FR3019645A1 - APPARATUS FOR DETERMINING INFORMATION ON THE MOVEMENT OF A PART - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce, ledit appareil comprenant un boîtier (1) sur lequel un organe (2) est monté en rotation, ledit organe portant une piste annulaire (3) apte à générer un signal représentatif de ladite rotation, ledit appareil comprenant en outre un capteur (4) monté à distance de lecture dudit signal et apte à déterminer ladite information de mouvement à partir dudit signal, ledit appareil comprenant une piste de roulement (6) solidaire en rotation dudit organe, ladite piste de roulement étant agencée pour, par contact de sa surface sur la pièce en mouvement, entraîner la rotation dudit organe.The invention relates to an apparatus for determining information on the movement of a workpiece, said apparatus comprising a housing (1) on which a member (2) is rotatably mounted, said member carrying an annular track (3) adapted to generating a signal representative of said rotation, said apparatus further comprising a sensor (4) mounted at a reading distance from said signal and adapted to determine said motion information from said signal, said apparatus comprising a running track (6) integral with said in rotation of said member, said raceway being arranged to, by contact with its surface on the moving part, cause rotation of said member.
Description
L'invention concerne un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce. Lorsque l'on veut déterminer une information sur le mouvement d'une pièce, par exemple la vitesse dudit mouvement, il est connu d'instrumenter ladite pièce avec un organe, généralement appelé codeur, qui porte une piste apte à générer un signal représentatif du mouvement dudit organe. En particulier, la piste peut posséder une aimantation présentant une alternance régulière de pôles Nord et Sud qui est apte à délivrer un signal magnétique pseudo-sinusoïdal représentatif du mouvement de l'organe, et donc de la pièce à laquelle il est solidarisé, un capteur étant placé à distance de lecture dudit signal pour déterminer une information sur ledit mouvement à partir dudit signal.The invention relates to an apparatus for determining information on the movement of a workpiece. When it is desired to determine information on the movement of a part, for example the speed of said movement, it is known to instrument said part with a member, generally called encoder, which carries a track capable of generating a signal representative of the movement of said organ. In particular, the track may have a magnetization having a regular alternation of North and South poles which is capable of delivering a pseudo-sinusoidal magnetic signal representative of the movement of the organ, and therefore of the part to which it is secured, a sensor being placed at a reading distance from said signal to determine information on said movement from said signal.
Selon certaines réalisations, le capteur et l'organe sont physiquement séparés, et il est souvent nécessaire, pour assurer une disposition correcte de l'organe vis-à-vis du capteur, de développer des pièces spécifiques et des outillages associés, ce qui peut s'avérer coûteux et prendre beaucoup de temps.According to certain embodiments, the sensor and the member are physically separated, and it is often necessary, in order to ensure a correct disposition of the member with respect to the sensor, to develop specific parts and associated tools, which can be expensive and time consuming.
En particulier, pour les codeurs équipés de pistes magnétiques, il convient d'ajuster la conception du codeur et notamment l'aimantation de sa piste à chaque cas, notamment selon le type de pièce à instrumenter, le type de mouvement à étudier et/ou le type d'information à déterminer. De plus, des techniques différentes doivent être mises en place selon le mode de lecture du signal, notamment si ladite lecture est axiale (suivant un axe du mouvement du codeur) ou radiale (perpendiculairement à un axe du mouvement du codeur). Par ailleurs, selon le type de capteur utilisé, la distance de lecture est plus ou moins facile à gérer. L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce qui soit simple et peu coûteux à produire tout en étant adapté à un grand nombre d'utilisations. A cet effet, l'invention propose un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce, ledit appareil comprenant un boîtier sur lequel un organe est monté en rotation, ledit organe portant une piste annulaire apte à générer un signal représentatif de ladite rotation, ledit appareil comprenant en outre un capteur monté à distance de lecture dudit signal et apte à déterminer ladite information de mouvement à partir dudit signal, ledit appareil comprenant une piste de roulement solidaire en rotation dudit organe, ladite piste de roulement étant agencée pour, par contact de sa surface sur la pièce en mouvement, entraîner la rotation dudit organe. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 représentent un appareil de détermination selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de face (figure 1 a), en coupe longitudinale (figure 1 b) et en perspective (figure 1c) ; - les figures 2 représentent un appareil de détermination selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de face (figure 2a), en coupe longitudinale (figure 2b) et en perspective (figure 2c) ; - les figures 3 représentent un appareil de détermination selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de face (figure 3a), en coupe longitudinale (figure 3b) et en perspective (figure 3c). En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un appareil de détermination d'une information sur le mouvement d'une pièce.In particular, for encoders equipped with magnetic tracks, it is necessary to adjust the encoder design and in particular the magnetization of its track in each case, in particular according to the type of part to be instrumented, the type of movement to be studied and / or the type of information to be determined. In addition, different techniques must be implemented according to the signal reading mode, especially if said reading is axial (along an axis of the encoder movement) or radial (perpendicular to an axis of the encoder movement). Moreover, depending on the type of sensor used, the reading distance is more or less easy to manage. The invention aims to improve the prior art by providing in particular an apparatus for determining information on the movement of a part that is simple and inexpensive to produce while being adapted to a large number of uses. For this purpose, the invention proposes an apparatus for determining information on the movement of a workpiece, said apparatus comprising a housing on which a member is mounted in rotation, said member carrying an annular track capable of generating a representative signal. said rotation, said apparatus further comprising a sensor mounted at a distance reading said signal and able to determine said motion information from said signal, said apparatus comprising a rolling track integral in rotation with said member, said track being arranged to, by contact of its surface on the moving part, cause the rotation of said member. Other features and advantages of the invention will appear in the description which follows, made with reference to the appended figures, in which: FIG. 1 represents a determination apparatus according to a first embodiment of the invention, respectively with a view to face (Figure 1a), in longitudinal section (Figure 1b) and in perspective (Figure 1c); FIG. 2 represents a determination apparatus according to a second embodiment of the invention, respectively in front view (FIG. 2a), in longitudinal section (FIG. 2b) and in perspective view (FIG. 2c); - Figures 3 represent a determination apparatus according to a third embodiment of the invention, respectively in front view (Figure 3a), in longitudinal section (Figure 3b) and in perspective (Figure 3c). In connection with these figures, an apparatus for determining information on the movement of a workpiece is described below.
L'appareil comprend un boîtier 1 sur lequel un organe 2 est monté en rotation, ledit organe portant une piste annulaire 3 apte à générer un signal représentatif de ladite rotation. L'appareil comprend en outre un capteur 4 monté à distance de lecture du signal généré par la piste génératrice 3, ledit capteur étant apte à déterminer l'information de mouvement à partir dudit signal. En relation avec les figures, le boîtier 1 présente un logement ouvert 5 dans lequel l'organe 2 est monté en rotation, le capteur 4 comprenant au moins un élément sensible 4a qui est disposé dans un fond dudit logement pour être disposé à distance de lecture du signal généré par la piste génératrice 3. En particulier, le boîtier 1 comprend une portion inférieure 1 a en U renversé qui délimite le logement ouvert 5, l'organe 2 étant monté en rotation entre les branches lb dudit U renversé et les éléments sensibles 4a étant disposés dans une ouverture formée dans la base 1 c dudit U renversé. L'organe 2 comprend une paroi périphérique annulaire 2a sur laquelle est formée la piste génératrice 3. En relation avec les figures, l'organe 2 comprend un corps en forme de roue et d'épaisseur réduite, ledit corps étant monté en rotation dans le logement ouvert 5 de manière à ce que la paroi périphérique 2a pourvue de la piste génératrice 3 soit disposée en regard des éléments sensibles 4a pour une lecture radiale du signal généré, c'est-à-dire une lecture dudit signal perpendiculairement à l'axe de rotation dudit organe. Ainsi, l'encombrement radial du boîtier 1 est réduit. En variante, l'organe 2 et/ou le capteur 4 peuvent être agencés pour une lecture axiale du signal, c'est-à-dire suivant l'axe de rotation dudit organe.The apparatus comprises a housing 1 on which a member 2 is mounted in rotation, said member carrying an annular track 3 adapted to generate a signal representative of said rotation. The apparatus further comprises a sensor 4 mounted at a distance reading the signal generated by the generating track 3, said sensor being able to determine the motion information from said signal. In connection with the figures, the housing 1 has an open housing 5 in which the member 2 is rotatably mounted, the sensor 4 comprising at least one sensitive element 4a which is arranged in a bottom of said housing to be arranged at a reading distance. of the signal generated by the generating track 3. In particular, the housing 1 comprises an inverted U-shaped lower portion 1 which delimits the open housing 5, the member 2 being rotatably mounted between the branches lb of said inverted U and the sensitive elements 4a being disposed in an opening formed in the base 1c of said U reversed. The member 2 comprises an annular peripheral wall 2a on which the generating track 3 is formed. In connection with the figures, the member 2 comprises a wheel-shaped body of reduced thickness, said body being rotatably mounted in the open housing 5 so that the peripheral wall 2a provided with the generating track 3 is arranged facing the sensitive elements 4a for a radial reading of the generated signal, that is to say a reading of said signal perpendicular to the axis of rotation of said organ. Thus, the radial size of the housing 1 is reduced. Alternatively, the member 2 and / or the sensor 4 may be arranged for an axial reading of the signal, that is to say along the axis of rotation of said member.
En relation avec les figures 2, la piste génératrice 3 est aimantée. En particulier, l'organe 2 peut comprendre une piste génératrice 3 avec une aimantation présentant une alternance régulière de pôles Nord et Sud qui est apte à délivrer un signal magnétique pseudo-sinusoïdal représentatif de la rotation de l'organe 2. En variante, la piste génératrice 3 peut être bipolaire.In relation with FIGS. 2, the generating track 3 is magnetized. In particular, the member 2 may comprise a generating track 3 with a magnetization having a regular alternation of North and South poles which is capable of delivering a pseudo-sinusoidal magnetic signal representative of the rotation of the member 2. As a variant, the Generator track 3 can be bipolar.
A titre d'exemple, la piste génératrice 3 peut être réalisée en matériau polymère chargé en particules magnétiques, notamment en copolymère butadiène nitrile-acrylique (NBR), éventuellement renforcé mécaniquement par des charges telles que du noir de carbone, les particules magnétiques pouvant être à base de ferrite. En relation avec les figures 1 et 3, la piste génératrice 3 comprend des crans 3a régulièrement répartis sur la paroi périphérique 2a, lesdits crans étant aptes à perturber un signal lors de leur passage devant les éléments sensibles 4a, notamment en perturbant le champ magnétique d'éléments sensibles 4a aimantés, formant ainsi une roue phonique par rotation de l'organe 2. Cette réalisation s'avère avantageuse dans la mesure où la piste génératrice 3 ne comprend alors pas de particules actives, et est donc moins fragile. Pour déterminer une information sur le mouvement d'une pièce, l'appareil est disposé de manière à ce que l'organe 2 soit entraîné en rotation par ladite pièce. Pour ce faire, l'appareil comprend une piste de roulement 6 solidaire en rotation de l'organe 2, ladite piste de roulement étant agencée pour, par contact de sa surface sur la pièce en mouvement, entraîner la rotation dudit organe. Ainsi, l'appareil ne nécessite pas le montage de l'organe 2 sur la pièce en mouvement, ce qui le rend simple d'utilisation et adaptable à plusieurs situations. En particulier, l'appareil peut être utilisé aussi bien pour une pièce en rotation que pour une pièce en translation, en contact sur une surface quelconque de ladite pièce, notamment sur sa périphérie ou sur l'une de ses faces.By way of example, the generating track 3 may be made of a polymer material loaded with magnetic particles, in particular butadiene nitrile-acrylic copolymer (NBR), optionally mechanically reinforced with fillers such as carbon black, the magnetic particles being able to be based on ferrite. In relation with FIGS. 1 and 3, the generating track 3 comprises notches 3a regularly distributed on the peripheral wall 2a, said notches being able to disturb a signal during their passage in front of the sensitive elements 4a, in particular by disturbing the magnetic field of magnetized sensitive elements 4a, thus forming a voice wheel by rotating the member 2. This embodiment proves to be advantageous insofar as the generating track 3 does not then comprise any active particles, and is therefore less fragile. To determine information on the movement of a workpiece, the apparatus is arranged so that the member 2 is rotated by said workpiece. To do this, the apparatus comprises a rolling track 6 integral in rotation with the member 2, said raceway being arranged for, by contact with its surface on the moving part, to cause the rotation of said member. Thus, the device does not require the mounting of the member 2 on the moving part, which makes it easy to use and adaptable to several situations. In particular, the apparatus can be used both for a rotating part and for a part in translation, in contact with any surface of said part, in particular on its periphery or on one of its faces.
Le capteur 4 est apte à lire le signal généré lors de la rotation de l'organe 2 et à déterminer l'information de mouvement de la pièce à partir dudit signal. Le capteur 4 comprend des moyens de traitement du signal lu par les éléments sensibles 4a, notamment en comprenant un circuit électronique (PCB). En outre, le capteur 4 peut comprendre des moyens permettant de tenir compte du rapport d'engrenage entre l'organe 2 et la pièce en mouvement. L'organe 2 présente une paroi sur laquelle est formée la piste de roulement 6. En relation avec les figures 3, la piste génératrice 3 forme également la piste de roulement 6. Pour ce faire, l'organe 2 comprend un revêtement 6a qui est disposé sur la paroi périphérique 2a en recouvrant la piste génératrice 3, ledit revêtement étant agencé pour permettre l'entraînement en rotation dudit organe par contact sur une pièce en mouvement tout en permettant la génération à travers lui du signal de ladite piste génératrice. En relation avec les figures 1 et 2, l'organe 2 est équipé d'un disque 7 rapporté qui est solidaire en rotation dudit organe, la piste de roulement 6 étant formée sur ledit disque en étant écartée de la piste génératrice 3. En particulier, la piste de roulement 6 est formée sur la périphérie du disque 7. De façon avantageuse, le disque 7 est agencé pour permettre le contact de la piste de roulement 6 sur la pièce en mouvement en évitant le contact de la piste génératrice 3 sur ladite pièce, ce qui permet de limiter l'endommagement et/ou le dépôt d'impuretés sur ladite piste génératrice, notamment dans le cas d'une piste aimantée. Pour ce faire, le disque 7 présente un diamètre légèrement supérieur à celui de l'organe 2. En outre, la piste de roulement 6 présente un revêtement agencé pour favoriser son entraînement en rotation par contact sur la pièce en mouvement, notamment en évitant un glissement relatif lors dudit entraînement. En particulier, le disque 7 peut être revêtu et/ou formé à base d'un matériau élastomère.The sensor 4 is able to read the signal generated during the rotation of the member 2 and to determine the movement information of the part from said signal. The sensor 4 comprises means for processing the signal read by the sensitive elements 4a, in particular by including an electronic circuit (PCB). In addition, the sensor 4 may include means for taking into account the gear ratio between the member 2 and the moving part. The member 2 has a wall on which the rolling track 6 is formed. In connection with FIG. 3, the generating track 3 also forms the rolling track 6. To do this, the member 2 comprises a coating 6a which is disposed on the peripheral wall 2a by covering the generating track 3, said coating being arranged to allow the drive in rotation of said member by contact on a moving part while allowing the generation through it of the signal of said generating track. In relation with FIGS. 1 and 2, the member 2 is equipped with an attached disc 7 which is integral in rotation with said member, the rolling track 6 being formed on said disc while being separated from the generating track 3. In particular , the rolling track 6 is formed on the periphery of the disc 7. Advantageously, the disc 7 is arranged to allow the contact of the rolling track 6 on the moving part avoiding the contact of the generating track 3 on said piece, which limits the damage and / or the deposition of impurities on said generating track, especially in the case of a magnetized track. To do this, the disc 7 has a diameter slightly greater than that of the member 2. In addition, the raceway 6 has a coating arranged to promote its rotational drive by contact on the moving part, in particular by avoiding a relative slip during said training. In particular, the disc 7 may be coated and / or formed based on an elastomeric material.
La largeur de la piste de roulement 6 peut être variable, en étant notamment étroite pour minimiser son glissement et son usure lors de son entraînement par contact sur la pièce en mouvement. Par ailleurs, une piste de roulement 6 étroite facilite son positionnement en contact d'une face latérale d'une pièce tournante, et non sur sa périphérie extérieure, et donc permet de mesurer l'information par ladite face qui peut être plus accessible que ladite périphérie. De façon avantageuse, les éléments sensibles 4a sont choisis parmi les sondes magnétosensibles, notamment à effet Hall et/ou les sondes à base de magnétorésistances à effet tunnel (TMR), de magnétorésistances anisotropes (AMR), de magnétorésistances géantes (GMR). En particulier, les TMR permettent une détection des signaux dans une plage d'entrefer importante. Par ailleurs, la technologie TMR présente l'avantage de pouvoir être conditionnée dans un circuit électronique à faible consommation électrique et de pouvoir fonctionner à température élevée. En outre, la sensibilité des TMR augmente avec la température alors que l'intensité du champ magnétique diminue, ce qui permet de fiabiliser la détection dudit champ même à haute température. Selon une réalisation, le capteur 4 et/ou l'organe 2 sont montés sur le boîtier 1 en étant déplaçables l'un par rapport à l'autre afin de pouvoir régler la distance de lecture du signal.The width of the raceway 6 can be variable, being especially narrow to minimize its sliding and wear during its drive by contact on the moving part. Furthermore, a narrow raceway 6 facilitates its positioning in contact with a lateral face of a rotating part, and not on its outer periphery, and thus makes it possible to measure the information by said face which may be more accessible than said periphery. Advantageously, the sensitive elements 4a are chosen from magnetosensitive probes, in particular Hall effect probes and / or probes based on tunneling magnetoresistance (TMR), anisotropic magnetoresistance (AMR), giant magnetoresistance (GMR). In particular, TMRs allow detection of signals in a large air gap range. Moreover, the TMR technology has the advantage of being able to be packaged in an electronic circuit with low power consumption and to be able to operate at high temperature. In addition, the sensitivity of the TMR increases with temperature while the intensity of the magnetic field decreases, which makes reliable the detection of said field even at high temperature. According to one embodiment, the sensor 4 and / or the member 2 are mounted on the housing 1 by being movable relative to each other in order to adjust the reading distance of the signal.
Dans les modes de réalisation représentés, le boîtier 1 comprend une portion supérieure tubulaire 1 d qui s'étend depuis la base 1 c de la portion inférieure 1 a. Cette portion supérieure 1d comprend un alésage dans lequel est monté le corps 8 du capteur 4, l'extrémité inférieure dudit corps portant les éléments sensibles 4a. Par ailleurs, le corps 8 et/ou la portion supérieure 1d porte des moyens de réglage de la position du capteur 4 dans l'alésage de ladite portion supérieure, et donc de la distance de lecture. En particulier, le corps 8 présente une tête 9 permettant de déplacer par vissage ledit corps dans l'alésage suivant la distance de lecture souhaitée. L'appareil comprend en outre un élément 10 de fixation du boîtier 1 par rapport à la pièce en mouvement. En relation avec les figures, l'élément de fixation 10 comprend une bague 10a dans laquelle une partie de la portion supérieure 1d est disposée. De plus, l'élément de fixation 10 comprend une patte radiale 10b solidarisée à la bague 10a et portant des moyens de fixation à une structure fixe par rapport à la pièce en mouvement, par exemple des orifices 11 de montage de vis. Le boîtier 1 est équipé de moyens 12 d'ajustement de la distance entre la piste de roulement 6 et l'élément de fixation 10, permettant notamment, même en cas de mouvement relatif entre la piste de roulement 6 et la pièce, de maintenir ladite piste en contact sur ladite pièce sans modifier la distance de lecture entre les éléments sensibles 4a et la piste génératrice 3.In the embodiments shown, the housing 1 comprises a tubular upper portion 1 d which extends from the base 1 c of the lower portion 1 a. This upper portion 1d comprises a bore in which is mounted the body 8 of the sensor 4, the lower end of said body carrying the sensitive elements 4a. Furthermore, the body 8 and / or the upper portion 1d carries means for adjusting the position of the sensor 4 in the bore of said upper portion, and therefore the reading distance. In particular, the body 8 has a head 9 for screwing said body into the bore according to the desired reading distance. The apparatus further comprises an element 10 for fixing the housing 1 relative to the moving part. In connection with the figures, the fastening element 10 comprises a ring 10a in which a portion of the upper portion 1d is disposed. In addition, the fastening element 10 comprises a radial lug 10b secured to the ring 10a and carrying fixing means to a fixed structure relative to the moving part, for example the screw mounting holes 11. The housing 1 is equipped with means 12 for adjusting the distance between the raceway 6 and the fastening element 10, in particular allowing, even in the case of relative movement between the raceway 6 and the workpiece, to maintain said track in contact on said piece without modifying the reading distance between the sensitive elements 4a and the generating track 3.
Dans les modes de réalisation représentés, ces moyens d'ajustement 12 sont élastiques et sont montés en appui entre la base 1c de la portion inférieure 1 a et la bague 10a de l'élément de fixation 10 afin d'amortir les éventuelles oscillations de la pièce en mouvement sur laquelle la piste de roulement 6 est en contact lors de l'utilisation de l'appareil. En particulier, lorsque la pièce oscille, l'organe 2 est déplacé et entraîne avec lui le corps 8 par l'intermédiaire du boîtier 1 dont la portion inférieure 1 a est montée coulissante dans la bague de fixation 10a.In the embodiments shown, these adjustment means 12 are resilient and are mounted in abutment between the base 1c of the lower portion 1a and the ring 10a of the fastening element 10 in order to damp any oscillations of the moving part on which the rolling track 6 is in contact during use of the apparatus. In particular, when the part oscillates, the member 2 is moved and carries with it the body 8 through the housing 1, the lower portion 1a is slidably mounted in the fixing ring 10a.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PLFP | Fee payment |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
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| PLFP | Fee payment |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20200108 |