Brevet FR3149086A1 — publié le 20241129

La présente invention concerne un ensemble (1) destiné à être utilisé dans une application automobile. L'ensemble (1) comprend un arbre (2), un aimant (3) et un moyen adhésif (7). L'arbre (2) comprend un corps (5) et une protrusion (6). L'arbre (2) tourne autour d'un axe (4). L'arbre (2) est configuré pour recevoir l'aimant (3) notamment à une extrémité de l'arbre (2). Un espace libre (8) est situé entre le corps (5) et l'aimant (3). L'espace libre (8) est rempli par le moyen adhésif (7). L'aimant (3) vient en butée contre la protrusion (6) pour faciliter la rétention de l'adhésif (7). L'adhésif (7) entre en contact avec l'aimant (3) et le maintien en place. La protrusion (6) garantit que la couche du moyen adhésif (7) est intacte entre le corps (5) et l'aimant (3). Figure pour l’abrégé : Figure 2 Ensemble comprenant un arbre et un aimant L’invention concerne un ensemble comprenant un arbre rotatif et un aimant, particulièrement destiné à être utilisé dans un actionneur pour des applications automobiles. En général, une automobile comprend un actionneur tel qu'un actionneur de verrouillage de parking ou un actionneur de changement de vitesse. Ces actionneurs ont un ensemble qui comprend un arbre rotatif, un aimant et un capteur de position rotatif. L'aimant est monté sur l'arbre et sert de cible à un capteur de position angulaire à effet Hall, ou à tout autre capteur de ce type. Le capteur est placé à proximité de l'aimant de sorte qu'il détecte un champ magnétique généré par l'aimant. Les informations relatives à la position angulaire de l'arbre peuvent ainsi être déterminées. En règle générale, l'aimant est monté sur l'extrémité distale de l'arbre. Un moyen adhésif, ou une colle, est appliqué sur l'extrémité distale et l'aimant est pressé dessus pour réaliser ce montage. Toutefois, lorsque l'on appuie sur l'aimant, la colle s'échappe de l'extrémité distale et il ne reste ainsi plus assez de colle pour retenir l’aimant. Le poids de l'aimant peut également pousser la colle vers une périphérie extérieure de l'aimant. Par conséquent, la colle est exposée à une forte contrainte mécanique de cisaillement et lorsque l'épaisseur de la colle n'est pas uniforme il existe un risque de perdre l’aimant. Il est donc nécessaire de résoudre le problème technique lié à l'ensemble expliqué ci-dessus. La présente invention a donc pour objet de fournir un ensemble qui surmonte les inconvénients susmentionnés et autres des arrangements connus et qui permet de maintenir l'épaisseur de la colle. La présente invention concerne un ensemble comprenant un arbre, un aimant et un moyen adhésif, l'arbre comprend un corps et une protrusion, l'arbre étant rotatif autour d'un axe et configuré pour recevoir l'aimant à une extrémité de l'arbre, un espace libre est situé entre le corps et l'aimant, l’espace libre est rempli avec le moyen adhésif, l'aimant est en butée contre la protrusion pour faciliter la rétention du moyen adhésif. Grâce à la protrusion, le jeu maintenu entre le corps et l'aimant est uniforme et, par conséquent, une épaisseur de colle uniforme est maintenue. De ce fait, la contrainte de cisaillement dans le moyen adhésif est atténuée. Selon un aspect de l’invention, la protrusion fait partie intégrante du corps. En d’autres termes, la protrusion et le corps sont monobloc. Selon une caractéristique additionnelle, la protrusion est centrée sur l'axe et le diamètre de la protrusion est inférieur au diamètre du corps. La fabrication de l'arbre avec le corps et la protrusion est plus simple à réaliser, par exemple par une opération de tournage. L’arbre est en metal. Selon un autre aspect de l’invention, le moyen adhésif est une colle. La colle assure une fixation fiable de l'aimant sur la protrusion de l'arbre, par une liaison durable et solide, ce qui protège l'ensemble de la corrosion. En outre, la colle facilite la répartition uniforme des contraintes entre l'arbre et l'aimant. Selon un autre aspect de l’invention, la hauteur de la protrusion est comprise entre 0,01 et 1 mm et, de préférence, entre 0,05 et 0,2 mm. La protrusion supporte l'aimant et, par conséquent, le poids de l'aimant agit sur la protrusion, de sorte qu'un équilibre est maintenu entre le corps et l'aimant, ce qui empêche la colle de s’échapper. Selon un autre aspect de l’invention, le rapport entre le diamètre de la protrusion et le diamètre du corps est compris entre 10 et 30 %. En conséquence, la surface annulaire sur la face d'extrémité axiale du corps augmente, ce qui accroît la surface de contact avec la colle. Selon un autre aspect de l'arrangement, la rugosité moyenne de la surface de l'aimant, qui touche la protrusion, est supérieure à Ra 0,2 µm. La rugosité de la surface de l'aimant facilite l'adhésion de la colle sur la surface de l'aimant. Selon un autre aspect de l’invention, un engrenage ou un rotor est surmoulé sur l'arbre, ce qui permet d'établir un alignement approprié et un assemblage solide entre l'arbre et l'engrenage ou le rotor. L'engrenage peut être un engrenage sectoriel qui tourne autour de l'axe de l'arbre. L’invention a également pour objet un système de détection de position angulaire comprenant un ensemble configuré selon les caractéristiques ci-dessus, dans lequel un capteur est placé au regard de l'aimant. Ce capteur détecte le champ magnétique et détecte ainsi la position angulaire de l'arbre sur lequel l'aimant est fixé. L’invention porte également sur un actionneur électromécanique ou une machine tournante pour une application automobile comprenant un système de détection de position angulaire défini ci-dessus. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture qui suit d’un exemple de réalisation détaillé, en référence aux figures annexées : la représente une vue de face d’un ensemble selon l’invention ; la représente une vue isométrique éclatée d’un ensemble selon l’invention ; la représente une vue de face d'un système de détection de position angulaire selon l’invention ; la représente une vue isométrique où un engrenage sectoriel est surmoulé sur l'arbre. Il est à noter que les figures divulguent l’invention d’une manière suffisamment détaillée pour sa mise en œuvre, lesdites figures aidant à mieux définir l’invention au besoin. L’invention ne devrait cependant pas être limitée au mode de réalisation divulgué dans la description. En référence à la il est illustré une vue de face d'un ensemble 1 qui comprend un arbre 2, un aimant 3 et un moyen adhésif 7. L'arbre 2 comprend un corps 5 et une protrusion 6. L'arbre 2 est configuré pour tourner autour d'un axe 4. Une extrémité de l'arbre 2 reçoit l'aimant 3. Un espace libre 8 est formé entre le corps 5 et l'aimant 3. L'espace libre 8 est rempli par l'adhésif 7. L'aimant 3 vient en butée contre la protrusion 6 pour faciliter la rétention de l'adhésif 7. Ainsi, l'adhésif 7 entre en contact avec l'aimant 3 et le maintien en place. En outre, la protrusion 6 maintient la couche du moyen adhésif 7 intacte entre le corps 5 et l'aimant 3. De préférence, l'arbre 2 est de section circulaire et sert à transmettre la puissance, le couple ou le mouvement de rotation entre deux parties d'une machine ou entre une machine produisant un couple et une machine absorbant le couple. A titre d'exemple, des éléments de machine tels que des engrenages, un engrenage à secteur ou un rotor sont montés sur l'arbre 2. En outre, la protrusion 6 est solidaire du corps 5 de l'arbre 2 et centrée sur l'axe 4. L'arbre 2 comprend une face d'extrémité axiale 10 perpendiculaire à l'axe 4 autour duquel l'arbre 2 tourne. La protrusion 6 s'étend à partir de la face d'extrémité axiale 10 du corps 5. L'arbre 2, la protrusion 6 et l'aimant 3 sont alignés coaxialement autour de l'axe 4. Dans un exemple non limitatif, la protrusion 6 est formée par un processus de tournage. Dans un autre mode de réalisation, l'arbre 2 comprend plus d'une protrusion 6 formée intégralement sur la face d'extrémité axiale 10 du corps 5 de l'arbre 2. Dans un mode de réalisation exemplaire, la pluralité de protrusions 6 s'étend à partir de la face d'extrémité axiale 10 et est située radialement à équidistance de l'axe 4 avec une symétrie annulaire. En outre, l'arbre 2, le corps 5 et la protrusion 6 sont formés par un processus de moulage sous pression ou par un processus de moulage. Dans un autre exemple, l'arbre 2, le corps 5 et la protrusion 6 sont produits par un processus de laminage à chaud et façonnés par un processus de laminage à froid. Comme illustré à la , il y a un espace libre 8 grâce à la projection 6 entre le corps 5 et l'aimant 3, qui définit l'épaisseur uniforme de la colle. Ladite protrusion 6 s'étend depuis la face d'extrémité axiale 10 du corps 5 jusqu'à une distance particulière, qui définit la hauteur de la protrusion 6. En outre, la protrusion 6 s'étend le long de l'axe 4 autour duquel tourne l'arbre 2. De préférence, la hauteur de la protrusion 6 est comprise entre 0,05 et 0,2 mm. La hauteur de l'espace libre 8 est la conséquence de la hauteur de la protrusion 6. Selon un autre aspect du présent objet, le diamètre de la protrusion 6 est inférieur au diamètre du corps 5. De préférence, le diamètre de la protrusion 6 est d'environ 1,5 mm et le diamètre du corps est de 8 mm. Dans une autre disposition, l'arbre 2 et l'aimant 3 ont des diamètres différents. Le moyen adhésif 7 est une colle. La colle est disposée dans l'espace libre 8 formé entre le corps 5 et l'aimant 3. En conséquence, la colle fixe l'aimant 3 sur la protrusion 6 de l'arbre 2. De préférence, la colle est appliquée sur la face d'extrémité axiale 10 du corps 5. La hauteur de la protrusion 6 définit l'épaisseur de la colle. Dans un exemple, la colle est disposée dans la région annulaire entourant la protrusion 6 entre le diamètre de la protrusion 6 et le diamètre de l'aimant 3, ce qui garantit l'épaisseur uniforme du film de colle. Dans un autre aspect, la colle est disposée tout autour de la circonférence de la projection 6 entre l'aimant 3 et la face d'extrémité axiale 10 du corps 5 de l'arbre 2. La illustre une vue isométrique éclatée de l'ensemble 1 comprenant un arbre 2 et un aimant 3. L'aimant 3 peut prendre la forme d'un cylindre. De manière non limitative, l'aimant 3 peut prend la forme d'un prisme carré (non représenté) ou d'une forme rectangulaire (non représentée). L'aimant 3 a une magnétisation diamétrale. Dans un exemple de réalisation, l'aimant 3 peut être un aimant de terre rare, tel que le Néodyme-Fer-Bore (fritté) avec un revêtement de nickel. Dans un autre exemple, l'aimant 3 est grenaillé pour obtenir une rugosité de surface moyenne élevée. De préférence, la rugosité moyenne de la surface de l'aimant 13, qui touche la protrusion 6, est supérieure à Ra 0,2 µm. La illustre une vue de face du système de détection de position angulaire 12 comprenant un ensemble 1 avec un capteur 9 placé au regard de l'aimant 3. Ledit ensemble 1 comprend un arbre 2 rotatif autour de l'axe 4 et configuré pour recevoir l'aimant 3 à une extrémité, et le capteur 9 est placé à proximité de l'aimant 3 de manière à détecter le champ magnétique de l’aimant 3. Le capteur 9 peut être un capteur de champ magnétique, qui détecte le champ magnétique, détectant ainsi la position angulaire de l'arbre 1 sur lequel l'aimant 3 est fixé. Un espace libre 8 est situé entre le corps 5 et l'aimant 3 et est rempli de colle. L'aimant 3 vient en butée contre la protrusion 6. Dans un exemple, le capteur 9 est, par exemple, un capteur à effet Hall ou un capteur magnéto-résistif (capteur MR). Les deux capteurs détectent un champ magnétique généré, tandis que le capteur à effet Hall détecte la polarité du champ magnétique et le capteur MR la position angulaire du champ magnétique. Ces deux types de capteurs sont souvent utilisés ensemble, car leur mode de fonctionnement se complète. La illustre une vue isométrique dans laquelle un engrenage 11 est surmoulé sur l'arbre 2. Dans un exemple illustré à la , l'engrenage 11 est un engrenage à secteur. L'engrenage sectoriel est une partie d'un engrenage qui s'étend dans une plage angulaire comprise entre 0 ° et 360 ° , de préférence entre 0 ° et 90 ° , alors que l'engrenage peut s'étendre jusqu'à 360 ° . L'engrenage sectoriel est similaire à un engrenage, mais il possède des dents sur un segment limité de sa périphérie extérieure et une partie restante lisse. Dans une autre disposition, l'engrenage à secteur peut avoir plus d'une section limitée, par exemple deux segments opposés sur sa périphérie extérieure. L'engrenage sectoriel tourne autour de l'axe 4 autour duquel tourne l'arbre 2. Il est généralement utilisé dans les actionneurs où une rotation répétitive limitée autour de l'axe 4 est nécessaire. L'arbre 2, la protrusion 6, l'aimant 3 et l'engrenage 11 sont disposés de façon coaxiale autour dudit axe 4. Dans un exemple illustré à la , grâce à la protrusion 6, la colle ne s’échappe pas, ce qui garantit la fixation de l'aimant 3. En conséquence, l'intégrité structurelle et opérationnelle du dispositif est maintenue. L’invention s’applique en particulier à un actionneur électromécanique ou une machine tournante pour une application automobile qui comprend un système de détection de position angulaire 12 configuré comme ci-dessus. La machine tournante peut être une machine électrodynamique, de préférence un générateur électrique ou une machine d'entraînement électromécanique (c'est-à-dire un moteur électrique) ou une pompe électrique, par exemple une pompe à huile. Dans ce cas, tous les exemples connus, tels que ceux d'une machine synchrone, d'une machine asynchrone, d'une machine à courant continu ou d'une machine à réluctance, sont envisageables. En outre, le champ d'application n'est pas limité aux machines électriques. Dans un autre aspect, la machine tournante peut également être un moteur à combustion interne avec un arbre dont la position de rotation doit être détectée. L'actionneur électromécanique correspondant est un actionneur de boîte de vitesses, également connu sous le nom d'actionneur de changement de vitesse, utilisé notamment pour sélectionner et passer d’une vitesse à l'autre dans une transmission automobile. Pour effectuer l'opération susmentionnée, l'actionneur de boîte de vitesses comprend un arbre 2 dans le mécanisme de sortie, configuré conformément au présent objet. Ledit arbre 2 est surmoulé avec l'engrenage 11, par exemple un engrenage à secteur rotatif autour de l'axe 4 et configuré pour recevoir l'aimant 3 à une extrémité. Un espace libre 8 est situé entre le corps 5 et l'aimant 3 et est rempli de colle. L'aimant 3 vient en butée contre la protrusion 6. Le mécanisme de sortie comprend en outre un doigt de changement de vitesse ou similaire couplé à l'arbre 2 susmentionné. L'actionneur de boîte de vitesses susmentionné comprend en outre un moteur d'entraînement, un contrôleur connecté électriquement au moteur d'entraînement et configuré pour contrôler le moteur d'entraînement, et un mécanisme de réduction. Ledit mécanisme de sortie est couplé au moteur d'entraînement à l'aide du mécanisme de réduction. Ledit contrôleur comprend au moins un capteur de champ magnétique adapté pour détecter une position angulaire de l'arbre 2 dans lequel un engrenage 11 est surmoulé. Dans un autre exemple, l'actionneur électromécanique correspondant peut-être par exemple un actionneur de verrouillage de parking ou un actionneur de verrouillage de transmission, utilisé en particulier pour commander le cliquet de stationnement capable de se déplacer entre une première position dans laquelle le cliquet de stationnement empêche la rotation de l'arbre de sortie et une deuxième position dans laquelle le cliquet de stationnement n'empêche pas la rotation de l'arbre de sortie. Pour effectuer l'opération susmentionnée, l'actionneur de verrouillage de parking ou l'actionneur de verrouillage de transmission comprend un arbre 2 dans le mécanisme de sortie. Ledit arbre 2 est surmoulé avec l'engrenage 11, par exemple un engrenage à secteur rotatif autour de l'axe 4 et configuré pour recevoir l'aimant 3 à une extrémité. Un espace libre 8 est situé entre le corps 5 et l'aimant 3 et est rempli de colle. L'aimant 3 vient en butée contre la protrusion 6. L'actionneur de verrouillage de parking susmentionné ou l'actionneur de verrouillage de transmission comprend en outre un moteur d'entraînement, un contrôleur connecté électriquement au moteur d'entraînement et configuré pour contrôler le moteur d'entraînement, comprenant au moins un capteur de champ magnétique adapté pour détecter une position angulaire de l'arbre 2 dans lequel l'engrenage 11 est surmoulé, et un mécanisme de réduction. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. Dans les revendications, les symboles de référence entre parenthèses ne doivent pas être interprétés comme une limitation de la revendication. Ensemble (1) comprenant un arbre (2), un aimant (3) et un moyen adhésif (7), l'arbre (2) comprenant un corps (5) et une protrusion (6), l'arbre (2) étant rotatif autour d'un axe (4) et configuré pour recevoir l'aimant (3) à une extrémité de l'arbre (2), un espace libre (8) situé entre le corps (5) et l'aimant (3), l'espace libre (8) étant rempli par le moyen adhésif (7) et l'aimant (3) venant en butée contre la protrusion (6) pour faciliter la rétention du moyen adhésif (7). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la protrusion (6) fait partie intégrante du corps (5). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen adhésif (7) est une colle. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la hauteur de la protrusion (6) est comprise entre 0,01 et 1 mm, de préférence entre 0,05 et 0,2 mm. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la protrusion (6) est centrée sur l'axe (4) et un diamètre de la protrusion (6) est inférieur au diamètre du corps (5). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport entre le diamètre de la protrusion et le diamètre du corps est compris entre 10% et 30%. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la rugosité moyenne de la surface de l'aimant (13), qui bute sur la protrusion (6), est supérieure à Ra 0,2 µm. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un engrenage (11) ou un rotor est surmoulé sur l'arbre (2). Système de détection de position angulaire (12) comprenant un ensemble configuré selon l'une quelconque des revendications précédentes et un capteur (9) placé au regard de l'aimant (3). Actionneur électromécanique ou machine tournante pour une application automobile comprenant un système de détection de position angulaire (12) selon la revendication 9.