Brevet FR3038935A1 — publié le 20170120

L'invention concerne un système comprenant un rotor monté en rotation par rapport à un organe fixe. Dans une application particulière, le système permet l'entraînement en rotation d'un dispositif par l'intermédiaire du rotor, par exemple d'un dispositif appartenant à une unité d'aide à la conduite d'un véhicule automobile. Dans ce type de système, on peut souhaiter connaître en temps réel et avec une fiabilité optimale au moins une information relative à la rotation du rotor, par exemple un paramètre de rotation tel que sa position, sa vitesse, son accélération ou son sens de rotation. Pour ce faire, on connaît des dispositifs comprenant un codeur apte à générer un signal représentatif de sa rotation et un capteur apte à déterminer une telle information par lecture du signal généré. Ainsi, en solidarisant le codeur et le capteur respectivement au rotor et à l'organe fixe et en disposant ledit capteur à distance de lecture du signal généré par ledit codeur, on peut déterminer au moins une information relative à la rotation dudit rotor. En particulier, on connaît des systèmes, notamment des moteurs électriques à courant continu sans balais, appelés « à rotor externe », « à cage tournante » ou « de type LRK », dans lesquels un codeur est solidarisé au rotor au moyen d'une armature qui est fixée, notamment par emmanchement, autour dudit rotor, ledit codeur étant rapporté, par exemple par collage ou surmoulage, sur ladite armature. Toutefois, ces solutions ne donnent pas entière satisfaction, en ce que, outre leur encombrement qui ne les rend pas toujours facilement intégrables, elles ne permettent pas de garantir une bonne disposition du codeur par rapport au capteur, en particulier lorsqu'une grande précision de mesure est recherchée. Notamment, dans le cas d'un codeur magnétique, il est difficile d'assurer un bon centrage de l'armature sur le rotor lors de son assemblage. 3038935 2 De ce fait, le signal lu par le capteur peut présenter des variations d'intensité et/ou de fréquence indésirables, ce qui nuit à la fiabilité de la détermination de l'information de rotation du rotor. 5 L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un système dont le rotor est équipé d'un codeur qui est agencé pour pouvoir déterminer de façon fiable une information de rotation dudit rotor. A cet effet, l'invention propose un système comprenant un rotor monté en rotation 10 par rapport à un organe fixe, ledit système comprenant une cloche solidaire en rotation dudit rotor, ladite cloche présentant un logement délimité par une paroi annulaire axiale qui est formée autour dudit rotor, ledit système comprenant un dispositif de détermination d'au moins une information relative à la rotation du rotor, ledit dispositif comprenant un codeur apte à générer un signal représentatif 15 de sa rotation et un capteur solidaire de l'organe fixe qui est apte à déterminer ladite information par lecture du signal généré par ledit codeur, la cloche présentant une collerette cylindrique qui s'étend radialement depuis un bord externe de la paroi annulaire en formant avec l'organe fixe un espace annulaire, le codeur étant fixé à la collerette de sorte à être disposé dans l'espace annulaire 20 à distance de lecture par ledit capteur du signal généré. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence à la figure jointe qui représente de façon schématique et en coupe longitudinale un système selon un mode de réalisation 25 de l'invention. En relation avec cette figure, on décrit un système comprenant un rotor 1 monté en rotation par rapport à un organe fixe 2, notamment par l'intermédiaire d'au moins un roulement 3. Dans une application particulière, le système permet 30 l'entraînement en rotation d'un dispositif par l'intermédiaire du rotor 1, par exemple d'un dispositif appartenant à une unité d'aide à la conduite d'un véhicule automobile. 3038935 3 De façon connue, le roulement 3 peut comprendre une bague fixe extérieure et une bague tournante intérieure qui sont solidarisées respectivement à l'organe fixe 2 et au rotor 1, et entre lesquelles des corps roulants sont disposés pour permettre la rotation de ladite bague intérieure par rapport à ladite bague 5 extérieure autour d'un axe A. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe A de rotation du roulement 3, respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Le système comprend une cloche 4 qui est solidaire en rotation du rotor 1, ladite 10 cloche présentant un logement 5 délimité par une paroi annulaire axiale 4a qui est formée autour dudit rotor. Dans le mode de réalisation représenté, la cloche 4 présente en outre un disque radial 4b qui s'étend depuis un bord interne de la paroi annulaire 4a, notamment 15 pour fermer le logement 5 du côté de son extrémité interne, le rotor 1 s'étendant au travers dudit disque, notamment en étant solidarisé à lui. Dans la description, les termes « externe » et « interne » sont définis respectivement pour une localisation vers le haut et vers le bas sur la figure. 20 Le système peut comprendre un dispositif pour l'entrainement en rotation du rotor 1, par exemple constituant un moteur électrique par exemple à courant continu sans balais, le logement présentant un volume suffisant afin de permettre audit dispositif d'être disposé dans ledit logement pour entraîner en rotation la paroi annulaire 4a de la cloche 4. 25 De façon avantageuse, la cloche 4 forme une protection pour le dispositif d'entraînement, notamment contre les risques d'endommagement dus aux vibrations subies par le système et/ou aux projections de polluants extérieurs, par exemple de l'eau et/ou de la boue. Par ailleurs, un dispositif d'étanchéité, par 30 exemple un joint en matériau souple, peut être disposé à l'interface entre le rotor 1 et le disque radial 4b afin d'empêcher l'entrée dans le logement 5 de polluants extérieurs par ladite interface. 3038935 4 Le système comprend en outre un dispositif de détermination d'au moins une information relative à la rotation du rotor 1, par exemple un paramètre de rotation tel que sa position, sa vitesse, son accélération ou son sens de rotation. En particulier, cette information peut être utilisée par une unité de gestion du 5 système, notamment relativement à la gestion de la rotation du rotor 1. Le dispositif de détermination comprend un codeur 6 apte à générer un signal représentatif de sa rotation, ainsi qu'un capteur 7 solidaire de l'organe fixe 2 et qui est apte à déterminer l'information par lecture du signal généré par ledit 10 codeur. En particulier, le codeur 6 peut présenter une piste annulaire de génération du signal. Selon une réalisation, le codeur 6 est apte à émettre un champ magnétique périodique, par exemple en comprenant au moins deux pôles magnétiques Nord 15 et Sud qui sont disposés pour délivrer un signal magnétique pseudo sinusoïdal. A titre d'exemple, le codeur 6 peut être formé d'un aimant sur lequel les pôles magnétiques sont constitués, notamment en formant au moins une piste aimantée. En particulier, l'aimant peut comprendre une matrice, par exemple 20 réalisée à base d'un matériau plastique ou élastomère, dans laquelle sont dispersées des particules magnétiques, notamment des particules de ferrite ou de terres rares comme le NdFeB, qui sont aimantées suivant la succession de pôles. 25 En relation avec un tel codeur 6, le document WO-2006/064169 décrit un capteur 7 agencé pour délivrer deux signaux respectivement SIN et COS en quadrature et de même amplitude qui sont chacun représentatifs du champ magnétique, lesdits signaux pouvant être utilisés pour déterminer l'information de rotation du codeur 6. 30 En particulier, le capteur 7 peut comprendre au moins un élément sensible, notamment choisi parmi les sondes magnétosensibles, par exemple à effet Hall, et/ou les sondes à base de magnétorésistances à effet tunnel (TMR), de 3038935 5 magnétorésistances anisotropes (AMR) ou de magnétorésistances géantes (GMR). Le codeur 6 est solidaire en rotation du rotor 1 de sorte à se déplacer 5 conjointement audit rotor pour générer un signal qui est représentatif de la rotation dudit rotor. Pour ce faire, la cloche 4 présente une collerette cylindrique 4c qui s'étend radialement depuis un bord externe de la paroi annulaire 4a en formant avec l'organe fixe 2 un espace annulaire 8, le codeur 6 étant fixé à la collerette 4c de sorte à être disposé dans l'espace annulaire 8 à distance de 10 lecture par le capteur 7 du signal généré. En particulier, la distance de lecture est de l'ordre de 1 mm au maximum. Selon une réalisation, la distance de lecture peut être définie par rapport à la longueur polaire du codeur 6, par exemple en étant égale à 100%, à 75%, à 50% de ladite longueur polaire. 15 Ainsi, la cloche 4 sert directement de support pour la solidarisation en rotation du codeur 6 au rotor 1, ce qui permet de s'affranchir de l'installation d'un élément supplémentaire dans le système, telle une armature, et donc de simplifier son assemblage. 20 Par ailleurs, la cloche 4 permet, du fait de sa résistance mécanique importante, de minimiser les risques de déplacements relatifs du codeur 6 par rapport au rotor 1, notamment lorsque le système est soumis à des vibrations, et ainsi de garantir la fiabilité du signal émis par ledit codeur. En particulier, la cloche 4 peut être réalisée en tôle métallique emboutie pour présenter d'une seule pièce la 25 collerette cylindrique 4c, la paroi annulaire 4a et le disque radial 4b. De plus, la résistance mécanique de la cloche 4 lui permet de résister aux différents efforts auxquels elle peut être soumise durant la rotation du rotor 1, notamment les efforts de déformation relative qui s'exercent entre la paroi 30 annulaire axiale 4a et la collerette cylindrique radiale 4c sur laquelle est fixée le codeur 6. 3038935 6 De ce fait, les dimensions de l'espace annulaire 8, et notamment la distance de lecture entre le codeur 6 et le capteur 7, sont maintenues relativement constantes, ce qui permet de fiabiliser la lecture par ledit capteur du signal émis par ledit codeur, et donc de garantir une bonne détermination de l'information de 5 rotation requise. De façon avantageuse, la paroi annulaire 4a présente une dimension axiale importante, et notamment supérieure à la largeur, c'est-à-dire la dimension radiale, de la collerette cylindrique 4c. Ainsi, le logement 5 présente une 10 dimension suffisante pour contenir le dispositif d'entraînement et/ou d'éventuels autres dispositifs mécaniques ou électroniques, la dimension axiale de la paroi annulaire 4a pouvant en outre être utilisée pour garantir le centrage du codeur 6 lors de son aimantation. 15 De façon avantageuse, l'aimant du codeur 6 est fixé directement sur la collerette cylindrique 4c, notamment par surmoulage de sa matrice sur ladite collerette, ce qui permet de simplifier davantage l'assemblage du système et d'améliorer le centrage du codeur 6 par rapport au capteur 7. En particulier, on s'affranchit ainsi de l'utilisation d'une couche de colle qui pourrait dégrader la précision du 20 positionnement du codeur 6 sur la collerette 4c et se détériorer lors de l'utilisation du système, notamment si celui-ci est soumis à des cycles de température répétés et/ou à des contraintes mécaniques importantes. Dans le mode de réalisation représenté, l'aimant du codeur 6 présente une 25 couronne 6a formée entre une surface interne fixée directement sur la collerette 4c et une surface externe libre disposée dans l'espace annulaire 8. En particulier, la couronne 6a présente une épaisseur réduite, notamment inférieure ou égale à 1 mm, ainsi qu'un diamètre de l'ordre de 40 mm, ces valeurs dépendant toutefois de l'application envisagée. 30 La couronne 6a présente en outre une jupe extérieure 6b qui est disposée autour de la collerette cylindrique 4c, afin d'améliorer davantage l'accroche du codeur 6 sur la collerette cylindrique 4c. 3038935 7 Dans le mode de réalisation représenté, le capteur 7 est fixé sur une surface interne de l'organe fixe 2 qui est disposée dans l'espace annulaire 8, de manière à être disposé en regard axial de la surface externe libre de la couronne 6a. En 5 particulier, le capteur 7 peut être fixé par soudage, vissage, collage ou sertissage sur l'organe fixe 2. En variante, le capteur 7 peut lire le signal généré par le codeur 6 au travers d'une paroi, par exemple au travers de la collerette cylindrique 4c. REVENDICATIONS1. Système comprenant un rotor (1) monté en rotation par rapport à un organe fixe (2), ledit système comprenant une cloche (4) solidaire en rotation dudit rotor, ladite cloche présentant un logement (5) délimité par une paroi annulaire axiale (4a) qui est formée autour dudit rotor, ledit système comprenant un dispositif de détermination d'au moins une information relative à la rotation du rotor (1), ledit dispositif comprenant un codeur (6) apte à générer un signal représentatif de sa rotation et un capteur (7) solidaire de l'organe fixe (2) qui est apte à déterminer ladite information par lecture du signal généré par ledit codeur, ledit système étant caractérisé en ce que la cloche (4) présente une collerette cylindrique (4c) qui s'étend radialement depuis un bord externe de la paroi annulaire (4a) en formant avec l'organe fixe (2) un espace annulaire (8), le codeur (6) étant fixé à la collerette (4c) de sorte à être disposé dans l'espace annulaire (8) à distance de lecture par ledit capteur du signal généré. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloche (4) présente un disque radial (4b) qui s'étend depuis un bord interne de la paroi annulaire (4a), le rotor (1) s'étendant au travers dudit disque. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le codeur (6) est fixé directement sur la collerette cylindrique (4c). 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le codeur (6) est surmoulé sur la collerette cylindrique (4c). 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le codeur (6) présente une couronne (6a) formée entre une surface interne fixée sur la collerette (4c) et une surface externe libre disposée dans l'espace annulaire (8). 3038935 9 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couronne (6a) présente une jupe extérieure (6b) qui est disposée autour de la collerette cylindrique (4c). 5 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'entrainement en rotation du rotor (1), ledit dispositif étant disposé dans le logement (5) pour entraîner en rotation la paroi annulaire (4a) de la cloche (4). 10 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la dimension axiale de la paroi annulaire (4a) est supérieure à la largeur de la collerette cylindrique (4c).