Dispositif détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boîtier de raccordement (4) est pourvu d'au moins un moyen (12) de signalisation et/ou d'affichage, monté- 10 - de manière étanche dans la coque (4') formant le corps principal dudit boîtier (4). 9. Dispositif détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boîtier de raccordement (4) 5 comprend, en tant que moyens fonctionnels (6) qui lui sont propres, des moyens d'acquisition, de filtrage et de traitement des signaux délivrés par le(s) capteur(s) (3), des moyens d'extraction, de conditionnement et de transmission des informations fournies par lesdits signaux, des moyens de protection électrique et, le cas échéant, des moyens (12) de signalisation ou 10 d'affichage. 10. Equipement industriel et/ou technique, par exemple du type machine, poste opérationnel ou installation, comprenant au moins un dispositif détecteur fournissant par exemple des informations de position, de présence, de déplacement ou analogues et relié par au moins une liaison 15 filaire à un moyen distant de contrôle, de commande, d'enregistrement, de transmission ou analogue, équipement (2) caractérisé en ce que le ou chaque dispositif détecteur (1) consiste en un dispositif détecteur à constitution structurelle et fonctionnelle modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 20 avec notamment un boîtier de raccordement (4) aisément amovible.