Brevet FR3152875A1 — publié le 20250314

L’invention concerne une cible (110) pour arbre de véhicule (1) automobile, ladite cible (110) étant configurée pour être montée sur une extrémité libre dudit arbre et comprenant au moins une dent métallique (112), un corps (114) supportant ladite au moins une dent (112) métallique, et un élément de fixation (116) comprenant une portion d’insertion (116A) configurée pour être insérée au moins en partie sur l’extrémité de l’arbre, le corps (114) étant surmoulé, au moins en partie, autour de l’au moins une dent (112). Figure pour l’abrégé : Figure 3 Cible surmoulée pour véhicule automobile La présente invention se rapporte au domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement une cible pour arbre de véhicule automobile et son procédé de fabrication. Dans un véhicule automobile, il est connu d’utiliser un capteur avec un arbre d’entrainement, par exemple pour mesurer sa vitesse de rotation et remonter cette information à une unité de contrôle électronique du véhicule pour permettre son pilotage ou une aide à la conduite. Par exemple, dans un véhicule à moteur électrique, il est connu d’utiliser un tel capteur pour mesurer la vitesse de rotation dudit moteur électrique afin de pouvoir le contrôler. Ce type de capteur comprend un élément sensible monté de manière fixe sur un élément de structure du véhicule en regard d’une cible métallique montée sur l’extrémité de l’arbre de manière solidaire en rotation. La FIG. 1 illustre schématiquement un exemple d’ensemble 10AA de capteur de l’art antérieur. L’ensemble 10AA comprend une cible 110AA, un capteur 120AA et un module de gestion 130AA. La cible 110AA comprend des dents 112AA s’étendant depuis une portion tubulaire 114AA centrale montée sur un arbre 20AA d’axe longitudinal XAA et tournant dans un sens de rotation F. Dans cet exemple, les dents 112AA sont de différentes longueurs angulaires I1, I2, I3, de mêmes hauteurs h1, h2, h3 et espacées de différentes largeurs angulaires C1, C2, C3. Le capteur 120AA comprend un élément sensible comportant une portion aimantée 121AA montée sur un support 122AA relié électriquement au module de gestion 130AA. En fonctionnement, le passage des dents 112AA métalliques devant la portion aimantée 121AA permet de faire varier le champ magnétique et de générer des signaux qui sont reçus par le module de gestion 130AA qui les envoie à une unité de contrôle électronique (non visible) du véhicule. L’unité de contrôle électronique traite les signaux afin de déterminer par exemple la position angulaire ou la vitesse de rotation de l’arbre. De manière connue, une telle cible 110AA peut être fabriquée par emboutissage ou par usinage. Lorsqu’elle est fabriquée par emboutissage, la cible 110AA présente des tolérances qui sont différentes d’une cible 110AA à une autre et qui en moyenne s’ajoutent les unes aux autres, rendant ainsi l’ensemble de capteur 10AA peu précis. Lorsqu’elle est fabriquée par usinage, les tolérances s’avèrent en moyenne moins importantes mais une quantité importante de métal est perdue car la pièce de métal d’origine doit présenter au moins le diamètre des dents 112AA de la cible 110AA et toute la partie périphérique de la portion tubulaire 114AA, de diamètre inférieur, doit être retirée. Une solution simple, fiable et efficace permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients serait donc avantageuse. A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet une cible pour arbre de véhicule automobile, ladite cible étant configurée pour être montée sur une extrémité libre dudit arbre et comprenant au moins une dent métallique, un corps supportant ladite au moins une dent métallique, et un élément de fixation comprenant une portion d’insertion configurée pour être fixée au moins en partie sur l’extrémité de l’arbre, la cible étant remarquable en ce que le corps est surmoulé, au moins en partie, autour de l’au moins une dent. Le surmoulage des dents métalliques permet de limiter la quantité de métal utilisée, notamment de métal extrait par usinage ou emboutissage, et donc de réduire le coût de la cible. L’utilisation d’un surmoulage des dents rend la cible aisée et peu onéreuse à fabriquer. Un autre avantage de la cible selon l’invention réside dans le fait que l’élément de fixation peut être de différentes formes et de différents diamètres pour s’adapter à tout type d’arbre tout en conservant le même corps et donc le même moule de fabrication du corps pour une même configuration de dents. En outre, la cible selon l’invention nécessite peu de métal, que pour les dents et éventuellement pour l’élément de fixation, ce qui réduit significativement le coût de la cible. En outre, l’utilisation d’un surmoulage des dents permet de réduire fortement, voire de supprimer, les tolérances d’une cible à une autre lors de la fabrication d’un lot de cibles, rendant ainsi les capteurs plus précis utilisant cette cible. L’extrémité de l’arbre comporte de préférence une portion cylindrique, par exemple creuse. Dans une forme de réalisation, l’élément de fixation comprend une portion d’attache distincte de la portion d’insertion et munie d’au moins un relief, le corps étant surmoulé autour de ladite portion d’attache. De préférence, la portion d’attache est de forme circulaire. De préférence encore, l’au moins un relief de la portion d’attache est une nervure, un cran ou une veine. Dans une autre forme de réalisation, l’élément de fixation et le corps sont issus de même matière de surmoulage. Selon un aspect de l’invention, le corps délimite au moins une ouverture traversant ledit corps jusqu’à l’élément de fixation pour permettre d’utiliser un outil d’insertion de la cible dans l’extrémité de l’arbre et, dans le cas d’une solution de type « press-fit », pour permettre de laisser passer le liquide de refroidissement pour les versions moteurs utilisant un liquide de refroidissement, et dans le cas d’une solution vissée pour permettre d’utiliser une vis de fixation pour le corps et pour l’élément de fixation. De préférence, les dents sont réalisées en acier inoxydable, en aluminium ou en cuivre. Selon un autre aspect de l’invention, la cible comprend une pluralité de dents, de préférence deux, trois, quatre ou cinq dents, surmoulées dans le corps. De préférence, les dents sont équiréparties. Dans une forme de réalisation, la portion d’insertion de l’élément de fixation est un manchon de type « press-fit » (emmanchement serré), de préférence à gorge annulaire. Dans une autre forme de réalisation, la portion d’insertion de l’élément de fixation est un tube de section circulaire et la cible est configurée pour être fixée sur l’arbre par l’intermédiaire d’une vis. Selon un aspect de l’invention, le corps délimite au moins une ouverture traversant ledit corps et l’élément de fixation, par exemple pour permettre de laisser passer le liquide de refroidissement pour les versions moteurs utilisant un liquide de refroidissement dans le cas de la version solution « press-fit » ou pour permettre d’utiliser une vis de fixation dans le cas de la version solution vissée. De préférence, la tête de la vis est retenue sur la cible par une organe de rétention, par exemple de type godrons ou crans de blocage, afin de rendre la vis imperdable. Avantageusement, la matière de l’élément de fixation est magnétiquement et/ou électriquement neutre pour la détection par le capteur. Avantageusement encore, la matière de l’élément de fixation est identique à la matière du corps, ce qui permet de réduire la distance entre le capteur et l’arbre et donc l’encombrement. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un arbre d’entrainement muni d’une cible telle que présentée précédemment. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une cible telle que présentée précédemment, ledit procédé comprenant les étapes de positionnement de l’au moins une dent métallique dans une partie inférieure d’un moule, placement de la partie supérieur du moule sur la partie inférieure et moulage d’au moins une partie du corps autour de l’au moins une dent métallique. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend, avant le placement de la partie supérieur du moule sur la partie inférieure, le positionnement de l’élément de fixation de sorte que sa portion d’attache soit moulée dans le corps. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 illustre schématiquement un exemple d’ensemble de capteur de l’art antérieur. FIG. 2 La FIG. 2 illustre schématiquement un exemple de véhicule selon l’invention. FIG. 3 La FIG. 3 est une vue en perspective avant d’un premier exemple de cible selon l’invention. FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en perspective arrière de la cible de la FIG. 3 . FIG. 5 La FIG. 5 est une vue isolée en perspective de l’élément de fixation de la cible de la FIG. 3 . FIG. 6 La FIG. 6 est une vue en perspective avant d’un deuxième exemple de cible selon l’invention. FIG. 7 La FIG. 7 est une vue en perspective arrière de la cible de la FIG. 6 . FIG. 8 La FIG. 8 est une vue isolée en perspective de l’élément de fixation de la cible de la FIG. 6 . FIG. 9 La FIG. 9 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention. La FIG. 2 représente un exemple schématique de véhicule 1 automobile selon l’invention. Le véhicule 1 comprend un ensemble de capteur 10 et un arbre 20 tournant, par exemple un arbre de moteur électrique dont l’ensemble de capteur 10 est adapté pour mesurer la vitesse de rotation. L’ensemble de capteur 10 comprend une cible 110, un capteur 120 et un module de gestion 130. La cible 110 est montée sur une extrémité 20A libre de l’arbre 20 tournant. Le capteur 120 est fixe (i.e. non tournant) et est monté dans le véhicule 1 au droit de la cible 110 tournante. Le capteur 120 permet de mesurer les variations de champ magnétique générées lorsque l’arbre 20 est entrainé en rotation. Le capteur 120 comporte notamment un élément sensible. Le capteur 120 étant connu en soi, il ne sera pas davantage détaillé ici. L’extrémité 20A de l’arbre 20 sur laquelle est montée la cible 110 comprend dans cet exemple une portion cylindrique creuse (non visible), par exemple tubulaire, permettant de monter la cible 110. Les figures 3 à 8 illustrent deux exemples de cible 110 selon l’invention. La cible 110 comprend au moins une dent 112 métallique (par exemple en acier inoxydable, en aluminium ou en cuivre), un corps 114, surmoulé, au moins en partie, autour de l’au moins une dent 112, et un élément de fixation 116 comprenant une portion d’insertion 116A configurée pour être insérée au moins en partie sur ou dans la portion cylindrique creuse de l’extrémité 20A de l’arbre 20. Dans les deux exemples des figures 3 à 8, la portion d’insertion 116A présente une forme cylindrique creuse de section circulaire. Dans l’exemple des figures 3 à 5, la portion d’insertion 116A comporte une gorge annulaire 116A1 ( FIG. 3 ) permettant un montage de type « press-fit » aisé avec une nervure circulaire de l’arbre 20 (non visible). Dans l’exemple des figures 6 à 8, la portion d’insertion 116A présente une surface externe adaptée pour s’emmancher dans la portion cylindrique creuse de l’extrémité 20A de l’arbre 20 ( FIG. 8 ) et permet le passage d’une vis 117 en son centre pour fixer la cible 110 sur l’arbre 20. Dans les deux exemples illustrés respectivement sur les figures 3 à 5 et 6 à 8, l’élément de fixation 116 comprend une portion d’attache 116B ( FIG. 5 ), distincte de la portion d’insertion 116A, se présentant sous la forme d’un anneau dont l’axe longitudinal est confondu avec l’axe longitudinal de la portion d’insertion. La portion d’attache 116B est munie sur l’ensemble de sa surface externe de nervures 116B1 ( FIG. 5 ) s’étendant selon l’axe longitudinal de l’élément de fixation 116 en étant parallèles entre elles. En d’autres termes, dans cet exemple non limitatif, l’anneau est cranté et les crans s’étendent selon l’axe longitudinal de l’élément de fixation 116 pour prévenir toute rotation du corps 114 par rapport à l’élément de fixation 116 une fois la portion d’attache 116B surmoulée. Dans les deux exemples des figures 3 à 5 et 6 à 8, la cible 110 comprend trois dents 112. Dans d’autres formes de réalisation, la cible 110 pourrait comprendre une, deux, quatre, cinq ou plus de cinq dents 112. Chaque dent 112 est réalisée en métal, par exemple en acier inoxydable, en aluminium ou en cuivre. Chaque dent 112 présente une forme de section angulaire, de préférence avec une épaisseur comprise entre 0,6 mm et 2 mm. Les dents 112 sont équiréparties circulairement sur la cible 110. Dans les exemples des figures, les dents 112 sont identiques mais, dans une autre forme de réalisation, les dents 112 pourraient être de formes différentes. Dans l’exemple de la FIG. 3 , chaque dent 112 couvre une ouverture angulaire de 60°. Dans une autre forme de réalisation, l’ouverture angulaire des dents 112 pourraient être de valeur différente. Le corps 114 est réalisé en un matériau plastique en étant surmoulé sur les dents 112 et sur la portion d’attache 116B. Le corps 114 présente une forme circulaire. Les espaces 114A entre les dents 112 sont en partie vide pour économiser de la matière lors du surmoulage et alléger la cible afin de réduire le besoin d’une étape d’équilibrage. Ces espaces peuvent être traversants ou non. Les espaces 114A sont délimités par des formes en creux qui servent à plaquer les dents 112 sur les faces des empreintes côté face fonctionnelle de la cible 110 afin de s’assurer de la bonne position et planéité globale des dents 112. Ceci présente un avantage important par rapport à une cible réalisée par « martelage profond » (ou « deep stamping » qui est un procédé connu) dans le cadre d’un capteur inductif qui nécessite une précision élevée. Les espaces 114A permettent aussi d'orienter la cible 110, notamment au moment d’une insertion press-fit. Dans une autre forme de réalisation (non illustrée), le corps 114 et l’élément de fixation 116 pourraient être issus de même matière de surmoulage. Autrement dit, le corps 114 et l’élément de fixation 116 pourraient être une pièce monobloc obtenue par injection de matière de surmoulage des dents 112 dans un moule. Le corps 114 délimite au moins une ouverture 114B traversant ledit corps 114 jusqu’à l’élément de fixation 116 pour permettre utiliser un outil d’insertion de la cible 110 dans l’extrémité 20A de l’arbre 20. Cette ouverture 114B, lorsqu’elle traverse intégralement la cible 110, peut notamment servir à permettre la circulation de liquide de refroidissement dans certains types d’arbre 20 de véhicule 1 et à saisir et orienter la cible 110 lors de son insertion, en particulier par press-fit. En référence à la FIG. 7 , le corps 114 comprend des parois de maintien 114C servant à plaquer les dents sur les faces des empreintes côté face fonctionnelle de la cible pour s’assurer de la très bonne position et planéité globale des dents 112, ce qui s’avère important pour un capteur de type inductif et un avantage significatif par rapport à une cible de l’art antérieur réalisée par estampage profond (« deep stamping »). Dans une autre forme de réalisation (non illustrée), l’extrémité 20A de l’arbre 20 pourrait être pleine et recevoir une cible 110 emmanchée ou vissée. Exemple de fabrication Dans cet exemple, décrit notamment en référence à la FIG. 9 , la fabrication de la cible 110 est réalisée à l’aide d’un moule en deux parties. Tout d’abord, dans une étape E1, les dents 112 métalliques sont positionnées dans la partie inférieure du moule, de manière équirépartie, en venant en appui sur des organes de positionnement du moule, par exemple en forme de V. Dans une étape E2, l’élément de fixation 116 est positionné également dans la partie inférieure du moule, par exemple à l’aide d’un pion de maintien, de sorte que l’axe longitudinal de l’élément de fixation 116 soit sensiblement aligné avec l’axe d’équirépartition des dents 112 (i.e. l’axe autour duquel sont réparties les dents 112). La partie supérieure du moule est ensuite placée sur la partie inférieure pour fermer le moule dans une étape E3 puis la matière plastique de surmoulage est injectée dans le moule fermé dans une étape E4 afin de former le corps 114 qui surmoule alors à la fois la portion d’attache 116B et, en tout ou partie, les dents 112 métalliques. Dans une autre méthode de fabrication où il n’y aurait pas d’étape E2, le corps 114 et l’élément de fixation 116 pourraient être tous deux formés par injection de matière dans le moule pour former une pièce monobloc de la forme désirée. Lorsque les dents sont pré-positionnées dans la cavité inférieure du moule, sensiblement excentrées de l’axe pour faciliter leur insertion dans l’outil, la valeur d’excentration des dents 112 lors de leur mise en position dans le moule peut être définie par la grandeur d’un cône du moule. Ainsi, une taille relativement importante du cône permet de pouvoir confortablement éloigner la dent 112 de ses V, ce qui permet de faciliter grandement sa pré-insertion puis sa mise en position finale. Lors de la fermeture du moule, l’empreinte de la cavité supérieure du moule vient, par son cône, glisser sur une portion de l’arrête du grand diamètre de la dent 112, arrête opposée à la face fonctionnelle de la cible 110 jusqu’à légèrement mater cette arrête (non fonctionnelle) pour que les surfaces latérales de chaque dent 112 viennent en contact et donc en position sur les face d’appui du moule en forme de « V », garantissant une excellente position relative dent 112 / axe de l’arbre 20, et avec une très bonne répétabilité. Une telle mise en position est importante, notamment en ce qui concerne la techno inductive. Le procédé permet d’éviter d’endommager les arêtes fonctionnelles des dents 112 qui sont de préférence vives tout autour de la face fonctionnelle. La cible 110 selon l’invention permet d’avoir une position précise de chaque dent 112 par rapport au capteur 120 aussi bien dans l’axe de l’arbre 20 que dans les deux autres directions. Lors du montage de la cible 110 de type « press-fit » en bout d’arbre, l’outil d’insertion (non représenté mais connu en soi) vient en appui sur l’élément de fixation 116 puis permet l’emmanchement sans endommager la partie plastique de la cible 110. Cible (110) pour arbre (20) de véhicule (1) automobile, ladite cible (110) étant configurée pour être montée sur une extrémité (20A) libre dudit arbre (20) et comprenant au moins une dent métallique (112), un corps (114) supportant ladite au moins une dent (112) métallique, et un élément de fixation (116) comprenant une portion d’insertion (116A) configurée pour être montée au moins en partie sur ladite extrémité (20A) de l’arbre (20), la cible (110) étant caractérisée en ce que le corps (114) est surmoulé, au moins en partie, autour de l’au moins une dent (112). Cible (110) selon la revendication 1, dans laquelle l’élément de fixation (116) comprend une portion d’attache (116B) distincte de la portion d’insertion (116A) et munie d’au moins un relief (116B1), le corps (114) étant surmoulé autour de ladite portion d’attache (116B). Cible (110) selon la revendication 2, dans laquelle la portion d’attache (116B) est de forme circulaire. Cible (110) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans laquelle l’au moins un relief (116B1) de la portion d’attache (116B) est une nervure, un cran ou une veine. Cible (110) selon la revendication 1, dans laquelle l’élément de fixation (116) et le corps (114) sont issus de même matière de surmoulage. Cible (110) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps (114) délimite au moins une ouverture (114B) traversant ledit corps (114) jusqu’à l’élément de fixation (116) pour permettre d’utiliser un outil d’insertion de la cible (110) dans l’extrémité (20A) de l’arbre (20). Cible (110) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite cible (110) comprenant une pluralité de dents (112), de préférence deux, trois, quatre ou cinq dents (112), surmoulées dans le corps (114). Cible (110) selon la revendication précédente, dans laquelle les dents (112) sont équiréparties. Véhicule (1) automobile comprenant un arbre d’entrainement (20) muni d’une cible (110) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de fabrication d’une cible (110) selon l’une des revendications 1 à 8, ledit procédé comprenant les étapes de positionnement de l’au moins une dent (112) métallique dans une partie inférieure d’un moule, placement de la partie supérieur du moule sur la partie inférieure et moulage d’au moins une partie du corps (114) autour de l’au moins une dent (112) métallique.