ADJUSTING DEVICES OF DETECTORS FOR ANGULAR POSITION SENSORS

Abstract: 1. A pick-up for the angular position of a shaft (1) rotating in a stationary body (2) and comprising : a reader (10, 11, 12, 13, 14) equipped with a number of detecting elements, and also comprising a device for adjusting the position of the reader and comprising an adjusting plate (15) on which the reader is secured, and a disc (4) bearing a coded surface (4a) and co-rotatably secured to the rotating shaft, the pick-up being characterised in that it comprises means for radially moving the adjusting plate (15) relative to the stationary body (2) of the pick-up and comprising centring screws (18) acting in opposing manner in a plane substantially perpendicular to the axis (XX) of rotation of the rotating shaft (1) and the disc (4), the pick-up also comprising a washer (16) having the same geometrical shape as the adjusting plate (15), the washer being radially secured with respect to the stationary body (2) and with one of its surfaces in contact with that surface of the adjusting plate (15) to which the reader (10, 11, 12, 13, 14) is not secured, in order to facilitate radial movement of the adjusting plate during adjustment thereof.

Description: "Perfectionnements aux dispositifs de réglage des lecteurs pour capteurs de position angulaire" La présente invention concerne les capteurs de position angulaire et plus particulièrement les dispositifs de réglage en position des lecteurs pour de tels capteurs, qu'ils soient de type optique ou de type électrique. Généralement les capteurs de position angulaire comportent un arbre mobile en rotation par rapport à un corps fixe servant de repère, l'arbre mobile portant un élément, tel qu'un disque, qui comporte en général plusieurs pistes circulaires concentriques codées présentant chacune des zones successives de transmission optique variable ou de conductivité électrique variable, selon un code prédéterminé; des moyens sont prévus pour exciter op-tiquement ou électriquement les pistes ; on prévoit sur le corps fixe un ensemble de détecteurs, de type optique ou électrique, qui prélèvent chacun sur une des pistes une information résultant du code utilisé et permettant de définir sans ambiguité la position angulaire de l'axe mobile par rapport à un plan repère fixe passant par l'axe de l'arbre mobile. L'ensemble des éléments détecteurs qui est-porté sur un support commun constitue ce que l'on appelle généralement le lecteur du capteur de position angulaire. La disposition géométrique des éléments détecteurs sur leur support commun, en relation avec la disposition des pistes circulaires concentriques sur le disque mobile, définit un axe de rotation et un plan radial d'origine passant par cet axe de rotation. L'orientation exacte de ce plan est généralement arbitraire afIn de permettre de modifier le calage angulaire des éléments détecteurs sur l'axe du capteur. Par contre la cohérence de la mesure et l'obtention d'informations homogènes exigent, de manière impérative, que le plan d'origine défini par la position des capteurs sur leur support commun passe par l'axe géométrique de rotation du disque mobile, avec une précision qui limite la précision de l'information obtenue au moyen du capteur. En outre il est nécessaire que les pistes circulaires soient concentriques à cet axe géométrique de rotation avec une précision qui détermine également la précision de l'information transmise par le capteur. La présente invention a pout but de réaliser un dispositif de réglage de la position du lecteur qui amène le plan radial dtorigine (plan de référence) à passer par l'axe de rotation géométrique-du disque mobile qui porte les pistes, d'une part, et le plan des éléments détecteurs à être perpendiculaire à cet axe, d'autre part. Selon l'invention, un dispositif de réglage de la position du lecteur d'un capteur de la position angulaire d'un arbre tournant dans un corps fixe, dispositif comportant une platine de réglage sur laquelle est fixé le lecteur qui comporte plusieurs éléments détecteurs, et un disque mobile portant le code, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement radial de la platine par rapport au corps fixe du capteur constitués par des vis de centrage (18) agissant, de manière antagoniste, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (XX) de rotation du disque (4). Avantageusement la platine de réglage présente la forme d'une couronne annulaire entourant l'axe de rotation du disque. Encore plus avantageusement, le corps fixe du capteur comporte un rebord ou collerette qui entoure la platine précitée et sert d'appui ou de logement aux vis de centrage précitées. Au lieu d'un tel rebord ou collerette, le corps fixe du capteur peut comporter une protubérance centrale entourant l'axe de rotation du disque codé et qui est entourée par ladite platine et sert d'appui ou de logement aux vis de centrage qui traversent cette platine. Les vis de centrage peuvent être en nombre pair, chaque paire comportant deux vis disposées vis-à-vis et agissant de manière antagoniste, par exemple quatre vis, ou bien on peut prévoir trois vis disposées angulairement à 1200 l'une de l'autre. Avantageusement on peut prévoir une rondelle, fixe radialement par rapport au corps fixe et en contact par l'une de ses faces avec la face de la platine sur laquelle n'est pas fixé le lecteur,afin de faciliter le déplacement radial de cette platine au cours de son réglage, cette rondelle étant de préférence interposée entre la platine et le corps fixe du capteur ; cette rondelle peut être traversée par des vis de blocage de la platine agissant parallèlement à l'axe de rotation du disque codé. On peut en outre prévoir des vis d'appui agissant sur la platine,et éventuellement la rondelle,afin de l'amener, ou les amener,à êtra parallèles au plan du disque portant le code. L'invention pourra, de toute façon; être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels compléments et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure unique représente, en coupe axiale, un mode de réalisation préféré d'un codeur optique de position angulaire mettant en oeuvre l'invention. Selon l'invention et plus précisément selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple de réaliser un dispositif de réglage d'un lecteur pour capteur de position angulaire, on s'y prend comme suit ou d'une manière analogue. Dans la description détaillée qui va suivre on se limitera au cas d'un capteur de position angulaire de type optique, c'est-à-dire comportant plusieurs pistes circulaires concen triques sur chacune desquelles est prévue une succession de zones de transmission optique variable selon un code déterminé. Le capteur de position angulaire illustré est destiné à déterminer la position angulaire d'un arbre 1 tournant dans un corps 2, grâce à des paliers . ou roulements à bille 3, autour d'un axe géométrique XX. L'arbre tournant 1 porte un disque en verre 4 sur lequel figure une surface codée 4a constituée par plusieurs pistes circulaires concentriques comportant chacune une succession de zones alternativement opaque et transparentes, les zones opaques interceptant et les zones transparentes laissant passer la lumière issue d'une source lumineuse 5 et traversant un système optique 6 constitué par trois systèmes optiques 7, 8, 9 constitués respectivement par un système transformateur de convergence, un système de collimation et un système concentrant la lumière sur les pistes concentriques de la surface 4a. Un tel système optique 6 et des variantes de celuici sont décrits dans une demande de brevet européen déposée oe même jour par la demanderesse et intitulée "Perfectionnements aux dispositifs de lecture pour capteurs optiques de position à plusieurs pistes codées". Le système 9 qui concentre la lumière sur les pistes concentriques est avantageusement constitué (comme on le voit dans la demande de brevet précitée) par un demi-cylindre réfringent qui forme de la source de lumière 5 une image astigmate et anamorphosée sur la surface des éléments photosensibles d'une plaquette semi-conductrice 14 portée par un support 13 qui est fermé par une lame de verre 12 sur laquelle est fixée une autre lame de verre 11 qui porte un diaphragme 10 à plusieurs fenêtres dont l'espacement correspond à l'espacement des pistes de la surface 4a e t d e s éléments photosensibles de la plaquette semiconductrice 14 et dont l'alignement doit intercepter l'axe géométrique de rotation du disque 4. Plus précisément le dispositif de lecture proprement dit est réalisé conformément à la demande de brevet précitée de la demanderesse ; il comprend essentiellement, dans un boîtier 13 formant support1 la plaquette semi-conductrice 14 sur laquelle ont été crées par diffusion n éléments photosensibles constituant les détecteurs élémentaires affectés à la lecture optique des n pistes de la surface 4a ; ces détecteurs élémentaires sont disposés en correspondance des fenêtres transparentes du diaphragme 10 qui leur correspondent respectivement. Le diaphragme 10 à n fenêtres est formé par une couche mince de métallisation déposée sur le support transparent 11 collé sur la lame de verre 12 qui est fixée en permanence par collage ou soudure sur le boîtier 13, et ceci conformément à la caractéristique essentielle de l'invention de la demande de brevet précitée. L'ensemble 10, 11, 12, 13, 14 constitue le lecteur proprement dit du capteur. Ce lecteur est, conformément à la présente invention, fixé par collage sur une platine de réglage 15 en forme de couronne circulaire entourant l'arbre 1 et logé dans un creux annulaire 2a du corps 2. Le corps 2 forme, autour de ce creux, une collerette 2b percée de quatre trous taraudés dans lesquels sont logées quatre vis de centrage ou de poussée (18) servant au réglage radial de la position de la platine 15 sur le corps'2. Quatre vis de blocage 19 coopèrent avec les vis de poussée 18 ; au cours du réglage radial de la position de la platine 15, les vis de blocage 19 sont débloquées ,mais maintenues assez voisines de leur position de bloquage afin de limiter les déplacements parasites de la platine 15 si trois des quatre vis 18 étaient desserrées en même temps. Derrière la platine 15 est disposée une rondelle 16, également en forme de couronne circulaire, qui est traversée par les vis de bloquage 19, les dimensions d la rondelle 16 étant telles qu'elle puisse coulisser dans le creux annulaire 2a du corps 2 sans contrainte,mais sans jeu radial appréciable,et qu'elle puisse résister, sans déformation notable, à l'action antagoniste des vis de blocage 19 et de trois vis d'appui 17 agissant parallèlement à l'axe géométrique XX de l'arbre 1. Le réglage de la position de la platine 15, et donc du support 13 avec la plaquette semi-conductrice 14 et les éléments 10, 11, 12, est effeCtué comme suit. On positionne les vis 18 de réglage radial de manière arbitraire, de façon que la platine 15 soit centrée dans le corps 2 du capteur, puis on agit sur les vis d'appui 17 de manière que le plan 10a du diaphragme 10 soit exactement parallèle au plan d'appui du disque codé 4 qui n'est pas encore monté sur son axe ; en même temps on règle la distance entre ces deux plans, distance qui conditionnera l'intervalle séparant la surface codée 4a du diaphragme 10. On procède ensuite à la mise en place du disque codé 4 sur son axe et on centre ce disque sur l'axe XX de l'arbre 1, de manière connue, afin que, lors de sa rotation, les pistes circulaires concentriques du code défilent devant les fenêtres du diaphragme 10 en restant parfaitement alignées avec elles. On centre le diaphragme en agissant sur les vis de centrage 18, de façon à déplacer le diaphragme derrière le disque codé 4, - d'une part, tangentiellement de manière que l'alignement des fenêtres du diaphragme vienne colncider avec un rayon du disque codé 4 (ce qui peut être vérifié, dans le cas d'un code Gray, par le fait que le changement d'état de la piste la plus significative, généralement la plus centrale,et le centre d'une plage de la piste la moins significatiVe, généralement la plus externe, sont centréS en même temps dans les fenêtres du diaphragme qui leur correspondent respectivement) - d'autre part, radialement, en amenant le centre des fenêtres du diaphragme à coincider avec le rayon moyen des pistes du disque codé qui leur corresponint respectivement A partir d'une position d'équilibre supposée atteinte, l'action antagoniste des deux vis de centrage 18 appartenant à une même paire est constamment respectée si l'on prend soin de ne desserrer une vis que d'une quantité inférieure à celle qui lui ferait perdre le contact avec la platine 15 et de resserrer immédiatement la vis opposée de la même quantité. Pour limiter les efforts de cisaillement qui s'exercent sur les deux vis 18 qui n'interviennent pas à ce moment là, il convient de les desserrer toutes deux, chacune d'une quantité sensiblement égale à la moitié du desserrage effectué sur la première vis citée. Une fois obtenu un centrage satisfaisant du diaphragme 10 derrière le disque codé 4,examiné à l'arrêt et en mouvement, comte uézrit plus haut, les vis de blocage 19 sont bloquées énergiquement, sans que cela entraîne aucun déréglage. Ce mode de répartition équilibrée des tension antagoniste tes exercées sur la platine 15 par les vis de centrage 18, les vis d'appui 17 et les vis de blocage 19 confère au réglage une grande stabilité à l'égard des vibrations et des variations de température, à condition toutefois, à l'égard de ces dernières, que le corps 2, la rondelle 16, la platine 15, les vis de centrage 18, les vis d'appui 17 et les vis de blocage 19 soient réalisés dans des métaux ou des alliages métalliques ayant même coefficient de dilatation. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims: REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de la position du lecteur d'un capteur de la position angulaire d'un arbre tournant dans un corps fixe, disposition comportant une platine de réglage, sur laquelle est fixé le lecteur qui comporte plusieurs éléments détecteurs, et un disque mobile portant le code, caracté- risé en ce qu'il comporte. des moyens de déplacement radial de la platine (15) par rapport au corps fixe du capteur constituéspar des vis de centrage (18) agissant, de manière antagoniste, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (XX) de rotation du disque (4). 2. Dispositif de réglage selon le revendication 1, caractérisé en ce que la platine de réglage (15) présente la forme d'une couronne annulaire entourant l'axe de rotation du disque. 3. Dispositif de réglage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps fixe (2) du capteur comporte un rebord ou collerette (2b) qui entoure la platine de réglage et sert d'appui ou de logement aux vis ae centrage. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps fixe du capteur comporte une protubérance centrale entourant l'axe de rotation du disque codé et qui est entourée par ladite platine et sert d'appui ou de logement aux vis de centrage qui traversent cette platine. 5. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vis de centrage (18) sont en nombre pair, chaque paire comportant deux vis disposées vis-à-vis et agissant de manière antagoniste. 6. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les vis de centrage (18) sont au nombre de trois, disposées angulairement à 1200 l'une de l'autre. 7. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une rondelle (16) de même forme géométrique que la platine (15), ladite rondelle étant fixe radialement par rapport au corps fixe (2) et en contact par une de ses faces avec la face de la platine (15) sur laquelle n'est pas fixé le lecteur (10, 11, 12, 13, 14)afin de faciliter le déplacement radial de cette platine au cours de son réglage, cette rondelle étant de préférence interposée entre la platine er le corps fixe (2) du capteur. 8. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des vis de blocage (19) de la platine (15) agissant parallèlement à l'axe (XX) de rotation du disque codé (4), ces vis traversant également la rondelle (16) lorsque celleci existe. 9. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des vis d'appui (17) agissant sur la platine (15). 10. Dispositif de réglage selon la revendication 9 , caractérisé en ce que les vis d'appui (17) agissent sur la platine (15) par l'intermédiaire de la rondelle d'appui (16), afin de l'amener ou de les amener à être parallèle(s) au plan du disque (4) portant le code.

Inventors: GAMBS, PAUL, ROLLAND, GERARD, TAILLEBOIS, JACQUES, Rolland, Gérard
Applicants: M.C.B.
Application year: 1985
Main classification: G01D5
IPC codes: G01D5