EP0353117B1 - Device to detect the position of a moving member inside a fixed member - Google Patents
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Definitions
- the end of the rod 42 penetrating into the bore 40 carries an elastic metal tongue 54, capable of rubbing on the track 52, so as to form a movable contact between the rod 42 and the track 52.
- the rod 42 also comprises, in the vicinity of the tongue 54, a finger 56, penetrating into the groove 50, and serving both to immobilize in rotation the rod 42 relative to the sleeve 36, and to form a stop preventing the rod 42 from coming out of the bore 40 under the effect of spring 44.
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Description
La présente invention concerne un dispositif de détection de la position d'un organe mobile à l'intérieur d'un organe fixe qui l'entoure, et plus particulièrement d'un moyen de piston d'un servomoteur actionné pneumatiquement, à l'intérieur de ce servomoteur.The present invention relates to a device for detecting the position of a movable member inside a fixed member which surrounds it, and more particularly to a piston means of a pneumatically actuated servomotor, inside of this servo motor.
Dans l'industrie automobile, il est devenu courant d'assister diverses commandes, actionnées par le conducteur d'un véhicule, telles que les commandes de freinage, de débrayage, ou d'autres, par divers dispositifs amplificateurs de force qui, pour un même effort de sortie, n'exigent du conducteur qu'un effort limité.In the automobile industry, it has become common to assist various commands, actuated by the driver of a vehicle, such as braking, declutching, or other commands, by various force amplifying devices which, for a same exit effort, require only a limited effort from the driver.
De tels dispositifs amplificateurs sont couramment constitués par des servomoteurs pneumatiques comprenant un boîtier divisé en une chambre avant et une chambre arrière par un moyen de piston déplaçable à partir d'une position de repos voisine de la paroi arrière du boîtier. Ces servomoteurs pneumatiques ont un fonctionnement entièrement satisfaisant.Such amplifying devices are commonly constituted by pneumatic servomotors comprising a housing divided into a front chamber and a rear chamber by means of piston displaceable from a rest position close to the rear wall of the housing. These pneumatic actuators have fully satisfactory operation.
Cependant, pour des raisons de sécurité et/ou de bon fonctionnement, il est désirable de connaître à tout instant l'état de ces dispositifs amplificateurs, afin d'actionner un signal d'alarme en cas de défaillance, pour commander d'autres dispositifs ou pour influer sur une boucle de rétro-action.However, for reasons of safety and / or proper functioning, it is desirable to know at all times the state of these amplifying devices, in order to activate an alarm signal in the event of failure, to control other devices or to influence a feedback loop.
On connaît par le document FR-A-2509883 un servomoteur d'assistance au débrayage comprenant un releveur de mesure de la position de la course du servomoteur, constitué d'une bande conductrice s'étendant dans la direction de cette course, et d'une prise portée par la tige mobile du servomoteur, la bande conductrice et la prise formant ensemble un potentiomètre linéaire délivrant un signal de mesure pour commander le fonctionnement du servomoteur.Document FR-A-2509883 discloses a declutching assistance servomotor comprising a meter for measuring the position of the actuator stroke, consisting of a conductive strip extending in the direction of this stroke, and a socket carried by the movable rod of the booster, the conductive strip and the socket together forming a linear potentiometer delivering a measurement signal to control the operation of the booster.
Dans ce document, le releveur de mesure est intégré dans le carter du servomoteur, ce qui impose à ce dernier d'être d'une conception spéciale et relativement complexe, interdisant son utilisation sur des servomoteurs de conception classique.In this document, the metering device is integrated into the booster casing, which requires the latter to be of a special and relatively complex design, prohibiting its use on servomotors of conventional design.
Pour pallier cet inconvénient, l'invention a pour but de proposer un dispositif de mesure de la position du moyen de piston dans un servomoteur actionné pneumatiquement, qui soit adaptable à des boîtiers de servomoteurs de type connu sans modification de ces derniers.To overcome this drawback, the object of the invention is to propose a device for measuring the position of the piston means in a pneumatically actuated servomotor, which is adaptable to actuator housings of known type without modification of the latter.
Dans ce but, l'invention propose un dispositif de mesure de la position d'un organe mobile par rapport à un organe fixe, l'organe fixe étant une des parois d'un boîtier de servomoteur et l'organe mobile étant un moyen de piston divisant le boîtier en une chambre avant et une chambre arrière, comprenant un premier moyen mobile, déplaçable avec l'organe mobile et dont le déplacement est repéré par rapport à un deuxième moyen fixe par rapport à l'organe fixe, le premier moyen mobile coulissant par rapport au deuxième moyen fixe de façon à faire varier au moins une grandeur électrique en fonction de la position du premier moyen mobile par rapport au deuxième moyen fixe, caractérisé en ce que le deuxième moyen fixe est inséré de façon étanche grâce à un joint élastique dans une ouverture formée dans l'organe fixe de façon à rester à l'extérieur du boîtier du servomoteur.To this end, the invention provides a device for measuring the position of a movable member relative to a fixed member, the fixed member being one of the walls of a booster housing and the movable member being a means of piston dividing the housing into a front chamber and a rear chamber, comprising a first movable means, movable with the movable member and the displacement of which is identified with respect to a second fixed means with respect to the fixed member, the first movable means sliding relative to the second fixed means so as to vary at least one electrical variable as a function of the position of the first movable means relative to the second fixed means, characterized in that the second fixed means is inserted in leaktight manner by means of a seal elastic in an opening formed in the fixed member so as to remain outside the booster housing.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre illustratif en référence au dessin annexé, dans lequel :
- - La Figure 1 représente en coupe longitudinale un dispositif de détection selon un premier mode de réalisation de l'invention, et
- - La Figure 2 représente une vue analogue d'un deuxième mode de réalisation de l'invention.
- FIG. 1 shows in longitudinal section a detection device according to a first embodiment of the invention, and
- - Figure 2 shows a similar view of a second embodiment of the invention.
Sur la Figure 1, on a représenté en coupe un dispositif de détection 10, selon un premier mode de réalisation de l'invention, fixé sur un servomoteur 12. Ce servomoteur est constitué de façon connue par un boîtier 14 divisé intérieurement par un moyen de piston 16 en deux chambres 18 et 20 sélectivement inter- communicantes. Le boîtier 14 comporte une ouverture 22 dans laquelle est inséré, de façon étanche grâce à un joint élastique 24, le dispositif de détection 10.In Figure 1, there is shown in section a
Le dispositif de détection 10 est constitué principalement par un corps 26 en matériau électriquement conducteur, et de forme cylindrique, dont une partie 28 de diamètre réduit est pourvue sur sa périphérie de sillons annulaires 30, la partie 28 étant apte à s'engager dans le joint 24 de façon étanche, les sillons 30 formant de façon connue un système de retenue du dispositif 10 dans le joint 24.The
Le corps 26 est pourvu d'un alésage 32 dans lequel débouche un autre alésage 34, de plus faible diamètre formé dans la partie 28 de diamètre réduit. Dans l'alésage 32 est introduit un manchon isolant électriquement 36, et dans l'alésage 34 est introduite un bague 38, électriquement conductrice, et de même diamètre intérieur que celui du manchon 36, de façon à définir un alésage continu 40.The
Dans l'alésage 40, formé par la suite des alésages pratiqués dans le manchon 36 et la bague 38, coulisse une tige 42, en matériau électriquement conducteur, s'étendant à l'extérieur de la partie 28, et donc à l'intérieur de la chambre 18, jusqu'au moyen de piston 16. La tige 42 est maintenue au contact du moyen de piston 16 par ressort 44, prenant appui d'un côté sur la bague 38, et de l'autre sur un épaulement 46 formé à l'extrémité de la tige 42. Cette tige comporte des rainures longitudinales 48, mettant en communication la chambre 18 et l'intérieur de l'alésage 40.In the
Dans le manchon 36 est formée une rainure longitudinale 50, au fond de laquelle est déposée une piste conductrice électriquement 52, et résistive telle que celles qui sont utilisées dans les potentiomètres linéaires. l'extrémité de la tige 42 pénétrant dans l'alésage 40 porte une languette métallique élastique 54, apte à frotter sur la piste 52, de façon à former un contact mobile entre la tige 42 et la piste 52. La tige 42 comporte également, au voisinage de la languette 54, un doigt 56, pénétrant dans la rainure 50, et servant à la fois à immobiliser en rotation la tige 42 par rapport au manchon 36, et à former une butée empêchant la tige 42 de sortir de l'alésage 40 sous l'effet du ressort 44.In the
Le corps 26 est enfin fermé de façon étanche, à son extrémité opposée à celle qui est fixée sur le boîtier 14, par un bouchon 58 muni d'un passage 60 pour un fil conducteur 62 relié électriquement à l'extrémité la plus proche de la piste 52.The
Ainsi, lors du fonctionnement du servomoteur 12, c'est à dire lorsque le moyen de piston 16 se déplace, par exemple dans le sens de la flèche F, la tige 42 se déplace en même temps que le moyen de piston 16 grâce au ressort 44 la maintenant toujours appliquée sur lui par l'une de ses extrémités. L'autre extrémité déplace par conséquent la languette élastique 54 sur la piste 52. Le circuit électrique formé par le fil 62, la piste 52, la languette 54, la tige 42, la bague 38 et le corps 26 présente donc une résistance électrique variable en fonction de la position du moyen de piston 16 grâce à la piste potentiométrique 52. Un circuit électronique approprié relié aux bomes de cette résistance variable, fournira donc un signal représentatif de la position du moyen de piston 16 à l'intérieur du boîtier de servomoteur, ce signal pouvant être utilisé pour commander d'autres dispositifs ou à des fins de signalisation.Thus, during the operation of the
Le dispositif de détection qui vient d'être décrit nécessite pour son montage, la réalisation d'une ouverture dans le boîtier de servomoteur, et donc l'emploi d'un joint d'étanchéité. L'accroissement du nombre d'ouvertures dans un dispositif pneumatique multiplie d'autant le risque de fuites, pouvant occasionner une dégradation, ou même l'arrêt total, du fonctionnement du dispositif pneumatique.The detection device which has just been described requires for its assembly, the production of an opening in the booster housing, and therefore the use of a seal. The increase in the number of openings in a pneumatic device multiplies the risk of leaks all the more, which can cause degradation, or even complete stopping, of the operation of the pneumatic device.
C'est pourquoi, selon un mode de réalisation préféré de l'invention représenté sur la Figure 2, le dispositif de détection de la position du moyen de piston est monté dans une des ouvertures déjà pratiquées dans le boîtier de servomoteur et nécessaires à son fonctionnement. Ces ouvertures sont reliées, d'un côté du servomoteur, à l'arrivée d'air à la pression atmosphérique, et de l'autre côté, à une source de vide.This is why, according to a preferred embodiment of the invention shown in Figure 2, the device for detecting the position of the piston means is mounted in one of the openings already made in the booster housing and necessary for its operation. . These openings are connected, on one side of the booster, to the supply of air at atmospheric pressure, and on the other side, to a vacuum source.
On voit ainsi sur la Figure 2 un dispositif de détection de la position du moyen de piston d'un servomoteur, semblable à celui de la Figure 1, où les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références mécaniques.Thus seen in Figure 2 a device for detecting the position of the piston means of a booster, similar to that of Figure 1, where the same elements are identified by the same mechanical references.
Le corps 26 du dispositif 10 est muni latéralement d'un prolongement creux 70. Une ouverture 72 est pratiquée dans le corps 26 de façon à faire communiquer l'intérieur de l'alésage 32 avec l'intérieur du prolongement 70, le manchon 36 présentant lui aussi une ouverture 74 permettant la communication entre l'intérieur de l'alésage 40 avec l'intérieur du prolongement 70. Sur le prolongement 70 peut se fixer un embout creux 76 permettant le raccordement à une canalisation pneumatique (non représentée). Dans le cas où cette canalisation pneumatique est reliée à une source de vide, il est généralement prévu d'intercaler un clapet anti-retour assurant le maintien d'une pression réduite dans la chambre 18 pendant les périodes de non fonctionnement. Un tel clapet pourra avantageusement être intégré au dispositif de détection 10, l'ouverture 72 constituant un premier moyen de clapet par ses bords 78 formant le siège d'un deuxième moyen de clapet 80, maintenu en position de repos par un ressort de rappel 82 prenant appui par son autre extrémité sur l'embout 76.The
Dans chacun de ces modes de réalisation, il est possible de prévoir un système d'ajustement automatique de la longueur de la tige 42, pour tenir compte du jeu dû aux tolérances de fabrication du servomoteur, c'est à dire des variations de distance au repos entre le moyen de piston 16 et le bottier 14.In each of these embodiments, it is possible to provide an automatic adjustment system for the length of the
On voit ainsi que l'invention fournit un moyen de connaître à tout instant la position du moyen de piston dans un servomoteur sans aucune modification de ce dernier, et donc applicable à tout type de servomoteur existant.It can thus be seen that the invention provides a means of knowing at all times the position of the piston means in a booster without any modification of the latter, and therefore applicable to any type of existing booster.
Il est bien évident que l'invention est susceptible de nombreuses variantes sans sortir de son esprit. C'est ainsi que le corps du dispositif pourra être réalisé en matière plastique moulée, les contacts électriques étant réalisés par des traversées de fils étanches. De même, dans les cas où il est suffisant de ne repérer que quelques positions discrètes du moyen de piston, le dispositif de l'invention pourra être simplifié, ainsi que le circuit électronique associé. On pourra par exemple prévoir que la piste 52 soit discontinue, c'est à dire formée de plots conducteurs disposés à des distances appropriées correspondant aux positions à repérer, chaque plot étant connecté à un contact électrique extérieur et donnant donc par tout ou rien l'information du passage du moyen de piston par une position prédéterminée, par exemple début de course, position intermédiaire et fin de course. Dans ce cas, on pourra prévoir que l'extrémité de la tige qui pénètre dans l'alésage 40 soit munie d'un aimant permanent, tandis que des interrupteurs à lame souple seront noyés à différents emplacements dans le corps 26 ou le manchon 36 etactionnés par le passage de l'aimant permanent à leur niveau. On peut également prévoir de réaliser un bobinage ou solenoide coaxialement à l'alésage 40, la tige 42 faisant alors fonction de noyeau plongeur et modifiant l'inductance du bobinage, que l'on pourra mesurer à ses bornes. On pourra également prévoir de réaliser la tige 42 en matériau dielectrique, et de disposer deux plaques conductrices dans le corps 26 de façon à former un condensateur dont la capacité sera fonction de la position de la tige.It is obvious that the invention is susceptible of numerous variants without going out of its mind. Thus the body of the device can be made of molded plastic, the electrical contacts being made by crossings of sealed wires. Similarly, in cases where it is sufficient to identify only a few discrete positions of the piston means, the device of the invention can be simplified, as well as the associated electronic circuit. We can for example provide that the
Enfin, l'invention est applicable à tout type de servomoteur, pour l'assistance au freinage, au débrayage, qu'il soit simple ou en tandem. Pour un servomoteur d'assistance au freinage, on pourra par exemple prévoir que le contact de début de course actionne des feux d'avertissement de freinage (feux "stop"), un ou plusieurs contacts de position intermédiaire agissent sur un système d'antiblocage des roues, et le contact de fin de course signale une usure exagérée des gamitures de frein.Finally, the invention is applicable to any type of booster, for braking assistance, declutching, whether simple or in tandem. For a brake booster, one could for example provide that the start of race contact activates brake warning lights ("stop" lights), one or more intermediate position contacts act on an anti-lock system wheels, and the limit switch signals excessive wear of the brake linings.
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