FR2620221A1 - Proximity detector with inductive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un détecteur de proximité du type inductif. The present invention relates to a proximity detector of the inductive type.
De tels détecteurs, qui sont utilisés à très grande échelle dans les installations automatisées où leur principale fonctíon est de détecter le passage ou la position d'une pièce métallique, présentent de faibles dimensions allant de, par exemple 40 à 50 mm de long pour un diamètre voisin de 10 à 12 mm. Les difficultés que l'on rencontre pour réaliser de tels détecteurs sont en particulier imputables à leurs dimensions réduites. Celles-ci font intervenir de façon relativement plus importante des tolérances de fabrication entraînant une dispersion des propriétés électriques. Such detectors, which are used on a very large scale in automated installations where their main function is to detect the passage or the position of a metal part, have small dimensions ranging from, for example 40 to 50 mm long for a diameter close to 10 to 12 mm. The difficulties encountered in making such detectors are in particular attributable to their reduced dimensions. These involve relatively larger manufacturing tolerances resulting in a dispersion of the electrical properties.
D'autre part, elles rendent difficile l'automatisation de la fabrication. Cette dernière difficulté est, par suite, généralement accompagnée d'un coût technique relativement élevé, eu égard à la simplicité de la fonction assumée par le détecteur et au nombre très important de détecteurs à produire.On the other hand, they make the automation of manufacturing difficult. This latter difficulty is therefore generally accompanied by a relatively high technical cost, having regard to the simplicity of the function assumed by the detector and the very large number of detectors to be produced.
L'invention se propose, par suite, de présenter un détecteur de proximité dont la structure soit de nature à faciliter sa fabrication en grande série et pour un coût technique réduit, tout en lui conservant une fiabilité élevée dans l'atmosphère industrielle et une grande uniformité des fonctions électriques. The invention therefore proposes to present a proximity detector whose structure is such as to facilitate its mass production and at a reduced technical cost, while retaining high reliability in the industrial atmosphere and a large uniformity of electrical functions.
Le détecteur de proximité inductif visé par l'invention, est du genre comportant dans un corps tubulaire, ayant une face d'extrémité active, et une seconde face de raccordement opposée
- un bobinage associé à un pot en ferrite qui est placé concentriquement au voisinage immédiat de la face active,
- une carte à circuits imprimés qui comporte des composants du circuit électronique associé au bobinage, et qui est disposée longitudinalement dans un volume intérieur au corps tubulaire,
- un moyen de raccordement électrique qui traverse la seconde face et dont les conducteurs sont électriquement reliés à la carte à circuits imprimés,
- ces composants étant fixés mécaniquement par une masse de matière synthétique logée dans le corps tubulaire.The inductive proximity sensor targeted by the invention is of the type comprising, in a tubular body, having an active end face, and a second opposite connection face.
- a winding associated with a ferrite pot which is placed concentrically in the immediate vicinity of the active face,
a printed circuit board which comprises components of the electronic circuit associated with the winding, and which is arranged longitudinally in a volume inside the tubular body,
- an electrical connection means which crosses the second face and the conductors of which are electrically connected to the printed circuit board,
- These components being fixed mechanically by a mass of synthetic material housed in the tubular body.
Selon l'invention, ce détecteur est caractérisé en ce que la surface intérieure du corps tubulaire est occupée sur une partie de sa hauteur par un sous-ensemble comprenant un étui en matériau isolant, dont le fond est situé au niveau de la face active et reçoit un pot en ferrite qui est traversé par les conducteurs du bobinage et dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur de l'étui, tandis que l'espace intérieur de cet étui est occupé par une première masse de matière synthétique immobilisant par rapport à l'étui ce pot et une fraction de la longueur de la carte à circuits imprimés, à laquelle sont reliés les conducteurs de raccordement, une seconde masse de matière synthétique étant introduite dans l'espace résiduel de l'étui et dans le volume résiduel du corps tubulaire pour immobiliser d'une part, l'étui et la carte par rapport au corps, et d'autre part, les moyens de raccordement par rapport à celui-ci. According to the invention, this detector is characterized in that the inner surface of the tubular body is occupied over part of its height by a sub-assembly comprising a case made of insulating material, the bottom of which is located at the level of the active face and receives a ferrite pot which is crossed by the conductors of the winding and whose outside diameter corresponds substantially to the inside diameter of the case, while the inside space of this case is occupied by a first mass of synthetic material immobilizing with respect to the case this pot and a fraction of the length of the printed circuit board, to which the connection conductors are connected, a second mass of synthetic material being introduced into the residual space of the case and into the residual volume of the tubular body for immobilizing on the one hand, the case and the card with respect to the body, and on the other hand, the connection means with respect to the latter.
La combinaison d'un étui logé dans le corps tubulaire et de moindre hauteur que celui-ci, qui reçoit le circuit électromagnétique de détection à bobinage et ferrite et la carte des circuits fonctionnels, avec deux masses d'au moins une matière plastique durcissable remplissant les espaces vides à l'intérieur de l'étui et au-delà de ce dernier, assure un positionnement précis et indéréglable du circuit électromagnétique de détection par rapport à la face active du corps. The combination of a case housed in the tubular body and of a lower height than the latter, which receives the electromagnetic coil and ferrite detection circuit and the functional circuit card, with two masses of at least one hardenable plastics material filling the empty spaces inside the case and beyond the latter, ensures precise and foolproof positioning of the electromagnetic detection circuit relative to the active face of the body.
Dans une réalisation particulière, la matière plastique de remplissage et de calage des composants peut être formée en deux parties superposées de nature différente, l'une de ces parties étant par exemple transparente ou dotée de propriétés physico-chimiques spécifiques. In a particular embodiment, the plastic material for filling and wedging the components can be formed in two superimposed parts of different nature, one of these parts being for example transparent or endowed with specific physico-chemical properties.
On peut ainsi assurer une signalisation lumineuse de l'état électrique du détecteur en prévoyant une matière transparente en regard d'un élément luminescent logé dans le corps. It is thus possible to provide a light signaling of the electrical state of the detector by providing a transparent material facing a luminescent element housed in the body.
De préférence, les deux masses de matière plastique sont mises en place à des stades différents, séparés par le stade d'introduction de l'étui dans le corps tubulaire. Preferably, the two masses of plastic material are put in place at different stages, separated by the stage of introduction of the case into the tubular body.
D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après. Other features and advantages of the invention will also result from the description below.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un détecteur présentant un cordon de raccordement inamovible
- la figure 2 est une vue extérieure d'un détecteur équipé d'un cordon de raccordement
- la figure 3 est un schéma montrant en perspective la bobine du circuit électromagnétique et en demi-coupe axiale le pot en ferrite avant mise en place de la bobine.In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples
- Figure 1 is an axial sectional view of a detector having a non-removable connection cord
- Figure 2 is an exterior view of a detector fitted with a connection cord
- Figure 3 is a diagram showing in perspective the coil of the electromagnetic circuit and in axial half-section the ferrite pot before positioning the coil.
Dans la réalisation particulière de l'invention représentée aux dessins annexés, le détecteur de proximité inductif 1 comporte un corps tubulaire 2 d'axe XX' qui présente un logement 3 à surface cylindrique interne entre une première face d'extrémité 4, dite face active et une seconde face opposée 5. In the particular embodiment of the invention shown in the accompanying drawings, the inductive proximity detector 1 comprises a tubular body 2 of axis XX 'which has a housing 3 with internal cylindrical surface between a first end face 4, called the active face and a second opposite face 5.
Un étui en matériau synthétique 6 qui est ajusté dans le logement 3 présente un fond et une jupe 8 d'épaisseur régulière qui s'étend sur une portion -h- de la hauteur -Hdu corps 2 lorsque le fond affleure la face active 4. A case of synthetic material 6 which is adjusted in the housing 3 has a bottom and a skirt 8 of regular thickness which extends over a portion -h- of the height -H of the body 2 when the bottom is flush with the active face 4.
Dans l'espace intérieur de l'étui 6 ayant un diamètre -D-, se trouvent disposés principalement un pot en ferrite 10 équipé d'une bobine 11 et une carte à circuits imprimés 12 comportant des composants électroniques tels que 13, 14 qui sont nécessaires à l'accomplissement des fonctions du détecteur. In the interior space of the case 6 having a diameter -D-, are disposed mainly a ferrite pot 10 equipped with a coil 11 and a printed circuit board 12 comprising electronic components such as 13, 14 which are necessary for the performance of the detector functions.
Le pot en ferrite 10 comporte (Fig. 3) un logement annulaire 15 qui est dirigé vers le fond 7 et qui reçoit une carcasse isolante 16 sur laquelle est enroulé un bobinage 20. The ferrite pot 10 comprises (FIG. 3) an annular housing 15 which is directed towards the bottom 7 and which receives an insulating carcass 16 on which a coil 20 is wound.
La carcasse 16 présente plusieurs bossages tels que 17, 18, 19 qui sont occupés par des conducteurs électriques longitudinaux ou broches isolées 21, 22, 23 reliés à des extrémités de fils de la bobine.The carcass 16 has several bosses such as 17, 18, 19 which are occupied by longitudinal electrical conductors or insulated pins 21, 22, 23 connected to the ends of the wires of the coil.
Ces bossages, qui pénètrent dans des ouvertures 24, 25, 26 du fond du pot 10, rendent possible une liaison électrique directe du bobinage 20 avec la carte 12 à circuits imprimés sans circulation de conducteurs entre l'étui 6 et le pot 10. Pour cette raison, le pot 10 peut présenter un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur -D- de l'étui 6, donc sans jeu annulaire, ce qui assure une parfaite localisation de l'axe du faisceau électro-magnétique développé par l'ensemble du pot 10 et de la bobine 11 dont les extrémités du bobinage 20 sont raccordées électriquement aux conducteurs 21, 22, 23 avant sa mise en-place dans le pot 10. These bosses, which penetrate into openings 24, 25, 26 of the bottom of the pot 10, make possible a direct electrical connection of the coil 20 with the printed circuit board 12 without circulation of conductors between the case 6 and the pot 10. For for this reason, the pot 10 may have an outside diameter corresponding to the inside diameter -D- of the case 6, therefore without annular play, which ensures perfect localization of the axis of the electromagnetic beam developed by the whole of the pot 10 and the coil 11, the ends of the coil 20 of which are electrically connected to the conductors 21, 22, 23 before it is placed in the pot 10.
La joue de la carcasse 16 qui est opposée au fond 27 du pot 10 est en appui sur le fond 7 de l'étui 6. The cheek of the carcass 16 which is opposite the bottom 27 of the pot 10 bears on the bottom 7 of the case 6.
L'extrémité 28 de la carte à circuits imprimés 12 placée au voisinage immédiat ou contre la face arrière du fond 27 du pot 10 présente des pistes conductrices aptes à être reliées par soudure avec les broches ou conducteurs 21, 22, 23 après un cambrage éventuel de certains d'entre eux tels que celui représenté en 22, tandis que l'extrémité opposée 29 qui arrive sensiblement à l'entrée 6a de l'étui 6 présente des moyens de raccordement, tels que des pistes conductrices aptes à être reliées par soudure à des conducteurs de raccordemen souples 31, 32 allant vers l'extérieur à travers un cabale. The end 28 of the printed circuit board 12 placed in the immediate vicinity or against the rear face of the bottom 27 of the pot 10 has conductive tracks capable of being connected by soldering with the pins or conductors 21, 22, 23 after any bending of some of them such as that shown in 22, while the opposite end 29 which comes substantially to the inlet 6a of the case 6 has connection means, such as conductive tracks able to be connected by welding to flexible connection conductors 31, 32 going outwards through a cabal.
Dans l'exemple illustré à la figure 1, ces conducteurs sont enrobés dans la gaine en matériau synthétique d'un cordon inamovible 33 dont l'extrémité 34 traverse avec un certain serrage une bague 35 servant à effectuer son centrage et à établir une certaine étanchéité cette bague vient sensiblement au niveau de la face d'extrémité 5. In the example illustrated in FIG. 1, these conductors are coated in the sheath of synthetic material with a non-removable cord 33, the end 34 of which crosses with a certain tightening a ring 35 used for centering and establishing a certain seal. this ring comes substantially at the level of the end face 5.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le sous-ensemble comprenant l'étui, le pot et son bobinage, la carte à circuits imprimés et le cordon, sont d'abord associés puis un matériau synthétique durcissable 36 vient remplir une portion 37a du volume intérieur 37a, 37b, 39a de l'étui 6 sur une fraction -a- de sa hauteur -h-, et de celle de la carte 12. L'étui 6 est ensuite engagé à frottement doux dans le corps tubulaire 2 jusqu'à ce que son fond 7 parvienne au niveau de la face avant active 4. Le cordon 33 étant maintenu suivant l'axe de l'étui 6, une seconde quantité de matière synthétique durcissable 38 est ensuite introduite dans les volumes résiduels 39a, 39b de l'étui et respectivement du corps 2 qui étaient encore vides. According to a particular embodiment of the invention, the sub-assembly comprising the case, the pot and its winding, the printed circuit board and the cord, are first associated then a curable synthetic material 36 comes to fill a portion 37a of the internal volume 37a, 37b, 39a of the case 6 over a fraction -a- of its height -h-, and that of the card 12. The case 6 is then engaged with gentle friction in the tubular body 2 until its bottom 7 reaches the level of the active front face 4. The cord 33 being held along the axis of the case 6, a second quantity of curable synthetic material 38 is then introduced into the residual volumes 39a, 39b of the case and respectively of the body 2 which were still empty.
Cette seconde masse n'atteint pas le niveau de la face arrière 5 pour permettre une mise en place aisée de la bague 35. Afin qu'un dégazage naturel puisse s'opérer, le corps 2 est maintenu verticalement , par exemple par suspension du cordon 33, avant que la bague 35, faisant office de bouchon ne soit mise en place. This second mass does not reach the level of the rear face 5 to allow easy installation of the ring 35. So that natural degassing can take place, the body 2 is held vertically, for example by hanging the cord 33, before the ring 35, acting as a plug, is put in place.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, des moyens sont prévus pour signaler optiquement l'état de fonctionnement du détecteur. A cette fin, la paroi du corps 2 est amincie dans une région 41 qui présente un orifice 42 situé en regard d'une échancrure supérieure 51 de l'étui 6 dégageant la visibilité d'un composant électro-luminescent 14 porté par la carte 12. In the embodiment illustrated in FIG. 1, means are provided for optically signaling the operating state of the detector. To this end, the wall of the body 2 is thinned in a region 41 which has an orifice 42 situated opposite an upper notch 51 of the case 6 releasing the visibility of an electro-luminescent component 14 carried by the card 12 .
En complément, la seconde masse 38 synthétique fait appel à un matériau transparent. Afin que l'orifice 42 ne cause pas de fuites lors du remplissage par la masse 38, une pièce adhésive ou portion de ruban 43 représentée en pointillés, est appliquée sur cet orifice pendant la mise en place de la masse 38 et n'est enlevée qu'après le durcissement complet. On appréciera que cette seconde masse 38 établit en même temps une excellente liaison entre le corps 2 d'une part, l'étui 6 et le cordon 33 d'autre part. In addition, the second synthetic mass 38 uses a transparent material. So that the orifice 42 does not cause leaks during filling with the mass 38, an adhesive piece or portion of tape 43 shown in dotted lines, is applied to this orifice during the introduction of the mass 38 and is not removed only after complete hardening. It will be appreciated that this second mass 38 establishes at the same time an excellent connection between the body 2 on the one hand, the case 6 and the cord 33 on the other hand.
Pour permettre la fixation du détecteur 1, la surface externe 45 du corps 2 est pourvue d'un filetage 46 et présente deux méplats parallèles longitudinaux 47, 48 ; les surfaces planes de ces méplats comportent avantageusement des graduations parallèles équidistantes telles que 49 afin de faciliter le positionnement longitudinal du détecteur par rapport à une cible à détecter, dont la position est connue d'avance, ou pour replacer dans les mêmes conditions que le précédent un détecteur de rechange. Les méplats 47, 48 sont avantageusement placés de part et d'autre de l'orifice 42 (voir figure 2). To allow the detector 1 to be fixed, the external surface 45 of the body 2 is provided with a thread 46 and has two longitudinal parallel flats 47, 48; the flat surfaces of these flats advantageously include equidistant parallel graduations such as 49 in order to facilitate the longitudinal positioning of the detector relative to a target to be detected, the position of which is known in advance, or to replace under the same conditions as the previous one a spare detector. The flats 47, 48 are advantageously placed on either side of the orifice 42 (see FIG. 2).
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite et qu'on peut y apporter des variantes d'exécution. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment described and that it is possible to provide alternative embodiments.
Ainsi, lorsqu'aucune signalisation n'est prévue pour le détecteur, l'ouverture 42 du corps 2 et l'échancrure 51 de l'étui 6 sont inutiles. Thus, when no signaling is provided for the detector, the opening 42 of the body 2 and the notch 51 of the case 6 are unnecessary.
De plus, la matière plastique de remplissage peut dans ce cas être totalement opaque. In addition, the plastic filling material can in this case be completely opaque.
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