Brevet FR3134888A1 — publié le 20231027

Un ensemble capteur pour un capteur rotatif est fourni. L’ensemble capteur comprend un boîtier de capteur, un blindage de capteur, et un capteur. Le boîtier de capteur définit une cavité. Le blindage de capteur est disposé dans la cavité du boîtier de capteur et définit une fente le long d’une longueur du blindage de capteur. Le blindage de capteur est composé d’un matériau hautement perméable. Le capteur est disposé dans la cavité et au moins une partie du capteur est positionnée dans la fente du blindage de capteur. Le capteur comprend une carte de circuit imprimé ayant une pluralité d’éléments de capteur disposés le long d’une circonférence interne de la carte de circuit imprimé dans une direction radialement vers l’extérieur, et chaque élément de capteur est positionné à une distance égale l’un de l’autre. Figure pour l’abrégé : Fig. 1A Capteur rotatif Les modes de réalisation donnés à titre d’exemple de la présente description se rapportent généralement aux capteurs rotatifs, et plus particulièrement, à un capteur rotatif ayant éléments capteurs multiples pour la mesure de la position d’un arbre rotatif. ARRIÈRE-PLAN Les capteurs rotatifs sont généralement utilisés dans les machines lourdes, telles que les grues, les excavateurs, et les bouteurs, pour détecter un changement de position des composants mobiles des machines. Le changement de position est déterminé au niveau d’un mouvement angulaire d’un composant rotatif par rapport à un composant stationnaire. Les capteurs rotatifs ont généralement un capteur magnétique couplé au composant stationnaire et un arbre rotatif ayant un aimant permanent couplé au composant rotatif. Pendant l’opération, un changement de champ magnétique de l’aimant permanent est détecté par rapport au capteur magnétique et un changement de position correspondant est déterminé pour le composant rotatif. Les machines lourdes auxquelles sont fixés ces capteurs rotatifs ont généralement de multiples composants ferreux qui interfèrent avec le champ magnétique du capteur magnétique et de l’aimant permanent. L’interférence provoque des lectures erronées et imprécises par le capteur magnétique. La Déposant a identifié plusieurs défis techniques associés à des ensembles capteurs de capteurs rotatifs. Grâce aux efforts déployés, à l’ingénuité et à l’innovation, bon nombre de ces défis identifiés ont été surmontés en développant des solutions qui sont incluses dans des modes de réalisation de la présente description, dont de nombreux exemples sont décrits en détail ici. BREF RÉSUMÉ Les modes de réalisation illustratifs de la présente description se rapportent à un ensemble capteur pour un capteur rotatif. L’ensemble capteur inclut un boîtier de capteur, un blindage de capteur, et un capteur. Le boîtier de capteur définit une cavité et le blindage de capteur est disposé dans la cavité. Le blindage de capteur définit une fente le long d’une longueur du blindage de capteur, dans lequel le blindage de capteur est composé d’un matériau hautement perméable. Le capteur est disposé dans la cavité de telle sorte qu’au moins une portion du capteur est positionnée dans la fente du blindage de capteur. Le capteur comprend une carte de circuit imprimé, dans lequel la carte de circuit imprimé comprend une pluralité d’éléments de capteur disposés le long d’une circonférence interne de la carte de circuit imprimé. Les éléments de capteur sont positionnés dans une direction radialement vers l’extérieur, et chaque élément de capteur est positionné à une distance égale l’un de l’autre. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, l’ensemble capteur comprend au moins un roulement disposé dans le boîtier de capteur et positionné adjacent à la circonférence interne de la carte de circuit imprimé. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, l’au moins un roulement est placé dans la cavité et vient en prise avec l’arbre rotatif. Dans un exemple de réalisation, la pluralité d’éléments de capteur comprend des éléments magnétorésistifs. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, le capteur est électriquement connecté à un circuit intégré à application spécifique (ASIC). Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, le capteur et le blindage de capteur ont la même forme. Par exemple, le capteur et le blindage de capteur peuvent avoir une forme semi-circulaire. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, un ensemble capteur pour un capteur rotatif est fourni. L’ensemble capteur comprend un boîtier de capteur, un blindage de capteur, et un capteur. Le boîtier de capteur définit une cavité. Le blindage de capteur a une première plaque et une seconde plaque, la première plaque couplée à un premier côté du boîtier de capteur et la seconde plaque couplée à un second côté du boîtier de capteur. Dans un exemple, le blindage de capteur est composé d’un matériau hautement perméable. Le capteur comprend une carte de circuit imprimé, dans lequel le capteur est disposé à l’intérieur de la cavité du boîtier de capteur. Dans un exemple, le capteur comprend un premier réseau d’éléments de capteur qui sont disposés le long d’une circonférence interne de la carte de circuit imprimé dans une direction radialement vers l’extérieur, dans lequel le premier réseau d’éléments de capteur est disposé sur un premier côté de la carte de circuit imprimé. Le capteur comprend également un second réseau d’éléments de capteur le long de la circonférence interne de la carte de circuit imprimé et disposés sur le premier côté de la carte de circuit imprimé. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, le blindage de capteur est disposé dans la cavité du boîtier de capteur. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, le premier réseau d’éléments de capteur et le second réseau d’éléments de capteur sont électriquement isolés l’un de l’autre. Dans certains modes de réalisation, le boîtier de capteur comprend au moins un roulement, dans lequel l’au moins un roulement est positionné adjacent à la circonférence interne de la carte de circuit imprimé. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, l’au moins un roulement est configuré pour venir en prise avec un arbre rotatif, dans lequel l’arbre rotatif est fixé à un composant rotatif d’une machine. Dans certains modes de réalisation, chaque réseau des premier et second réseaux d’éléments de capteur comprend une pluralité d’éléments de capteur. Chaque élément de capteur de la pluralité d’éléments de capteur est placé à une distance égale l’un de l’autre. Dans certains modes de réalisation, chaque élément de capteur comprend un élément magnétorésistif. Dans certains modes de réalisation, pour chacun du premier réseau et du second réseau, les éléments de capteur sont alignés le long de la carte de circuit imprimé, de telle sorte que les éléments de capteur définissent une plage d’angle d’environ 0° à 145°. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, dans l’ensemble capteur, le capteur a une forme semi-circulaire et a un diamètre d’environ 110 millimètres (mm). Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, un capteur rotatif pour la détection d’un changement de position d’un arbre rotatif est fourni. Le capteur rotatif comprend un boîtier de capteur, un capteur, un roulement, et l’arbre rotatif. Le boîtier de capteur définit une cavité. Le capteur est disposé dans la cavité et il comprend une carte de circuit imprimé comprenant une pluralité d’éléments de capteur. La pluralité d’éléments de capteur est disposée le long d’une circonférence interne de la carte de circuit imprimé dans une direction radialement vers l’extérieur. Le roulement est disposé dans la cavité du boîtier de capteur et positionné adjacent à la circonférence interne de la carte de circuit imprimé. L’arbre rotatif vient en prise avec le roulement et peut tourner autour d’un axe de rotation. Le boîtier de capteur, le roulement, et l’arbre rotatif sont alignés le long de l’axe de rotation. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, l’arbre rotatif comporte un aimant permanent disposé sur une extrémité de l’arbre rotatif qui est la plus proche du capteur. Dans certains modes de réalisation, le capteur rotatif comprend également une broche de pivotement couplée au boîtier de capteur le long de l’axe de rotation de l’arbre rotatif. Dans certains modes de réalisation, le capteur rotatif comprend un blindage de capteur définissant une fente le long d’une longueur du blindage de capteur, dans lequel le blindage de capteur est composé d’un matériau hautement perméable. Dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, le capteur est électriquement connecté à un circuit intégré à application spécifique (ASIC). Dans certains modes de réalisation, les éléments de capteur sont alignés sur la carte de circuit imprimé de telle sorte que chaque élément de capteur est positionné à une distance égale l’un de l’autre. Le résumé ci-dessus est simplement fourni dans l’objet de résumer certains modes de réalisation donnés à titre d’exemple pour fournir une compréhension élémentaire de quelques aspects de la description. Par conséquent, on aura à l’esprit que les modes de réalisation décrits ci-dessus sont simplement des exemples et ne doivent pas être interprétés de manière à restreindre la portée ou l’esprit de la description de quelconque façon que ce soit. On aura à l’esprit que la portée de la description englobe de nombreux modes de réalisation potentiels en plus de ceux résumés ici, dont certains seront en outre décrits ci-après. La description des modes de réalisation illustratifs peut être lue conjointement aux figures annexées. On aura à l’esprit que pour des raisons de simplicité et de clarté de l’illustration, les éléments illustrés sur les figures n’ont pas nécessairement été dessinés à l’échelle. Par exemple, les dimensions de certains des éléments sont exagérées relativement à d’autres éléments. Des modes de réalisation incorporant des enseignements de la présente description sont montrés et décrits par rapport aux figures présentées ici, dans lesquelles : Les , , et illustrent diverses vues extérieures de capteurs rotatifs, conformément à un mode de réalisation donné à titre d’exemple de la présente description ; Les et sont des vues éclatées de divers capteurs rotatifs pour la détection d’un changement de position d’un arbre rotatif, conformément à un mode de réalisation donné à titre d’exemple de la présente description ; Les , , , et illustrent diverses vues de capteurs rotatifs et de composants de capteurs rotatifs, conformément à un mode de réalisation donné à titre d’exemple selon la présente description ; Les et sont des vues latérales de coupe de capteurs rotatifs, conformément à un mode de réalisation donné à titre d’exemple de la présente description ; La illustre un blindage de capteur d’un capteur rotatif, conformément à un mode de réalisation donné à titre d’exemple de la présente description ; et La illustre un capteur d’un capteur rotatif, conformément à un mode de réalisation donné à titre d’exemple de la présente description. Ensemble capteur pour un capteur rotatif, comprenant : un boîtier de capteur (102) définissant une cavité ; un blindage de capteur (210) disposé dans la cavité, dans lequel le blindage de capteur (210) définit une fente le long d’une longueur du blindage de capteur, dans lequel le blindage de capteur est composé d’un matériau hautement perméable ; et un capteur disposé dans la cavité, dans lequel au moins une portion du capteur est positionnée dans la fente (502) du blindage de capteur (210), dans lequel le capteur comprend une carte de circuit imprimé (602) ayant une forme d’arc, dans lequel la carte de circuit imprimé comprend une pluralité d’éléments de capteur disposés le long d’une circonférence interne de la carte de circuit imprimé (602) dans une direction radialement vers l’extérieur, dans lequel chaque élément de capteur de la pluralité d’éléments de capteur est positionné à une distance égale l’un de l’autre. Ensemble capteur selon la revendication 1, dans lequel la pluralité d’éléments de capteur comprend un premier réseau d’éléments de capteur (604) et un second réseau d’éléments de capteur (606) qui sont électriquement isolés l’un de l’autre. Ensemble capteur selon la revendication 1, dans lequel le boîtier de capteur (102) comprend au moins un roulement (214-1,214-2), dans lequel l'au moins un roulement (214-1,214-2) est positionné adjacent à la circonférence interne de la carte de circuit imprimé (602). Ensemble capteur selon la revendication 3, dans lequel l'au moins un roulement (214-1,214-2) est configuré pour venir en prise avec un arbre rotatif (104), dans lequel l’arbre rotatif (104) est fixé à un composant rotatif d’une machine. Ensemble capteur selon la revendication 1, dans lequel chaque élément de capteur comprend un élément magnétorésistif (604, 606). Ensemble capteur selon la revendication 2, dans lequel pour chacun du premier réseau (604) et du second réseau (606), les éléments de capteur sont alignés sur la carte de circuit imprimé (602) définissant une plage d’angle d’environ 0 o à 145 o . Ensemble capteur selon la revendication 1, dans lequel le capteur a une forme semi-circulaire et a un diamètre d’environ 110 mm. Capteur rotatif pour la détection d’un changement de position d’un arbre rotatif, le capteur rotatif comprenant : un boîtier de capteur définissant une cavité ; un capteur disposé dans la cavité, dans lequel le capteur comprend une carte de circuit imprimé ayant une forme d’arc, dans lequel la carte de circuit imprimé comprend une pluralité d’éléments de capteur disposés le long d’une circonférence interne de la carte de circuit imprimé dans une direction radialement vers l’extérieur ; un roulement disposé dans la cavité du boîtier de capteur, et positionné adjacent à la circonférence interne de la carte de circuit imprimé ; et l’arbre rotatif, pouvant tourner autour d’un axe de rotation, dans lequel l’arbre rotatif vient en prise avec le roulement, et dans lequel le boîtier de capteur, le roulement, et l’arbre rotatif sont alignés le long de l’axe de rotation. Capteur rotatif selon la revendication 8, dans lequel l’arbre rotatif comprend un aimant permanent disposé sur une extrémité de l’arbre rotatif qui est la plus proche du capteur. Capteur rotatif selon la revendication 8 comprenant en outre une broche de pivotement couplée au boîtier de capteur le long de l’axe de rotation. Capteur rotatif selon la revendication 8 comprenant en outre un blindage de capteur définissant une fente le long d’une longueur du blindage de capteur, dans lequel le blindage de capteur est composé d’un matériau hautement perméable. Capteur rotatif selon la revendication 8, dans lequel le capteur est électriquement connecté à un circuit intégré à application spécifique (ASIC). Capteur rotatif selon la revendication 8, dans lequel chaque élément de capteur de la pluralité d’éléments de capteur est positionné à une distance égale l’un de l’autre. Capteur rotatif selon la revendication 8, dans lequel chaque élément de capteur de la pluralité d’éléments de capteur comprend un élément magnétorésistif. Capteur rotatif selon la revendication 8, dans lequel le boîtier de capteur comprend au moins un roulement, dans lequel l’au moins un roulement est positionné adjacent à la circonférence interne de la carte de circuit imprimé.