FR2646511A1

FR2646511A1 - Device for measuring the number of revolutions made by a revolving shaft

Info

Publication number: FR2646511A1
Application number: FR8905948A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-11-02
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: FR2646511B1

Abstract

Device for the electrical measurement of the number of revolutions made by a revolving shaft, such as a universal transmission (joint) axle 1 of a motor vehicle. The sensor device comprises a preformed rubber ring 2 which is fixed around the rotary shaft 1. An outer groove 10 accommodates the rollers 11 of a semi-rigid bow 3 which carries the active part 13 of the proximity sensor 12, 13. This bow 3 is free to rotate about the ring 2, both by an angle defined by a strap 23 connected to the chassis. It is moved laterally with the shaft 1 whilst remaining at a constant radial distance therefrom.

Description

DISPOSITIF POUR LA MESURE DU NOMBRE DE TOURS
EFFECTUE PAR UN ARBRE TOURNANT
La présente invention se rapporte à un dispositif pour la mesure électrique du nombre de tours effectué par un arbre ou axe tournant qui est susceptible d'être en outre soumis à des mouvements, sporadiques ou non, de déplacement latéral. Elle s'applique par exemple à la mesure du nombre de tours effectué par un axe de cardan de roue sur un véhicule automobile, afin de déterminer la distance parcourue par ce véhicule.DEVICE FOR MEASURING THE NUMBER OF TOWERS
PERFORMED BY A ROTATING TREE
The present invention relates to a device for the electrical measurement of the number of turns made by a rotating shaft or axis which is likely to be further subjected to movements, sporadic or otherwise, lateral displacement. It applies for example to the measurement of the number of revolutions made by a wheel axle shaft on a motor vehicle, in order to determine the distance traveled by this vehicle.

Dans certaines applications particulières, par exemple pour déterminer de manière sure le nombre de kilomètres parcourus, sur un trajet ou pendant un intervalle de temps déterminés, par un véhicule automobile de location, il est intéressant de pouvoir, à la demande, équiper ce véhicule d'un totalisateur kilométrique indépendant du compteur kilométrique qui, électronique ou non, équipe normalement tout véhicule et qui est classiquement branché sur la boîte de vitesses.Une solution acceptable consisterait à prévoir un totalisateur kilométrique électronique dont le capteur électrique de proximité serait installé sur une des roues, à l'instar des capteurs utilisés pour les systèmes de freinage dénommés "ABS". I1 faudrait néanmoins dans ce cas prévoir chaque véhicule dès sa conception pour lui permettre de recevoir un tel dispositif de captage, de sorte qu'une telle solution serait plutôt onéreuse. De surcrolt, elle ne serait bien évidemment pas applicable aux véhicules existants. In certain particular applications, for example to determine for sure the number of kilometers traveled, on a given route or during a given time interval, by a rental car, it is interesting to be able, on demand, to equip this vehicle with an odometer independent odometer which, whether electronic or not, normally equips any vehicle and which is normally connected to the gearbox. An acceptable solution would be to provide an electronic odometer with an electric proximity sensor installed on one of the wheels, like the sensors used for braking systems called "ABS". Nevertheless, it would be necessary in this case to provide each vehicle from its design to enable it to receive such a capture device, so that such a solution would be rather expensive. Surcrolt, it would obviously not applicable to existing vehicles.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients, et elle propose dans ce but d'utiliser un dispositif de captage apte à délivrer au moins une impulsion électrique par tout arbre et comportant au moins un capteur de proximité composé d'au moins une première partie formant contreplaque, ou analogue, et d'une seconde partie sensible fournissant une impulsion électrique lorsque ces deux parties parviennent, avec un certain entrefer, en regard l'une de 11 autre, ce dispositif étant apte à se fixer, pour une grande variété de véhicules, sur un axe rotatif de celui-ci, par exemple sur un axe de cardan de roue.Plus généralement, elle propose un dispositif de captage électrique du type précité, qui est à caractère quasi-universel et qui peut se fixer pratiquement sur tout axe tournant éventuellement susceptible, à l'instar d'un axe de cardan, d'être soumis à des mouvements, sporadiques ou non, de déplacement latéral. Un dispositif de ce type est à première vue difficilement concevable, car ces mouvements latéraux ont à priori pour conséquence-de faire varier l'entrefer précité, ce qui entraîne de prime abord une impossibilité de fonctionnement correct d'un tel dispositif.A cet égard, le dispositif proposé par l'invention est exempt d'un tel inconvénient, entrefer précité étant constamment maintenu à sa bonne valeur par la création d'un "point fixe" flottant artificiel pour la partie sensible du capteur, ce dernier suivant de ce fait les déplacements latéraux de la contreplaque de sorte que ledit entrefer reste rigoureusement constant.Ces résultats sont obtenus par l'utilisation d'un dispositif de captage en deux moitiés - une première moitié, constituant une pièce de forme
générale annulaire apte à être concentriquement fixée
autour de l'arbre tournant, cette pièce portant sur sa
face extérieure la contreplaque du capteur de proximité
et étant conformée pour constituer un rail de guidage
pour une seconde moitié extérieurement concentrique ; et - cette seconde moitié, qui porte la partie sensible du
capteur de proximité, et qui est montée et agencée de
sorte que la face détectrice de ce capteur soit placée
sur la face intérieure, à section circulaire ou en arc
de cercle, de cette seconde moitié de façon à pouvoir,
pour une position angulaire relative déterminée, venir
en vis-à-vis de la contreplaque, à distance radiale de
celle-ci égale à l'entrefer nominal du capteur, cette
seconde moitié étant équipée de moyens pour être libre
en rotation, sur un angle déterminé, autour de la
première moitié par roulement ou glissement de ces
moyens dans ledit rail de guidage, cette même seconde
moitié étant montée libre en translation latérale de
façon à pouvoir suivre les mouvements latéraux de
l'arbre tout en restant à distance radiale constante de
ladite première moitié.The invention aims to overcome these disadvantages, and it proposes for this purpose to use a pickup device capable of delivering at least one electrical pulse by any tree and comprising at least one proximity sensor composed of at least a first part forming a counterplate, or the like, and a second sensitive portion providing an electrical pulse when these two parts reach, with a certain gap, facing one another, this device being able to be fixed, for a wide variety of vehicles, on a rotary axis thereof, for example on a gimbal axle. More generally, it proposes an electric sensing device of the aforementioned type, which is of almost universal character and which can be fixed practically on any rotating axis possibly susceptible, like a cardan shaft, to be subject to movements, sporadic or not, lateral displacement. A device of this type is at first sight difficult to conceive, because these lateral movements have a priori-consequence to vary the above-mentioned gap, which at first leads to an impossibility of correct operation of such a device. , the device proposed by the invention is free from such a disadvantage, aforementioned air gap being constantly maintained at its good value by the creation of an artificial "fixed point" floating for the sensitive part of the sensor, the latter following thereby the lateral displacements of the counterplate so that said air gap remains strictly constant.These results are obtained by the use of a capture device in two halves - a first half, constituting a piece of form
general annular adapted to be concentrically fixed
around the rotating shaft, this piece on his
outside face the counterplate of the proximity sensor
and being shaped to form a guide rail
for an externally concentric second half; and - this second half, which carries the sensitive part of the
proximity sensor, and which is mounted and arranged
so that the detector face of this sensor is placed
on the inner side, circular section or arc
circle, this second half so as to be able,
for a determined relative angular position, to come
opposite the counter plate, at a radial distance from
this one equal to the nominal air gap of the sensor, this
second half being equipped with means to be free
in rotation, on a given angle, around the
first half by rolling or sliding of these
means in said guide rail, this same second
half being mounted free in lateral translation of
way to follow the lateral movements of
the tree while remaining at constant radial distance from
said first half.

De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel : - Figure 1 est une vue de ce dispositif en perspective
éclatée ; - Figure 2 est une vue latérale de ce dispositif, monté
sur un arbre tournant, en coupe partielle selon II-II de
figure 3 ; et - Figure 3 est une vue en coupe transversale, avec un
arrachement partiel, selon III-III de figure 2.Anyway, the invention will be well understood, and its advantages and other characteristics will emerge, in the following description of a non-limiting embodiment, with reference to the attached schematic drawing in which: - Figure 1 is a view of this device in perspective
exploded; - Figure 2 is a side view of this device, mounted
on a rotating shaft, in partial section along II-II of
Figure 3; and - Figure 3 is a cross sectional view, with a
partial tearing, according to III-III of Figure 2.

En se reportant à ltensemble des figures 1 à 3, il s'agit d'un dispositif de captage qui est apte à être fixé sur un arbre rotatif 1, par exemple un axe de cardan de véhicule automobile, et qui comporte deux parties, ou moitiés, principales 2 et 3 qui portent respectivement la contreplaque 12 et la partie sensible 13 du capteur électromagnétique de proximité proprement dit. Referring to all of Figures 1 to 3, it is a sensor device which is adapted to be fixed on a rotary shaft 1, for example a universal joint of a motor vehicle, and which comprises two parts, or halves, main 2 and 3 which respectively carry the counterplate 12 and the sensitive portion 13 of the proximity electromagnetic sensor itself.

La première moitié 2 est une pièce annulaire, en caoutchouc semi-rigide préformé, fendue en 4 de façon à pouvoir s'ouvrir pour se fixer, après interposition si nécessaire d'une cale cylindrique en mousse 5 (fendue de la même façon en 6), autour de l'arbre tournant 1. The first half 2 is an annular piece of semi-rigid rubber preformed, slotted at 4 so as to open to fix, after interposition if necessary a cylindrical wedge foam 5 (split in the same way in 6 ), around the rotating shaft 1.

Après sa mise en place sur l'arbre 1, les lèvres de la pièce annulaire 2 (situées de part et d'autre de la fente 4) sont fermement pressées l'une contre l'autre au moyen d'une agrafe plastique en épingle à cheveux 7. Cette agrafe 7 vient s'enficher dans deux perçages associés 8, puis elle est maintenue en position par une barrette transversale 9, également en matière plastique. After being placed on the shaft 1, the lips of the annular piece 2 (located on either side of the slot 4) are firmly pressed against each other by means of a plastic pin clip. 7. This clip 7 is plugged into two associated holes 8, then it is held in position by a transverse bar 9, also plastic.

Cette pièce 2 est munie d'une gorge extérieure 10 à section en U qui est destinée à former un rail de guidage pour quatre roulettes folles 11 équipant la seconde moitié 3, cette dernière ayant une forme générale d'arceau ouvert apte à être monté, de façon extérieurement concentrique, sur la pièce 2. This part 2 is provided with an outer groove 10 of U-shaped section which is intended to form a guide rail for four idle rollers 11 equipping the second half 3, the latter having a general shape of an open arch adapted to be mounted, externally concentric, on the piece 2.

La contreplaque métallique 12 du capteur de proximité est placée sur un des côtés de la gorge 10, extérieurement à cette dernière, et elle arrive à fleur de la face extérieure 14, dont elle épouse donc la forme. The metal counterplate 12 of the proximity sensor is placed on one side of the groove 10, externally to the latter, and it comes flush with the outer face 14, which it thus marries the shape.

Cette contreplaque 12 est, pour le reste, prise dans la masse de la pièce 2.This counterplate 12 is, for the rest, taken in the mass of the piece 2.

La cale en mousse 5 est, de manière en soi très classique pour ce genre de cale, constituée de plusieurs cylindres de mousse 15 concentriques, adjacents dans le sens radial, et de diamètres croissants, le cylindre extérieur 16 étant de diamètre extérieur égal ou légèrement supérieur au diamètre intérieur de l'anneau 2, tandis que le cylindre intérieur 17 est choisi, après enlèvement du ou des cylindres 18 d'encore plus petit diamètre, pour être égal ou légèrement inférieur à celui de l'arbre 1 afin de pouvoir être mis en place de façon étroite autour de ce dernier. Foam shim 5 is, in itself very conventional for this kind of shim, consisting of several radially adjacent concentric foam cylinders 15 of increasing diameter, the outer cylinder 16 being of equal or slightly outside diameter. greater than the inner diameter of the ring 2, while the inner cylinder 17 is chosen, after removal of the cylinder or cylinders 18 of even smaller diameter, to be equal to or slightly less than that of the shaft 1 in order to be able to be set up tightly around it.

Afin de s'assurer que la pièce 2 reste, après sa mise en place avec la cale choisie 5, parfaitement fixe en rotation par rapport à l'arbre 1, une matière adhésive 19 est prévue sur les faces cylindriques extérieure et intérieure de la cale annulaire 5. In order to ensure that the piece 2 remains, after being fitted with the selected shim 5, perfectly fixed in rotation with respect to the shaft 1, an adhesive material 19 is provided on the outer and inner cylindrical faces of the shim ring 5.

La pièce 3 est prévue pour enfourcher la pièce annulaire 2. Dans ce but, elle adopte une forme d'arceau de diamètre moyen légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'anneau 2, et cet arceau est constitué en matière plastique semi-rigide, de souplesse suffisante pour permettre l'écartement momentané des deux branches 20 de cet arceau afin d'effectuer la mise en place des quatre roulettes folles précitées 11 dans le rail de guidage formé par la gorge extérieure circulaire 10 de la pièce 2. lorsque cette mise en place est effectuée, l'arceau 3 se trouve porté par l'anneau 2 (luimême fixé fermement autour de l'arbre 1), et il "pend" sur celui-ci tout en étant, grâce aux roulettes 11, libre en rotation dans le plan transversal.Cette liberté en rotation est cependant limitée à un angle nettement inférieur à 360 degrés, du fait que la partie médiane "inférieure" 21 de l'arceau 3 est conformée en excroissance pour recevoir, au moyen d'un boulon 22, une des extrémités d'une lanière ou bride souple 23 dont l'autre extrémité est fixée en 24 (figure 2) au chassis 25 du véhicule automobile. The piece 3 is provided to ride the annular piece 2. For this purpose, it adopts a form of arch of average diameter slightly greater than the outer diameter of the ring 2, and this arch is made of semi-rigid plastic material, of sufficient flexibility to allow the momentary spacing of the two branches 20 of the arch to perform the implementation of the four idle rollers mentioned above 11 in the guide rail formed by the outer circular groove 10 of the part 2 when this implementation place is performed, the hoop 3 is carried by the ring 2 (itself firmly fixed around the shaft 1), and it "hangs" on it while being, thanks to the rollers 11, free to rotate in transverse plane.This freedom in rotation is however limited to an angle much less than 360 degrees, because the "lower" medial part 21 of the arch 3 is shaped in protrusion to receive, by means of a bolt 22, one of the ends of a strap or flexible flange 23 whose other end is fixed at 24 (Figure 2) to the chassis 25 of the motor vehicle.

Dans la masse de cette partie médiane 21 est moulée la partie sensible 13 du capteur de proximité, dont les deux fiches électriques de sortie 26 reçoivent une prise amovible complémentaire 27 qui est reliée, par une liaison bifilaire souple 28, au bloc électronique de traitement 29 fixé au chassis 25 et apte à traiter les impulsions fournies par le capteur de proximité 12, 13 pour en déduire et afficher par exemple le nombre de tours de roue, et partant le nombre de kilomètres parcourus par le véhicule. In the mass of this middle portion 21 is molded the sensitive portion 13 of the proximity sensor, the two output electric plugs 26 receive an additional removable plug 27 which is connected by a flexible two-wire link 28 to the electronic processing unit 29 fixed to the frame 25 and adapted to process the pulses provided by the proximity sensor 12, 13 to deduce and display for example the number of wheel turns, and thus the number of kilometers traveled by the vehicle.

Comme on le voit sur les dessins, un clip métallique de fermeture 30, formant ressort, est prévu pour maintenir l'arceau 3 en position sur la pièce 2, afin d'éviter que les branches 20 ne s'écartent. As seen in the drawings, a metal closure clip 30, forming a spring, is provided to maintain the hoop 3 in position on the part 2, to prevent the branches 20 from deviating.

La partie sensible 13 du capteur de proximité est montée dans l'excroissance 21 de façon que sa face détectricet3a (faite pour coopérer, avec un entrefer e par exemple égal à 3 millimètres, avec la contrepaque 12) arrive à fleur de la surface interne 31 de l'arceau 3. Par ailleurs, les dimensions de l'arceau 3 sont telles que, lorsqu'elles arrivent en face l'une de l'autre, la contreplaque 12 et la face détectrice 30 sont distantes radialement l'une de l'autre d'une distance égale à celle de l'entrefer e précité.The sensitive portion 13 of the proximity sensor is mounted in the protrusion 21 so that its electrical face 3a (made to cooperate, with an air gap e for example equal to 3 millimeters, with the contrepaque 12) arrives flush with the inner surface 31 of the arch 3. Furthermore, the dimensions of the arch 3 are such that, when they face each other, the counterplate 12 and the detector face 30 are radially spaced apart from each other. another of a distance equal to that of the aforementioned gap.

Comme l'arceau 3 pend sur l'arceau 2 qui est lui-même fixé autour de l'arbre 1, il s'ensuit que cet arceau suit, à l'instar de l'anneau 2, les déplacements latéraux de cet arbre 1, et que par conséquent entrefer e entre les deux parties 12 et 13 du capteur reste rigoureusement constant.As the hoop 3 hangs on the hoop 2 which is itself fixed around the shaft 1, it follows that this hoop follows, like the ring 2, the lateral displacements of this shaft 1 , and therefore gap between the two parts 12 and 13 of the sensor remains strictly constant.

Au balancements près de l'arceau 3 autour de l'anneau 2, balancements qui sont limités en amplitude par la lanière 23 et qui sont sans influence sur le nombre d'impulsions détectées (dont une à chaque tour de roue), cet arceau 3 peut donc être considéré comme fonctionnellement fixe par rapport à l'arbre rotatif 1, dont il reste à distance radiale constante quoi qu'il en soit.At sways near the hoop 3 around the ring 2, swayings which are limited in amplitude by the strap 23 and which have no influence on the number of pulses detected (including one at each turn of the wheel), this hoop 3 can therefore be considered functionally fixed relative to the rotary shaft 1, which remains at constant radial distance anyway.

Avantageusement, le dispositif comporte en outre un cache antisalissures 32, constitué par deux demi-coques complémentaires 33, 34 en matière plastique, enclipsables l'une contre l'autre. Afin d'être adaptables aux différents diamètres d'arbres 1 possibles, des lignes de cassure 35 sont prévues sur chacune de ces demi-coques 33, 34, ce qui permet d'ajuster le diamètre du passage de l'arbre 1.Advantageously, the device further comprises an antifouling cover 32, consisting of two complementary half-shells 33, 34 of plastic, snap-fit against each other. In order to be adaptable to the different shaft diameters 1 possible, break lines 35 are provided on each of these half-shells 33, 34, which makes it possible to adjust the diameter of the passage of the shaft 1.

Avantageusement en outre, des balais circulaires antipoussières 36 sont prévus pour s'adapter sur ces demicoques 33, 34, afin de frotter sur l'arbre 1 de part et d'autre du dispositif de captage 2, 3. Pour un montage aisé, chacun de ces balais circulaires 36 est composé de deux demi- balais 3tri, 38 enfichables et en demi-cercle.Advantageously, in addition, circular dust mops 36 are provided to fit on these half-faces 33, 34, in order to rub on the shaft 1 on either side of the sensing device 2, 3. For easy assembly, each of these circular brushes 36 is composed of two half-brushes 3tri, 38 pluggable and in a semicircle.

Il s'avère finalement que ce dispositif crée, pour la partie sensible 13 du capteur de proximité un "point fixe flottant" qui suit les déplacements latéraux de-l'arbre 1 en maintenant un entrefer e rigoureusement constant. En outre, ce dispositif se monte tès rapidement sur l'arbre 1, et il est quasi universel car adaptable, par le jeu de cales 5, à différents diamètres d'arbres rotatifs 1. It finally turns out that this device creates, for the sensitive portion 13 of the proximity sensor a "floating fixed point" which follows the lateral movements of the shaft 1 while maintaining a gap e rigorously constant. In addition, this device mounts quickly on the shaft 1, and is almost universal because adaptable by the set of shims 5, to different diameters of rotating shafts 1.

Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Elle peut trouver son application dans d'autres domaines que celui de l'automobile et est susceptible d'être réalisée sous de multiples autres formes équivalentes. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment which has just been described. It can find its application in other fields than that of the automobile and is likely to be carried out in many other equivalent forms.

Claims

1 - Device for the electrical measurement of the number of revolutions effected by a rotating shaft or axis (1) which is capable of being furthermore subjected to sporadic or non-lateral movements of lateral displacement, this device comprising - on the one hand a sensing device (2, 3) capable of delivering at least one electrical pulse for each rotating shaft revolution (1) and comprising at least one proximity sensor composed of at least a first part (12) forming a counterplate, or analogous, and a second sensitive portion (13> providing an electrical pulse when these two parts (12, 13) arrive, with a certain air gap (e), facing one another, - and other part electronic processing unit (29)

electrically connected to this sensing device (2, 3),

characterized in that the sensing device is in two halves a first half (2) constituting a piece of form

general annular adapted to be concentrically fixed

around the rotating shaft (1), this bearing part (2)

on its outer face the plate (12) of the sensor

proximity and being shaped to form a rail

guide (10) for a second half (3)

externally concentric; and. this second half (3), which carries the sensitive part

(13) of the proximity sensor, and which is mounted and

arranged so that the detector face (13a) of this

the sensor is placed on the inside (31),

circular or arcuate section of this second

half (3) so as to be able, for a position

determined angle, come opposite the

counterplate (12) at a radial distance therefrom

at the nominal air gap (e) of the sensor (12, 13), this

second half (3) being equipped with means (11)

to be free in rotation, on a determined angle,

around the first half (2) by rotation or

sliding of these means (11) in the guide rail

mentioned above (10), and that same second half (3) being

free mounting in lateral translation so as to be able to

follow the lateral movements of the tree (1) while

remaining at constant radial distance from the first

half (2).

2 - Device according to claim 1, characterized in that these means (11) are constituted by a plurality of idler wheels which serve as a support for the second half (3) and which are guided in an outer groove (10) of the first half (2).

3 - Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the second half (3) has an open arch form whose branches (20) can move apart elastically to easily perform the implementation place this second half around the first half (2).

4 - Device according to claim 3, characterized in that said hoop (3) is associated with closure means (30) able to hold it in position on the first part (2) avoiding that said branches (20) do not 'away.

5 - Device according to one of claims 1 to 4, intended to be mounted on a rotary shaft (1) capable of performing lateral movement movements relative to a frame (25), characterized in that the second half above (3) is connected to this chassis (25) by a link (23) adapted to limit the angular displacement around the shaft (1).

6 - Device according to claim 5, characterized in that this connection (23) is constituted by a flexible link.

7 - Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first half (2) is a preformed semi-rigid annular piece, which is slotted so as to be easily mounted by spacing around the shaft ( 1), means (7, 9) being provided to then hold the two lips of the slot (4) firmly pressed against each other.

8 - Device according to claim 7, characterized in that a shim (5), also slotted and of adjustable thickness, is provided to be inserted between this annular piece (2) and the shaft (1) to to be able to adapt the device to different shaft diameters (1).

9 - Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a removable antifouling cover (33, 34) is provided to be mounted around the sensor device (1, 3), this cache being provided with autocasure lines (35) to enable it to adapt to different shaft diameters (1).

10 - Device according to claim 9, characterized in that this cover (33, 34) is adapted to receive circular dust-proof brushes (37, 38), able to rub on the shaft (1) on both sides. other of this tree (1).