FR2921481A1

FR2921481A1 - ROTATION DETECTION DEVICE AND INSTRUMENTAL BEARING EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE

Info

Publication number: FR2921481A1
Application number: FR0757787A
Authority: FR
Inventors: Franck Landrieve; Sylvain Chaussat
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2009-03-27
Anticipated expiration: 2027-09-24
Also published as: EP2193341A1; FR2921481B1; WO2009040345A1

Abstract

Dispositif de détection de la rotation d'un élément tournant du type comprenant un anneau codeur magnétique multipolaire 1, monté sur l'élément tournant et un ensemble capteur non tournant 2 sensible aux champs magnétiques, monté à proximité de l'anneau codeur, l'ensemble capteur 2 comprenant un interrupteur à lame souple 5 relié par deux bornes 8 à des fils de connexion et des éléments concentrateurs 11 disposés entre lesdites bornes 8 et l'anneau codeur 1.Device for detecting the rotation of a rotating element of the type comprising a multipole magnetic encoder ring 1, mounted on the rotating element and a non-rotating sensor assembly 2 sensitive to magnetic fields, mounted near the encoder ring, the sensor assembly 2 comprising a flexible blade switch 5 connected by two terminals 8 to connection wires and concentrator elements 11 arranged between said terminals 8 and the encoder ring 1.

Description

B07-3036FR - AxC/EVH B07-3036EN - AxC / EVH

Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de détection de rotation et palier instrumenté équipé d'un tel dispositif Invention de : LANDRIEVE Franck CHAUSSAT Sylvain Company under Swedish law known as: Aktiebolaget SKF Device for detecting rotation and instrumented bearing equipped with such a device Invention of: LANDRIEVE Franck CHAUSSAT Sylvain

Dispositif de détection de rotation et palier instrumenté équipé d'un tel dispositif La présente invention concerne les dispositifs de détection de proximité ou de passage d'un élément tournant, permettant la détermination d'au moins un paramètre de rotation de l'élément tournant. L'invention concerne également les applications de tels dispositifs aux paliers à roulement instrumentés pour la mesure d'au moins un paramètre de rotation d'une roue ou d'un paramètre de déplacement d'un engin équipé d'une telle roue. On connaît des dispositifs de détection de rotation d'un élément tournant qui comprennent un anneau codeur magnétique multipolaire monté sur l'élément tournant et associé à un élément capteur non tournant sensible aux champs magnétiques. Les variations de champs magnétiques résultant du passage des différents pôles de l'anneau codeur devant l'ensemble capteur fixe génèrent un signal dont l'interprétation permet la mesure des paramètres recherchés. A titre de capteurs, on peut utiliser des capteurs à effet Hall qui présentent cependant l'inconvénient de nécessiter un courant électrique d'alimentation. On peut également utiliser des capteurs comprenant un commutateur ou interrupteur à lame souple (ILS) également appelés relais Reed . Il s'agit d'organes sensibles aux champs magnétiques pouvant occuper deux positions, ouverte ou fermée, suivant le champ magnétique auquel est soumis le commutateur. Un interrupteur à lame souple est généralement constitué d'une capsule de verre à l'intérieur de laquelle se trouvent montées deux lames flexibles formant l'interrupteur. Les deux lames se prolongent à l'extérieur de la capsule où elles forment des bornes de connexion par l'intermédiaire desquelles l'interrupteur est connecté à un circuit de mesure associé. Lorsqu'un tel interrupteur à lame souple est soumis à l'action d'un champ magnétique dont les lignes de champ sont orientées selon la direction générale des lames flexibles, le relais se ferme. Dans le cas contraire, il reste ouvert. Un tel interrupteur à lame souple peut être logé dans un boîtier en matière synthétique ou encore peut être noyé dans de la résine synthétique afin de former un ensemble capteur magnétosensible apte à réagir à la présence de champs magnétiques et à fournir un signal lorsque les lignes de champs sont orientées d'une certaine manière. Ce type de capteur présente certains avantages qui rendent son utilisation particulièrement intéressante dans certaines applications. The present invention relates to devices for detecting the proximity or passage of a rotating element, enabling the determination of at least one rotational parameter of the rotating element. The invention also relates to applications of such devices with rolling bearings instrumented for measuring at least one parameter of rotation of a wheel or a parameter of displacement of a machine equipped with such a wheel. Rotational element rotation detection devices are known which comprise a multipole magnetic encoder ring mounted on the rotating element and associated with a non-rotating sensor element sensitive to magnetic fields. The magnetic field variations resulting from the passage of the different poles of the encoder ring in front of the fixed sensor assembly generate a signal whose interpretation allows the measurement of the desired parameters. As sensors, it is possible to use Hall effect sensors which, however, have the disadvantage of requiring an electric supply current. It is also possible to use sensors comprising a switch or switch with flexible blade (ILS) also called Reed relays. These are magnetic field sensitive organs that can occupy two positions, open or closed, depending on the magnetic field to which the switch is subjected. A switch with a flexible blade generally consists of a glass capsule inside which are mounted two flexible blades forming the switch. The two blades extend outside the capsule where they form connection terminals through which the switch is connected to an associated measuring circuit. When such a flexible blade switch is subjected to the action of a magnetic field whose field lines are oriented in the general direction of the flexible blades, the relay closes. Otherwise, it stays open. Such a flexible blade switch can be housed in a plastic housing or can be embedded in synthetic resin to form a magnetosensitive sensor assembly able to react to the presence of magnetic fields and to provide a signal when the lines of fields are oriented in a certain way. This type of sensor has certain advantages that make its use particularly interesting in certain applications.

En effet, son coût est relativement faible et il ne consomme aucun courant électrique pour son fonctionnement, contrairement à ce qui est le cas des cellules à effet Hall. Dans le cas de la commande d'un interrupteur à lame souple par un aimant simple, un barreau magnétique ou un anneau bipolaire, on adapte les positions relatives de l'aimant et de l'interrupteur à lame souple de façon à obtenir une commande d'ouverture et de fermeture en fonction du mouvement relatif de l'aimant par rapport au capteur. Ce type de capteur est fréquemment utilisé pour la détection de la rotation d'une roue de bicyclette ou de patin à roulettes. L'interrupteur à lame souple est alors associé à un aimant fixé sur la roue. L'interrupteur s'ouvre et se ferme à chaque passage de l'aimant, ce qui permet, en captant les impulsions dans un intervalle de temps donné, d'en déduire la vitesse de rotation de la roue et la distance parcourue. I1 est difficile en revanche d'utiliser des capteurs de ce type en association avec un anneau multipolaire rotatif en raison de la taille trop importante du capteur par rapport aux dimensions des pôles de l'anneau codeur. En effet, en dessous de dimensions critiques des pôles par rapport aux dimensions de l'interrupteur à lame souple, ce dernier se trouve soumis simultanément aux champs magnétiques produits par plusieurs paires de pôles, de sorte qu'il n'est plus possible d'obtenir une réaction au passage d'une paire de pôles déterminée devant le capteur. Les interrupteurs à lame souple sont en effet en général 200 fois plus grands que la zone sensible d'une cellule à effet Hall qui est fréquemment utilisée en association avec un tel anneau rotatif multipolaire. Ces difficultés sont encore aggravées par le fait qu'il est nécessaire, pour des raisons d'intégration mécanique, de prévoir généralement une distance de plusieurs millimètres entre l'interrupteur à lame souple et l'élément codeur. I1 en résulte une diminution de résolution qui rend l'utilisation de ce type de capteur pratiquement impossible. La présente invention a pour objet de résoudre ces difficultés et de permettre l'utilisation de ce type de capteur avec des anneaux codeurs multipolaires de type classique même dans le cas où ceux-ci présentent une multitude de pôles de très petites dimensions. Dans un mode de réalisation, un dispositif de détection de la rotation d'un élément tournant du type comprend un anneau codeur magnétique multipolaire, monté sur l'élément tournant et un ensemble capteur non tournant sensible aux champs magnétiques, monté à proximité de l'anneau codeur. L'ensemble capteur comprend un interrupteur à lame souple relié par deux bornes à des fils de connexion. Des éléments concentrateurs sont disposés entre lesdites bornes et l'anneau codeur. La présence de ces éléments concentrateurs permet d'obtenir une réponse satisfaisante même si les dimensions de l'interrupteur à lame souple restent très largement supérieures à celles des pôles de l'anneau multipolaire. Indeed, its cost is relatively low and it consumes no power for its operation, unlike the case of Hall effect cells. In the case of the control of a flexible blade switch by a simple magnet, a magnetic bar or a bipolar ring, the relative positions of the magnet and the flexible blade switch are adapted to obtain a control of opening and closing according to the relative movement of the magnet relative to the sensor. This type of sensor is frequently used for detecting the rotation of a bicycle wheel or roller skate. The flexible blade switch is then associated with a magnet fixed on the wheel. The switch opens and closes with each passage of the magnet, which allows, by capturing the pulses in a given time interval, to deduce the speed of rotation of the wheel and the distance traveled. On the other hand, it is difficult to use sensors of this type in combination with a rotating multipolar ring because of the size of the sensor which is too large compared with the dimensions of the poles of the encoder ring. Indeed, below critical dimensions of the poles with respect to the dimensions of the flexible blade switch, the latter is simultaneously subjected to the magnetic fields produced by several pairs of poles, so that it is no longer possible to to obtain a reaction to the passage of a given pair of poles in front of the sensor. The flexible blade switches are in fact generally 200 times larger than the sensitive area of a Hall effect cell which is frequently used in association with such a multipole rotating ring. These difficulties are further aggravated by the fact that it is necessary, for reasons of mechanical integration, to generally provide a distance of several millimeters between the flexible blade switch and the encoder element. This results in a decrease in resolution which makes the use of this type of sensor virtually impossible. The present invention aims to solve these difficulties and to allow the use of this type of sensor with conventional multipole encoder rings even in the case where they have a multitude of poles of very small dimensions. In one embodiment, a rotational type rotating device of the type includes a multipole magnetic encoder ring mounted on the rotating member and a non-rotating magnetic field sensitive sensor assembly mounted proximate the encoder ring. The sensor assembly includes a flexible blade switch connected by two terminals to connection wires. Concentrating elements are arranged between said terminals and the encoder ring. The presence of these concentrator elements makes it possible to obtain a satisfactory response even if the dimensions of the flexible blade switch remain much greater than those of the poles of the multipolar ring.

De préférence, chaque élément concentrateur comprend une portion de détection disposée en regard des pôles de l'anneau codeur et une portion de transmission en contact avec l'une des bornes de l'interrupteur à lame souple. Chaque portion de détection s'étend avantageusement, dans le sens circonférentiel, sur une longueur sensiblement inférieure ou égale à la longueur circonférentielle d'un pôle de l'anneau codeur. Les portions de détection des éléments concentrateurs présentent de préférence des extrémités se faisant mutuellement face et écartées d'une distance égale à la longueur circonférentielle d'une paire de pôles de l'anneau codeur. Dans une variante de réalisation avantageuse, un écran en matériau magnétique est en outre disposé entre l'interrupteur à lame souple et l'anneau codeur multipolaire. De cette manière, les lignes de champ qui sont capables d'agir sur la commande de l'interrupteur à lame souple, sont exclusivement celles qui proviennent des pôles en regard des portions de détection des éléments concentrateurs. L'écran s'étend de préférence, dans le sens circonférentiel, sur une longueur légèrement supérieure à la longueur circonférentielle d'un pôle et inférieure à la longueur circonférentielle d'une paire de pôles de l'anneau codeur. Dans un mode de réalisation, les portions de détection sont maintenues écartées de la surface en regard de l'anneau codeur, ce qui définit un entrefer approprié. Dans certains cas cependant, il est difficile de maintenir le capteur dans une telle position écartée précise. On peut alors prévoir sur l'anneau codeur une couche mince ou un revêtement en un matériau amagnétique. Les portions de détection sont maintenues en contact de friction avec cette couche amagnétique solidaire de l'anneau codeur, ce qui réalise également un entrefer approprié comme précédemment. Afin d'assurer un bon contact de friction et un écartement contrôlé du capteur par rapport à l'anneau codeur, les portions de transmission sont de préférence élastiques et l'ensemble du capteur est appuyé en direction de l'anneau codeur. L'ensemble capteur peut être monté avec un entrefer radial par rapport à l'anneau codeur ou avec un entrefer axial par rapport à l'anneau codeur, selon les applications. Un autre aspect de l'invention concerne un palier à roulement instrumenté pour la mesure d'au moins un paramètre de rotation d'une roue ou un paramètre de déplacement d'un engin équipé d'une telle roue. Un tel palier comprend une bague tournante, une bague non tournante et au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre les bagues tournante et non tournante. Le palier comprend un dispositif tel que mentionné ci-dessus, l'anneau codeur étant monté sur la bague tournante. L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 illustre schématiquement les principaux organes d'un dispositif de détection conforme à l'invention, l'interrupteur à lame souple étant représenté en position fermée ; - la figure 2 est une vue partielle identique à la figure 1 montrant l'interrupteur à lame souple en position ouverte ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'un deuxième mode de réalisation ; et - la figure 4 est une vue en coupe d'un palier instrumenté équipé d'un dispositif de détection selon l'invention. Tel qu'il est illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif de détection selon l'invention comprend un anneau codeur magnétique multipolaire 1 monté à rotation sur un élément tournant non représenté sur la figure et un ensemble capteur non tournant référencé 2 dans son ensemble, monté à proximité de la périphérie de l'anneau codeur 1. L'anneau codeur 1 présente une pluralité de pôles magnétiques sur sa périphérie, chacun des pôles nord 3 (indiqué N sur la figure 1) étant apparié à un pôle sud 4 (noté S sur la figure 1) de façon à former une paire de pôles NS, les paires de pôles se succédant côte à côte sur toute la périphérie de l'anneau codeur 1. L'ensemble capteur 2 comprend un interrupteur à lame souple 5 comportant une ampoule en verre 6 de forme oblongue, à l'intérieur de laquelle sont montées deux lames souples 7 capables d'établir un contact électrique selon l'orientation des lignes de champ d'un champ magnétique se trouvant à proximité. Les deux lames 7 se prolongent à l'extérieur de l'ampoule en verre 6 sous la forme de bornes de connexion 8 de chaque côté de ladite ampoule 6. Des fils de connexion 9 sont fixés, par exemple par soudage, sur les bornes 8 et reliés à des câbles de connexion 10 capables de transmettre un signal à un dispositif de mesure non représenté sur la figure. L'interrupteur à lame souple 5 constitué par l'ampoule 6, les deux lames 7 et les bornes de connexion 8 associées aux fils de connexion 9, est monté à proximité de la périphérie de l'anneau multipolaire rotatif 1 avec interposition de deux éléments concentrateurs 11. Chacun des éléments concentrateurs 11 comprend une portion de détection 12 disposée en regard des pôles de l'anneau 1 et une portion de transmission 13 reliant la portion de détection 12 à l'une des bornes 8 de l'interrupteur à lame souple 5. Dans l'exemple illustré, chaque portion de transmission 13 est sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation de l'anneau 1 et présente une prolongation 13a qui est en contact électrique avec une borne 8, sur laquelle elle est fixée, par exemple par soudage. Dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, les deux portions de détection 12 ont une forme sensiblement cylindrique qui correspond à la forme générale cylindrique de l'anneau multipolaire tournant 1. Un entrefer est laissé entre les deux portions de détection 12 et la surface cylindrique externe en regard de l'anneau multipolaire 1. La disposition relative de l'interrupteur à lame souple 5 et de l'anneau multipolaire 1 est de ce fait radiale, l'ensemble capteur 2 étant disposé radialement à l'extérieur de l'anneau multipolaire 1. Les deux portions de détection 12 présentent des bords d'extrémité 12a se faisant mutuellement face et écartés l'un de l'autre d'une distance sensiblement égale à la longueur circonférentielle d'une paire de pôles NS de l'anneau codeur 1. De plus, chaque portion de détection 12 s'étend, dans le sens circonférentiel, sur une longueur sensiblement égale à la longueur circonférentielle d'un pôle N ou S de l'anneau codeur 1. Cette longueur pourrait être également légèrement inférieure à la longueur de l'un des pôles. En variante, les bords d'extrémité 12a pourraient être dirigés dans des directions opposées. Pour améliorer la qualité du signal, on a également prévu dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2 un écran 14 réalisé en matériau magnétique et disposé entre l'interrupteur à lame souple 5 et l'anneau codeur multipolaire 1 et entre les deux extrémités 12a en regard des deux portions de détection 12. La longueur circonférentielle de l'écran 14 est légèrement supérieure à la longueur circonférentielle d'un pôle de l'anneau codeur 1, comme on peut le voir sur la figure 2. Elle reste néanmoins inférieure à la longueur circonférentielle d'une paire de pôles de façon que les bords de l'écran 14 restent écartés des bords extrêmes 12a en regard des deux portions de détection 12. L'ensemble formé par l'interrupteur à lame souple 5 équipé des bornes de connexion 8 et des fils de connexion 9 ainsi que les deux éléments concentrateurs 11 et l'écran 14, est inclus dans une masse en matériau synthétique 15 qui permet d'assurer la cohésion spatiale des différents éléments de l'ensemble capteur 2 et qui facilite son maintien en position précise écartée d'un entrefer mentionné ci-dessus par rapport à l'anneau multipolaire 1. Seules apparaissent à l'extérieur du matériau synthétique, les surfaces des portions de détection 12 et de l'écran 14. L'interposition, entre les bornes 8 de l'interrupteur à lame souple 5 et les pôles 3, 4 de l'anneau multipolaire 1, des concentrateurs 11, permet de concentrer le flux des lignes de champ résultant du champ magnétique généré par les pôles N, S de l'anneau multipolaire 1. Les lignes de champs se trouvent en effet canalisées vers les deux bornes 8 par les deux éléments concentrateurs 11. Plus précisément, les portions de détection 12 captent les lignes de champs magnétiques qui sont ensuite canalisées par les portions de transmission 13 jusque sur les bornes 8 de l'interrupteur à lame souple 5. Les dimensions des portions de détection 12 sont choisies de façon à recueillir un maximum de lignes de champs magnétiques, ce qui est le cas dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, lorsque la longueur circonférentielle des portions de détection 12 est sensiblement égale à la longueur circonférentielle des pôles à détecter 3 ou 4. Preferably, each concentrator element comprises a detection portion disposed facing the poles of the encoder ring and a transmission portion in contact with one of the terminals of the flexible blade switch. Each detection portion advantageously extends, in the circumferential direction, over a length substantially less than or equal to the circumferential length of a pole of the encoder ring. The detection portions of the concentrator elements preferably have ends facing each other and spaced a distance equal to the circumferential length of a pair of poles of the encoder ring. In an advantageous variant embodiment, a magnetic material screen is furthermore arranged between the flexible blade switch and the multipolar coding ring. In this way, the field lines which are capable of acting on the control of the flexible blade switch, are exclusively those which come from the poles opposite the detection portions of the concentrator elements. The screen preferably extends in the circumferential direction over a length slightly greater than the circumferential length of a pole and less than the circumferential length of a pair of poles of the encoder ring. In one embodiment, the detection portions are kept spaced from the surface facing the encoder ring, which defines a suitable gap. In some cases, however, it is difficult to maintain the sensor in such an inaccurate position. It is then possible to provide on the encoder ring a thin layer or a coating made of a non-magnetic material. The detection portions are held in frictional contact with this nonmagnetic layer integral with the encoder ring, which also achieves a suitable gap as before. In order to ensure a good frictional contact and a controlled separation of the sensor from the encoder ring, the transmission portions are preferably elastic and the entire sensor is pressed towards the encoder ring. The sensor assembly may be mounted with a radial air gap with respect to the encoder ring or with an axial gap with respect to the encoder ring, depending on the applications. Another aspect of the invention relates to an instrumented rolling bearing for measuring at least one parameter of rotation of a wheel or a parameter of displacement of a machine equipped with such a wheel. Such a bearing comprises a rotating ring, a non-rotating ring and at least one row of rolling elements arranged between the rotating and non-rotating rings. The bearing comprises a device as mentioned above, the encoder ring being mounted on the rotating ring. The invention will be better understood from the study of some embodiments described by way of non-limiting examples and illustrated by the accompanying drawings, in which - Figure 1 schematically illustrates the main components of a detection device according to the present invention. invention, the flexible blade switch being shown in closed position; - Figure 2 is a partial view similar to Figure 1 showing the flexible blade switch in the open position; FIG. 3 is a view similar to FIG. 1 of a second embodiment; and FIG. 4 is a sectional view of an instrumented bearing equipped with a detection device according to the invention. As illustrated in FIGS. 1 and 2, a detection device according to the invention comprises a multipole magnetic encoder ring 1 rotatably mounted on a rotating element not shown in the figure and a non-rotating sensor assembly referenced 2 in its together, mounted near the periphery of the encoder ring 1. The encoder ring 1 has a plurality of magnetic poles on its periphery, each of the north poles 3 (indicated N in Figure 1) being paired with a south pole 4 (noted S in FIG. 1) so as to form a pair of NS poles, the pairs of poles succeeding one another side by side over the entire periphery of the encoder ring 1. The sensor assembly 2 comprises a flexible blade switch 5 comprising a glass bulb 6 of oblong shape, inside which are mounted two flexible blades 7 capable of establishing an electrical contact according to the orientation of the field lines of a magnetic field at a distance of oximité. The two blades 7 extend outside the glass bulb 6 in the form of connection terminals 8 on each side of said bulb 6. Connection wires 9 are fixed, for example by welding, to the terminals 8 and connected to connection cables 10 capable of transmitting a signal to a measuring device not shown in the figure. The flexible blade switch 5 constituted by the bulb 6, the two blades 7 and the connection terminals 8 associated with the connection wires 9, is mounted near the periphery of the rotary multipole ring 1 with the interposition of two elements. concentrators 11. Each of the concentrator elements 11 comprises a detection portion 12 disposed facing the poles of the ring 1 and a transmission portion 13 connecting the detection portion 12 to one of the terminals 8 of the flexible blade switch 5. In the illustrated example, each transmission portion 13 is substantially radial with respect to the axis of rotation of the ring 1 and has an extension 13a which is in electrical contact with a terminal 8, to which it is fixed, for example by welding. In the example illustrated in FIGS. 1 and 2, the two detection portions 12 have a substantially cylindrical shape which corresponds to the generally cylindrical shape of the rotating multipole ring 1. A gap is left between the two detection portions 12 and the outer cylindrical surface facing the multipolar ring 1. The relative arrangement of the flexible blade switch 5 and the multipole ring 1 is therefore radial, the sensor assembly 2 being disposed radially outside the the multipolar ring 1. The two detection portions 12 have end edges 12a facing each other and spaced from each other by a distance substantially equal to the circumferential length of a pair of NS poles of the encoder ring 1. In addition, each detection portion 12 extends, in the circumferential direction, over a length substantially equal to the circumferential length of an N or S pole of the encoder ring 1. This length could also be slightly less than the length of one of the poles. Alternatively, the end edges 12a could be directed in opposite directions. To improve the quality of the signal, there is also provided in the example illustrated in Figures 1 and 2 a screen 14 made of magnetic material and disposed between the flexible blade switch 5 and the multipolar encoder ring 1 and between the two ends 12a opposite the two detection portions 12. The circumferential length of the screen 14 is slightly greater than the circumferential length of a pole of the encoder ring 1, as can be seen in FIG. less than the circumferential length of a pair of poles so that the edges of the screen 14 remain spaced from the end edges 12a opposite the two detection portions 12. The assembly formed by the flexible blade switch 5 equipped with connection terminals 8 and connection wires 9 as well as the two concentrating elements 11 and the screen 14 are included in a mass of synthetic material 15 which makes it possible to ensure the spatial cohesion of the different elements of the sensor assembly 2 and which facilitates its maintenance in precise position spaced from a gap mentioned above with respect to the multipole ring 1. Only appear on the outside of the synthetic material, the surfaces of the portions of detection 12 and the screen 14. The interposition, between the terminals 8 of the flexible blade switch 5 and the poles 3, 4 of the multipole ring 1 concentrators 11, allows to concentrate the flow of the lines of field resulting from the magnetic field generated by the poles N, S of the multipolar ring 1. The field lines are indeed channeled to the two terminals 8 by the two concentrator elements 11. More precisely, the detection portions 12 capture the lines of magnetic fields which are then channeled by the transmission portions 13 to the terminals 8 of the flexible blade switch 5. The dimensions of the detection portions 12 are chosen so as to r to collect a maximum of lines of magnetic fields, which is the case in the example illustrated in Figures 1 and 2, when the circumferential length of the detection portions 12 is substantially equal to the circumferential length of the poles to be detected 3 or 4.

I1 est ainsi possible d'utiliser des interrupteurs à lame souple avec des anneaux codeurs multipolaires du type de celui qui est illustré sur les figures 1 et 2 dont le pas des pôles peut être inférieur à 5 mm. Les concentrateurs 11 sont réalisés en un matériau magnétique capable de canaliser les lignes de champs magnétiques, par exemple un matériau ferromagnétique tel que de l'acier. L'ensemble du capteur 2 est facilement encapsulable dans un boîtier pouvant également comporter la connectique non illustrée sur les figures. It is thus possible to use flexible blade switches with multipolar encoder rings of the type illustrated in FIGS. 1 and 2, the pitch of which may be less than 5 mm. The concentrators 11 are made of a magnetic material capable of channeling the lines of magnetic fields, for example a ferromagnetic material such as steel. The entire sensor 2 is easily encapsulated in a housing that may also include the connectors not shown in the figures.

Compte tenu des dimensions relativement importantes de l'interrupteur à lame souple 5 par rapport aux différents pôles 3, 4, il est avantageux de prévoir l'écran 14 en matériau magnétique, par exemple en acier. Cet écran 14 forme en effet un blindage magnétique et court-circuite les lignes de champs afin qu'elles ne viennent pas perturber le fonctionnement de l'interrupteur à lame souple 5. L'écran 14 évite que les lignes de champs magnétiques provenant des pôles subsistant entre les extrémités en regard des deux portions de détection 12 influencent l'interrupteur à lame souple 5 et perturbent la détection. Given the relatively large dimensions of the flexible blade switch 5 relative to the different poles 3, 4, it is advantageous to provide the screen 14 of magnetic material, for example steel. This screen 14 forms a magnetic shielding and bypasses the field lines so that they do not interfere with the operation of the flexible blade switch 5. The screen 14 prevents magnetic field lines coming from the poles. remaining between the opposite ends of the two detection portions 12 influence the flexible blade switch 5 and disturb the detection.

Dans la position illustrée sur la figure 1, chacune des portions de détection 12 se trouve en regard d'un pôle nord 3 et respectivement d'un pôle sud 4. Une paire de pôles nord/sud subsiste entre les deux bords extrêmes 12a en regard des deux portions de détection 12. L'écran 14 est disposé à cheval, en regard de cette paire de pôles. In the position illustrated in FIG. 1, each of the detection portions 12 faces a north pole 3 and a south pole 4 respectively. A pair of north / south poles remains between the two extreme edges 12a opposite each other. two detection portions 12. The screen 14 is disposed astride, opposite this pair of poles.

Dans la position illustrée sur la figure 1, l'interrupteur à lame souple 5 capte la quasi-totalité des lignes de champs provenant des deux pôles nord et sud en regard desquels se trouvent les deux portions de détection 12. L'interrupteur à lame souple 5 se trouve donc en position fermée. In the position illustrated in FIG. 1, the flexible blade switch 5 captures almost all the field lines coming from the two north and south poles opposite which are the two detection portions 12. The flexible blade switch 5 is therefore in the closed position.

Dans la position illustrée sur la figure 2 où l'anneau multipolaire 1 a légèrement tourné, chacune des portions de détection 12 se trouve disposée en regard de la zone de jonction entre deux pôles nord/sud. Dans ce cas, l'interrupteur à lame souple 5 se trouve en position ouverte étant donné que les portions de détection 12 ne transmettent pas à l'interrupteur à lame souple 5 des lignes de champs orientées de façon à provoquer la fermeture des lames souples 7. Le mode de réalisation illustré sur la figure 3, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, se différencie essentiellement du mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2 par le fait qu'un anneau supplémentaire 16 de faible épaisseur, constituant une couche en matériau amagnétique, est disposé autour de l'anneau codeur multipolaire 1 afin de définir un entrefer entre l'anneau codeur 1 et l'ensemble capteur 2. Un tel anneau pourrait être remplacé par un revêtement amagnétique. Les deux portions de détection 12 viennent ici en contact de friction avec la surface cylindrique externe de l'anneau amagnétique 16. De plus, les portions de transmission 13, au lieu d'être sensiblement radiales comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, présentent une section en V couché avec une branche 13f fixée par une prolongation 13a à une borne 8 et une branche 13c prolongeant la portion de détection 12. Cette forme confère à chaque portion de transmission 13 un caractère élastique. Une force d'appui exercée sensiblement radialement sur l'élément capteur 2 permet donc de maintenir élastiquement les deux portions de détection 12 toujours en contact avec la périphérie externe de l'anneau 16. L'épaisseur de l'anneau 16 constituant la couche amagnétique précitée définit ainsi avec précision l'entrefer qui est maintenu entre les portions de détection 12 et l'anneau multipolaire 1. Une telle disposition permet de simplifier le positionnement radial de l'ensemble capteur 2 par rapport à l'anneau multipolaire 1 en améliorant la précision de ce positionnement. Bien qu'aucun écran 14 n'ait été illustré sur la figure 3, on comprendra qu'un tel écran puisse être également prévu dans ce mode de réalisation, l'écran pouvant être alors intégré dans le matériau synthétique 15, entre l'interrupteur à lame souple 5 et l'anneau multipolaire 1. Contrairement à ce qui était le cas dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 où l'ensemble des éléments concentrateurs 11 ainsi que l'écran 14 étaient inclus dans le matériau synthétique 15, on utilisera avantageusement dans le mode de réalisation de la figure 3 une disposition dans laquelle les portions de détection 12 ainsi que les branches 13c des portions de transmission 13 font saillie à l'extérieur du matériau synthétique 15 de façon à garantir l'élasticité du montage. In the position illustrated in FIG. 2, where the multipolar ring 1 has turned slightly, each of the detection portions 12 is disposed facing the junction zone between two north / south poles. In this case, the flexible blade switch 5 is in the open position since the detection portions 12 do not transmit to the flexible blade switch 5 field lines oriented so as to cause the closing of the flexible blades 7 The embodiment illustrated in FIG. 3, in which the identical elements bear the same references, differs essentially from the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 by the fact that an additional ring 16 of small thickness, constituting a layer of non-magnetic material, is arranged around the multipolar encoder ring 1 to define an air gap between the encoder ring 1 and the sensor assembly 2. Such a ring could be replaced by a nonmagnetic coating. The two detection portions 12 come here in frictional contact with the outer cylindrical surface of the non-magnetic ring 16. In addition, the transmission portions 13, instead of being substantially radial as in the embodiment of FIGS. 2, have a recessed V-shaped section with a branch 13f fixed by an extension 13a to a terminal 8 and a branch 13c extending the detection portion 12. This shape gives each transmission portion 13 an elastic character. A bearing force exerted substantially radially on the sensor element 2 thus makes it possible to maintain elastically the two detection portions 12 always in contact with the outer periphery of the ring 16. The thickness of the ring 16 constituting the non-magnetic layer Thus, the gap between the sensing portions 12 and the multipole ring 1 is accurately defined. Such an arrangement makes it possible to simplify the radial positioning of the sensor assembly 2 with respect to the multipole ring 1 by improving the accuracy of this positioning. Although no screen 14 has been illustrated in FIG. 3, it will be understood that such a screen can also be provided in this embodiment, the screen can then be integrated into the synthetic material 15, between the switch with flexible blade 5 and the multipole ring 1. In contrast to that which was the case in the embodiment of FIGS. 1 and 2 in which all the concentrator elements 11 and the screen 14 were included in the synthetic material 15, an arrangement in which the detection portions 12 and the branches 13c of the transmission portions 13 protrude outside the synthetic material 15 so as to guarantee the elasticity of the assembly is advantageously used in the embodiment of FIG. .

La figure 4 illustre à titre d'exemple une application d'un dispositif de détection tel qu'illustré sur les figures précédentes. Dans cette application, un anneau codeur multipolaire 1 est monté par un élément de support annulaire 17 sur la bague interne tournante 18 d'un roulement à billes 19. A cet effet, l'élément 17 comporte une portion annulaire 17a, emmanchée sur la surface cylindrique extérieure de la bague 18 et une portion de flasque radial 17b avec un rebord annulaire 17c sur lequel est monté l'anneau multipolaire 1. Le roulement à billes 19 comporte par ailleurs une bague externe non tournante 20 et une rangée de billes 21 montées dans une cage 22. D'un côté du palier à roulement 19, se trouve monté un joint d'étanchéité à lèvre 23. De l'autre côté, se trouve disposé, autour de l'anneau multipolaire 1, une pièce annulaire 24 en matériau synthétique à l'intérieur de laquelle est noyé l'interrupteur à lame souple 5, comme illustré sur la figure 1. La pièce annulaire 24 est encliquetée à l'intérieur de la bague non tournante 20 par un rebord annulaire 25 qui coopère avec une gorge 26 pratiquée dans l'alésage de la bague 20. Une face radiale 27 de la pièce annulaire 24 vient en contact avec une face frontale de la bague 20. Cela permet de définir avec précision les positions radiale et axiale des portions de détection 12 noyées dans la pièce 24 par rapport à l'anneau multipolaire 1 et donc l'entrefer radial subsistant. La pièce annulaire 24 présente un flasque radial 28 se terminant par un rebord annulaire 29 dirigé vers la bague 18 et écarté faiblement de celle-ci. La partie de la pièce 24 qui comporte l'interrupteur à lame souple 5 et les portions de détection 12 forme, avec le flasque radial 28 et le rebord 29 une sorte de capot enfermant l'anneau 1 et son support annulaire 17. Cela forme une sorte de joint d'étanchéité labyrinthe pour le roulement 19, du côté opposé au joint à lèvre 23. FIG. 4 illustrates, by way of example, an application of a detection device as illustrated in the preceding figures. In this application, a multipolar encoder ring 1 is mounted by an annular support member 17 on the rotating inner ring 18 of a ball bearing 19. For this purpose, the element 17 comprises an annular portion 17a, fitted on the surface outer cylindrical ring 18 and a radial flange portion 17b with an annular flange 17c on which is mounted the multipolar ring 1. The ball bearing 19 further comprises a non-rotating outer ring 20 and a row of balls 21 mounted in a cage 22. On one side of the rolling bearing 19, is mounted a lip seal 23. On the other side, is disposed around the multipolar ring 1, an annular piece 24 of material in which the flexible blade switch 5 is embedded, as illustrated in FIG. 1. The annular piece 24 is snapped inside the non-rotating ring 20 by an annular flange 25 which cooperates with with a groove 26 formed in the bore of the ring 20. A radial face 27 of the annular piece 24 comes into contact with a front face of the ring 20. This makes it possible to define precisely the radial and axial positions of the detection portions. 12 embedded in the part 24 relative to the multipole ring 1 and thus the remaining radial air gap. The annular piece 24 has a radial flange 28 ending in an annular flange 29 directed towards the ring 18 and spaced slightly from it. The part of the part 24 which comprises the flexible blade switch 5 and the detection portions 12 forms, with the radial flange 28 and the flange 29, a kind of hood enclosing the ring 1 and its annular support 17. This forms a a sort of labyrinth seal for the bearing 19, on the opposite side to the lip seal 23.

L'ensemble du montage pourrait bien entendu être inversé, avec une bague interne non tournante et une bague externe tournante. Les signaux émis par l'interrupteur à lame souple 5 sont transmis par le câble de connexion 10 à un dispositif de traitement non représenté. Bien que dans tous les exemples illustrés on ait représenté l'ensemble capteur monté avec un entrefer radial par rapport à l'anneau codeur, on comprendra que l'on puisse également monter un ensemble capteur avec un entrefer axial d'un côté ou de l'autre d'un anneau codeur multipolaire. L'invention permet d'utiliser des interrupteurs à lame souple avec des anneaux codeurs multipolaires comportant une pluralité de pôles de très faibles dimensions. The entire assembly could of course be reversed, with a non-rotating inner ring and a rotating outer ring. The signals emitted by the flexible blade switch 5 are transmitted by the connection cable 10 to a not shown processing device. Although in all the examples illustrated there is shown the sensor assembly mounted with a radial gap with respect to the encoder ring, it will be understood that it is also possible to mount a sensor assembly with an axial air gap on one side or the other. another of a multipolar encoder ring. The invention makes it possible to use flexible blade switches with multipole encoder rings having a plurality of poles of very small dimensions.

Claims

1. Device for detecting the rotation of a rotating element of the type comprising a multipole magnetic encoder ring (1), mounted on the rotating element and a non-rotating sensor assembly (2) sensitive to magnetic fields, mounted near the encoder ring, characterized in that the sensor assembly (2) comprises a flexible blade switch (5) connected by two terminals (8) to connection wires and concentrator elements (11) arranged between said terminals (8). ) and the encoder ring (1).

2. Device according to claim 1 wherein each concentrator element (11) comprises a detection portion (12) arranged opposite the poles of the encoder ring (1) and a transmission portion (13) in contact with one terminals (8) of the flexible blade switch (5).

3. Device according to one of the preceding claims wherein each detection portion (12) extends in the circumferential direction, for a length less than or equal to the circumferential length of a pole of the encoder ring.

4. Device according to one of the preceding claims wherein the detection portions (12) of the concentrator elements (11) have ends (12a) facing each other and spaced apart by a distance equal to the circumferential length of a pair poles of the encoder ring.

5. Device according to one of the preceding claims wherein a screen (14) of magnetic material is disposed between the flexible blade switch (5) and the multipolar encoder ring (1).

6. Device according to claim 5 wherein the screen (14) extends, in the circumferential direction, over a length greater than the circumferential length of a pole and less than the circumferential length of a pair of poles. encoder ring.

7. Device according to one of claims 2 to 6 wherein the detection portions (2) are kept spaced from the surface opposite the encoder ring.

8. Device according to one of claims 2 to 6 wherein the detection portions (12) are held in frictional contact with a layer (16) of a nonmagnetic material integral with the encoder ring (1).

9. Device according to claim 8 wherein the transmission portions (13) are elastic.

10. Device according to one of the preceding claims wherein the sensor assembly is mounted with a radial air gap relative to the encoder ring.

11. Device according to one of claims 1 to 9 wherein the sensor assembly is mounted with an axial gap with respect to the encoder ring.

12. Instrumented rolling bearing for measuring at least one parameter of rotation of a wheel or a parameter of movement of a machine equipped with such a wheel, comprising a rotating ring (18), a non-rotating ring (20), at least one row of rolling elements (21) arranged between the rotating and non-rotating rings, characterized in that it comprises a device according to one of the preceding claims, the encoder ring (1, 17 ) being mounted on the rotating ring (18).