FR3036478A1 - ANGLE SENSOR FOR SEIZING THE ROTATION ANGLES OF A ROTATING COMPONENT - Google Patents
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Abstract
Capteur d'angle (3) pour saisir les angles de rotation d'un composant rotatif (20) avec un générateur de valeurs de mesure (26) et un récepteur de valeurs de mesure (12) qui génère une information d'angle dépendant du mouvement de rotation du composant rotatif (20). Un premier composant (générateur de valeurs de mesure (26), récepteur de valeurs de mesure (12)) du capteur d'angle (3, 4) étant solidaire en rotation du composant rotatif (20). Un second composant (12, 26), du capteur d'angle (3) étant installé de manière fixe à une distance axiale prédéfinie (L) par rapport au premier composant. Le composant rotatif (20) est guidé axialement et radialement dans un guidage (7.3) et un dispositif de ressort élastique (44) pousse le composant rotatif (20) axialement dans le guidage (7.3).Angle sensor (3) for capturing the rotational angles of a rotary component (20) with a measurement value generator (26) and a measurement value receiver (12) which generates angle information depending on the rotational movement of the rotary component (20). A first component (measurement value generator (26), measurement value receiver (12)) of the angle sensor (3, 4) is rotatably connected to the rotary component (20). A second component (12, 26) of the angle sensor (3) is fixedly installed at a predefined axial distance (L) from the first component. The rotating component (20) is axially and radially guided in a guide (7.3) and an elastic spring device (44) urges the rotating component (20) axially into the guide (7.3).
Description
1 Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un capteur d'angle pour saisir les angles de rotation d'un composant rotatif avec un générateur de valeurs de mesure et un récepteur de valeurs de mesure qui génère une information d'angle dépendant du mouvement de rotation du composant rotatif, un premier composant (générateur de valeurs de mesure, récepteur de valeurs de mesure du capteur d'angle étant relié solidairement en rotation au composant rotatif et un second composant (récepteur de valeurs de mesure, générateur de valeurs de mesure) du capteur d'angle étant installé de manière fixe à une distance axiale pré- définie par rapport au premier composant (générateur de valeurs de mesure), récepteur de valeurs de mesure. L'invention a également pour objet un dispositif de cap- teurs pour saisir l'angle de rotation d'un arbre rotatif d'un véhicule tel que défini ci-après. Etat de la technique Les capteurs d'angle de braquage ou angle de direction ont pour fonction de mesurer jusqu'à six rotations effectuées par le volant de direction, ce qui correspond à une plage angulaire d'environ 2 000°. Ainsi, en plus de la mesure d'angle, il faut compter les étapes de périodicité de la rotation. Selon l'état de la technique, on connaît des capteurs d'angle de braquage qui mesurent l'angle de braquage sur plusieurs rotations du volant à l'aide de deux roues dentées couplées à la colonne de direction par l'intermédiaire d'une grande roue dentée. Au milieu des roues dentées, il y a des aimants permanents permettant à des capteurs de champ magnétique de déterminer l'angle des roues dentées. Les deux roues dentées ont un nombre de dents légèrement différent si bien qu'à partir du rapport des angles, on peut également déterminer le nombre respectif de rotations des roues dentées. On peut ainsi déterminer l'angle du volant de direction sur plusieurs rotations. Pour le mode de réalisation connu, il faut deux roues dentées et ainsi également deux capteurs de champ magnétique pour déterminer l'angle de rotation actuel (angle de rotation réel).FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an angle sensor for capturing the rotational angles of a rotary component with a measurement value generator and a measurement value receiver which generates a dependent angle information. the rotational movement of the rotary component, a first component (measurement value generator, measurement sensor receiver of the angle sensor being integrally connected in rotation to the rotary component and a second component (measurement value receiver, value generator measuring device) of the angle sensor being fixedly installed at an axial distance predefined with respect to the first component (measurement value generator), a measurement value receiver. to detect the angle of rotation of a rotating shaft of a vehicle as hereinafter defined State of the art The sensors for steering angle or steering angle have the function of measuring up to six rotations made by the steering wheel, which corresponds to an angular range of about 2000 °. Thus, in addition to the angle measurement, it is necessary to count the steps of periodicity of the rotation. According to the state of the art, steering angle sensors are known which measure the steering angle on several rotations of the steering wheel by means of two toothed wheels coupled to the steering column via a steering wheel. large gear wheel. In the middle of the gears, there are permanent magnets allowing magnetic field sensors to determine the angle of the gears. The two toothed wheels have a slightly different number of teeth, so that from the angle ratio, the respective number of rotations of the gears can also be determined. It is thus possible to determine the angle of the steering wheel on several rotations. For the known embodiment, two gears and thus also two magnetic field sensors are required to determine the current angle of rotation (actual rotation angle).
3036478 2 Le document DE 10 2008 011 448 A 1 décrit par exemple un dispositif de saisie d'un angle de rotation. Le dispositif décrit se compose d'un générateur et de capteurs qui, en fonction de la variation de l'angle de rotation d'un composant rotatif, détectent à partir des va- 5 riations générées par les générateurs, une grandeur physique fournis- sent des signaux numériques exploitables. Sur au moins une périphérie le composant rotatif a des satellites couplés, de périmètre plus petit et qui sont entraînés par sa rotation, de préférence avec un capteur d'angle qui entraîne par l'intermédiaire d'une transmission hypocy- 10 cloïdale couplée axialement, un disque hypercycloïdal également rotatif ou encore une roue dentée hypocycloïdale et dont la vitesse de rotation est démultipliée par la transmission hypocycloïdale pour obtenir une vitesse de rotation du composant rotatif et l'angle de braquage absolu sur plusieurs tours effectués par la colonne de direction, en utilisant un 15 système de capteurs de rotation. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un capteur d'angle du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le composant rotatif est guidé axialement et radialement dans un guidage et au moins un dispositif de 20 ressort élastique pousse le composant rotatif axialement dans le gui- dage. Le capteur d'angle selon l'invention ainsi que le dispositif de capteurs selon l'invention ont l'avantage, vis-à-vis de l'état de la technique de réduire le bruit généré et le mouvement axial des compo- 25 sants rotatifs servant à détecter l'angle de rotation d'un arbre rotation équipant un véhicule. De plus, grâce à l'invention, on réduit considérablement le risque de basculement des composants rotatifs et on maintient pratiquement constant l'entrefer ou la distance entre un générateur de valeurs de mesure et un récepteur de valeurs de mesure, 30 pendant pratiquement toute la durée de vie. En outre, l'invention per- met d'éviter que le composant rotatif frotte sur un composant du capteur d'angle comme par exemple la plaque de circuit et endommage les structures électroconductrices de cette plaque telles que par exemple les chemins conducteurs.For example, DE 10 2008 011 448 A1 discloses a device for capturing a rotation angle. The device described consists of a generator and sensors which, depending on the variation of the rotation angle of a rotating component, detect from the variations generated by the generators, a physical quantity usable digital signals. On at least one periphery, the rotating component has coupled, smaller perimeter satellites which are driven by its rotation, preferably with an angle sensor which drives via an axially coupled hypoclinic transmission, a hypercycloid disk that is also rotatable or a hypocycloidal gear and whose rotational speed is reduced by the hypocycloidal transmission to obtain a rotating speed of the rotary component and the absolute turning angle over several turns made by the steering column, using a rotation sensor system. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The present invention relates to an angle sensor of the type defined above, characterized in that the rotary component is guided axially and radially in a guide and at least one elastic spring device pushes the axially rotating component in the guide. The angle sensor according to the invention as well as the sensor device according to the invention have the advantage, vis-à-vis the state of the art, of reducing the noise generated and the axial movement of the components. rotary actuators for detecting the rotation angle of a rotation shaft fitted to a vehicle. In addition, the invention considerably reduces the risk of tilting of the rotating components and the air gap or the distance between a measuring value generator and a measurement value receiver is kept substantially constant for practically the entire time. lifetime. In addition, the invention makes it possible to prevent the rotary component from rubbing on a component of the angle sensor such as for example the circuit board and damaging the electroconductive structures of this plate, such as, for example, the conductive paths.
3036478 3 Des formes de réalisation de l'invention développent un capteur d'angle pour saisir des angles de rotation d'un composant rotatif avec un générateur de valeurs de mesure et un récepteur de valeurs de mesure fournissant des informations d'angle dépendant du mouve- 5 ment de rotation du composant rotatif. Il est prévu un premier compo- sant du capteur d'angle solidaire en rotation du composant rotatif et un second composant du capteur d'angle installé en position fixe à une distance axiale prédéfinie par rapport au premier composant. Selon l'invention, le composant rotatif est guidé axialement et radialement 10 dans un guidage et au moins un dispositif de ressort élastique pousse axialement le composant rotatif dans le guidage. Ainsi, on peut par exemple relier un générateur de valeurs de mesure en forme d'aimant permanent au composant rotatif et l'entraîner avec celui-ci. Un récepteur de valeurs de mesure en forme 15 de capteur Hall est alors installé en position fixe et à une distance axiale prédéfinie de l'aimant permanent pour saisir la variation du champ magnétique produite par le mouvement de rotation. Cette disposition permet un branchement électrique simple du capteur Hall. En variante, le capteur Hall est relié au composant rotatif et l'aimant per- 20 manent est installé à poste fixe. L'invention a également pour objet un dispositif de capteurs pour saisir les angles de rotation d'un arbre rotatif équipant un véhicule et comportant un premier capteur d'angle qui génère une première information d'angle dépendant du mouvement de rotation de 25 l'arbre rotatif ainsi qu'un second capteur d'angle qui génère une se- conde information d'angle dépendant du mouvement de rotation de l'arbre rotatif. L'angle de rotation actuel de l'arbre rotatif se détermine dans une plage de valeurs prédéfinies de manière univoque à partir de la première information d'angle et de la seconde information d'angle.Embodiments of the invention develop an angle sensor for capturing rotational angles of a rotating component with a measurement value generator and a measurement value receiver providing motion-dependent angle information. Rotation of the rotating component. There is provided a first component of the rotational integral angle sensor of the rotary component and a second component of the angle sensor installed in a fixed position at an axial distance predefined with respect to the first component. According to the invention, the rotary component is guided axially and radially in a guide and at least one resilient spring device axially pushes the rotating component in the guide. Thus, it is possible for example to connect a permanent magnet-shaped measurement value generator to the rotary component and to drive it with it. A Hall sensor measuring value receiver is then installed in a fixed position and at a predefined axial distance from the permanent magnet to capture the variation of the magnetic field produced by the rotational movement. This arrangement allows a simple electrical connection of the Hall sensor. Alternatively, the Hall sensor is connected to the rotating component and the perma- nent magnet is installed in a fixed position. The invention also relates to a sensor device for capturing the angles of rotation of a rotary shaft fitted to a vehicle and comprising a first angle sensor which generates a first angle information dependent on the rotational movement of the vehicle. rotary shaft and a second angle sensor which generates a second angle information depending on the rotational movement of the rotary shaft. The current rotation angle of the rotary shaft is determined in a uniquely predefined range of values from the first angle information and the second angle information.
30 L'arbre rotatif est couplé à un générateur de rotation qui transmet le mouvement de l'arbre rotatif au premier capteur d'angle et au second capteur d'angle. De plus, le générateur de rotation est guidé axialement et radialement dans un guidage et le premier dispositif de ressort, élastique, pousse axialement le générateur de rotation contre le guidage.The rotary shaft is coupled to a rotation generator which transmits the movement of the rotary shaft to the first corner sensor and the second corner sensor. In addition, the rotation generator is guided axially and radially in a guide and the first spring device, elastic, axially pushes the rotation generator against the guide.
3036478 4 Le dispositif de capteurs selon l'invention peut être ins- tallé dans un véhicule, par exemple pour saisir l'angle de braquage ou la course d'une pédale. Les caractéristiques énoncées ensuite correspondent à 5 des développements et des perfectionnements avantageux des caracté- ristiques développées ci-dessus d'un capteur d'angle pour saisir les angles de rotation d'un composant rotatif ainsi que pour un dispositif de capteurs pour saisir les angles de rotation d'un arbre rotatif équipant un véhicule.The sensor device according to the invention can be installed in a vehicle, for example to capture the steering angle or the travel of a pedal. The features set forth next correspond to advantageous developments and improvements of the above-developed features of an angle sensor for capturing rotational angles of a rotating component as well as for a sensor device for gripping angles. rotation of a rotary shaft equipping a vehicle.
10 D'une manière particulièrement avantageuse, les compo- sants fixes du capteur d'angle sont installés sur une plaque de circuit. Au moins un dispositif de ressort élastique est prévu sur une plaque d'écartement installée entre la plaque de circuit et le composant rotatif et elle a un évidement dans la région des composants du capteur 15 d'angle. Selon un développement avantageux du capteur d'angle selon l'invention, le dispositif de ressort élastique comporte deux éléments de ressort situés sur deux côtés opposés de l'évidement et qui peuvent être orientés en opposition pour que les deux éléments de res- 20 sort s'appliquent en deux points d'appui opposés, axialement, sur le composant rotatif. On réduit ainsi la tendance au basculement du composant rotatif et on réalise un appui plat du composant rotatif au seul du moyen de guidage. Les dimensions et le choix des matériaux pour le composant rotatif et le guidage sont accordés et adaptés réciproque- 25 ment pour que ces moyens coopèrent pratiquement sans jeu pour per- mettre le mouvement de rotation du composant guidé radialement et axialement. De façon préférentielle, les éléments de ressort sont des languettes de ressort ou languettes élastiques. Selon un autre développement avantageux du capteur 30 d'angle de l'invention, le composant rotatif est sous la forme d'une roue dentée dont le corps de base comporte une couronne dentée et un corps de guidage sur lesquels peut agir au moins un dispositif de ressort. Grâce à la réalisation sous forme de roue dentée, le corps de base se couple de manière simple à une autre roue dentée qu'il entraîne si bien 3036478 5 que les capteurs d'angle fournissent une information d'angle appropriée, pour le mouvement de l'autre roue dentée. Selon un développement avantageux du dispositif de cap- teurs de l'invention, le premier dispositif de ressort, élastique, comporte 5 au moins deux éléments de ressort qui agissent sur un bord de guidage de l'ouverture du générateur de rotation entourant l'arbre rotatif. Ainsi, au moins deux éléments de ressort se trouvent sur deux côtés opposés de l'ouverture et sont orientés de manière opposée l'un à l'autre pour que les deux éléments de ressort puissent s'appliquer axialement sur le 10 générateur de rotation en deux points d'appui opposés. On réduit ainsi la tendance au basculement du générateur de rotation et on arrive à un appui plan du générateur de rotation en mouvement au fond du guidage. De façon préférentielle, quatre éléments de ressort, par exemple sous forme de languettes élastiques, réduisent la tendance au bascule- 15 ment. Selon un autre développement avantageux du dispositif de capteurs de l'invention, le générateur de rotation comporte une couronne dentée principale qui transmet le mouvement de l'arbre rotatif à une première couronne dentée d'une première roue dentée et à une se- 20 conde couronne dentée d'une seconde roue dentée, le nombre des dents de la première couronne dentée étant différent du nombre de dents de la seconde couronne dentée. Selon un développement avantageux, le dispositif de cap- teurs de l'invention comporte un boîtier en plusieurs parties recevant le 25 premier capteur d'angle et le second capteur d'angle. Les composants fixes des capteurs d'angle peuvent être installés sur une plaque de circuit, commune. De plus, une plaque d'écartement commune avec deux évidements et au moins deux dispositifs de ressorts élastiques sont installés respectivement entre la première roue dentée et la plaque de cir- 30 cuit et la seconde couronne dentée et de la plaque de circuit. Selon un autre développement avantageux du dispositif de capteurs selon l'invention, au moins les deux éléments de ressorts du premier dispositif de ressort sont par exemple au bord d'une ouverture qui entoure au moins partiellement l'arbre rotatif et appartient à une première partie de boîtier.In a particularly advantageous manner, the fixed components of the angle sensor are installed on a circuit board. At least one resilient spring device is provided on a spacer plate installed between the circuit board and the rotary component and has a recess in the region of the angle sensor components. According to an advantageous development of the angle sensor according to the invention, the elastic spring device comprises two spring elements situated on two opposite sides of the recess and which can be oriented in opposition so that the two spring elements apply at two opposed bearing points, axially, on the rotary component. This reduces the tilting tendency of the rotary component and provides a flat support of the rotary component to only the guide means. The dimensions and choice of materials for the rotary component and the guide are matched and reciprocally adapted so that these means cooperate substantially without backlash to allow the rotational movement of the guided component radially and axially. Preferably, the spring elements are spring tongues or resilient tongues. According to another advantageous development of the angle sensor of the invention, the rotary component is in the form of a toothed wheel whose base body comprises a ring gear and a guide body on which at least one device can act. of spring. Thanks to the toothed embodiment, the base body couples in a simple manner to another gear which it drives so well that the angle sensors provide an appropriate angle information for the movement of the gear. the other gear wheel. According to an advantageous development of the sensor device of the invention, the first elastic spring device comprises at least two spring elements which act on a guiding edge of the opening of the rotation generator surrounding the shaft. rotary. Thus, at least two spring members are on two opposite sides of the aperture and oppositely oriented to each other so that the two spring members can axially apply to the rotation generator. two opposite points of support. This reduces the tendency of tilting of the rotation generator and we arrive at a plane support of the rotating generator in motion at the bottom of the guide. Preferably, four spring elements, for example in the form of resilient tongues, reduce the tilting tendency. According to another advantageous development of the sensor device of the invention, the rotation generator comprises a main ring gear which transmits the movement of the rotary shaft to a first ring gear of a first gear wheel and a second gear wheel. toothed crown of a second toothed wheel, the number of teeth of the first ring gear being different from the number of teeth of the second ring gear. According to an advantageous development, the sensor device of the invention comprises a multi-part housing receiving the first angle sensor and the second angle sensor. The fixed components of the angle sensors can be installed on a common circuit board. In addition, a common spacer plate with two recesses and at least two resilient spring devices are respectively installed between the first gear wheel and the circuit board and the second ring gear and the circuit board. According to another advantageous development of the sensor device according to the invention, at least the two spring elements of the first spring device are for example at the edge of an opening which at least partially surrounds the rotary shaft and belongs to a first part. of housing.
3036478 6 Selon un autre développement avantageux du dispositif de capteurs selon l'invention, le guidage du générateur de rotation est prévu au bord d'une ouverture qui entoure au moins partiellement l'arbre rotatif et appartient à une seconde partie du boîtier.According to another advantageous development of the sensor device according to the invention, the guidance of the rotation generator is provided at the edge of an opening which at least partially surrounds the rotary shaft and belongs to a second part of the housing.
5 Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un capteur d'angle selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un exemple de réa- 10 lisation d'un dispositif de capteur selon l'invention pour saisir des angles de rotation d'un arbre en rotation dans un véhicule, la figure 2 est une vue de détail schématique d'un exemple de réalisation d'un capteur d'angle selon l'invention pour le dispositif de capteur selon l'invention de la figure 1, 15 la figure 3 est une vue en coupe schématique du capteur d'angle selon l'invention représenté à la figure 2. Description de modes de réalisation de l'invention Selon les figures 1 à 3, l'exemple de réalisation présenté d'un dispositif de capteur 1 selon l'invention servant à saisir les angles 20 de rotation d'un arbre rotatif non représenté d'un véhicule, comporte un premier capteur d'angle 3 qui génère une première information d'angle dépendant du mouvement de rotation de l'arbre rotatif ainsi qu'un second capteur d'angle 4 qui génère une seconde information d'angle dépendant du mouvement de rotation de l'arbre rotatif. L'angle de rotation 25 actuel de l'arbre rotatif peut se déterminer dans une plage prédéfinie de valeur de manière univoque à partir de la première information d'angle et de la seconde information d'angle. Le premier capteur d'angle 3 et le second capteur d'angle 4 pour saisir les angles de rotation d'un composant rotatif 20, 30 com- 30 portent chacun un générateur de valeurs de mesure 26, 36 et un récep- teur de valeurs de mesures 12, 14 ; ils génèrent chacun une information d'angle dépendant du mouvement de rotation du composant rotatif 20, 30. Le premier composant du capteur d'angle 3, 4 est relié solidairement au composant rotatif 20, 30 et le second composant 35 du capteur d'angle 3, 4 est installé en position fixe à une distance axiale 3036478 7 L, prédéterminée par rapport au premier composant. Selon l'invention, le composant rotatif 20, 30 est guidé axialement et radialement dans un guidage 7.3 ; au moins un dispositif de ressort élastique 44 pousse le composant rotatif 20, 30 axialement dans le guidage 7.3.The present invention will be described hereinafter in more detail with the aid of an exemplary embodiment of an angle sensor according to the invention shown in the accompanying drawings, in which: FIG. In an exploded perspective view of an exemplary embodiment of a sensor device according to the invention for capturing rotational angles of a rotating shaft in a vehicle, FIG. 2 is a schematic detail view of a Embodiment of an angle sensor according to the invention for the sensor device according to the invention of FIG. 1, FIG. 3 is a schematic sectional view of the angle sensor according to the invention shown in FIG. FIG. 2. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION According to FIGS. 1 to 3, the exemplary embodiment of a sensor device 1 according to the invention for grasping the angles of rotation of a non-rotating rotary shaft. represented by a vehicle, includes a first Angle driver 3 which generates a first angle information dependent on the rotational movement of the rotary shaft and a second angle sensor 4 which generates a second angle information dependent on the rotational movement of the shaft. rotary. The current rotation angle of the rotary shaft can be determined in a predefined range of values unequivocally from the first angle information and the second angle information. The first angle sensor 3 and the second angle sensor 4 for capturing the rotational angles of a rotary component 20, 30 each comprise a measurement value generator 26, 36 and a receiver of values. measurements 12, 14; they each generate angle information depending on the rotational movement of the rotary component 20, 30. The first component of the angle sensor 3, 4 is integrally connected to the rotary component 20, 30 and the second component 35 of the corner sensor 3, 4 is installed in a fixed position at an axial distance 3036478 7 L, predetermined with respect to the first component. According to the invention, the rotary component 20, 30 is guided axially and radially in a guide 7.3; at least one elastic spring device 44 pushes the rotary component 20, axially in the guide 7.3.
5 Dans l'exemple de réalisation représenté, le générateur de valeurs de mesure 26, 36 est réalisé sous la forme d'un aimant permanent et il est placé dans un logement 24, 34 du composant rotatif 20, 30 en étant solidaire en rotation de ce composant. Le récepteur de valeurs de mesure 12, 14 est un capteur Hall installé de manière fixe à 10 une distance axiale L prédéfinie par rapport au générateur de valeurs de mesure 26, 36 sur une plaque de circuit 10. Cela permet un branchement électrique simple et l'alimentation du récepteur de valeurs de mesure 20, 30. En variante, le récepteur de valeurs de mesure 12, 14 est relié au composant rotatif 20, 30 et le générateur de valeurs de mesure 15 26, 36 est installé en position fixe sur la plaque de circuit 10. Comme cela apparaît aux figures 1 à 3, au moins un dispositif de ressort élastique 44 est installé sur une plaque d'écartement 40 placée entre la plaque de circuit 10 et le composant rotatif 20, 30 en ayant un évidement 42 dans la région du récepteur de mesure 12, 14 et 20 du générateur de valeurs de mesure 26, 36. Au moins ce dispositif de ressort élastique 44 de l'exemple de réalisation représenté comporte respectivement deux éléments de ressort 44.1, 44.2 en forme de languette de ressort installés sur les côtés opposés de l'évidement 42 et qui sont orientés de façon opposée l'un par rapport à l'autre de sorte que les 25 deux éléments de ressort 44.1, 44.2 agissent sur deux points d'appui axialement opposés du composant rotatif 20, 30. Le dispositif de ressort 44 peut comporter plus de deux éléments de ressort 44.1, 44.2 pour agir axialement sur le composant rotatif 20, 30 sur plus de deux points d'appui et les éléments de ressort 44.1, 44.2 sont alors installés pour 30 que les points d'appui soient répartis régulièrement à la périphérie du composant rotatif 20, 30. Les dimensions et le choix du matériau du composant rotatif 20, 30 et du guidage 7.3 sont accordés respectivement et son adaptés pour coopérer pratiquement sans jeu et ils permettent le mouvement de rotation du composant 20, 30 guidé radialement 35 et axialement dans le guidage 7.3.In the exemplary embodiment shown, the measurement value generator 26, 36 is in the form of a permanent magnet and is placed in a housing 24, 34 of the rotary component 20, 30 being integral in rotation with this component. The measurement value receiver 12, 14 is a Hall sensor fixedly installed at an axial distance L predefined with respect to the measurement value generator 26, 36 on a circuit board 10. This allows a simple electrical connection and the In a variant, the measurement value receiver 12, 14 is connected to the rotary component 20, 30 and the measurement value generator 26, 36 is installed in a fixed position on the receiver. circuit board 10. As shown in FIGS. 1 to 3, at least one elastic spring device 44 is installed on a spacer plate 40 placed between the circuit board 10 and the rotary component 20, having a recess 42 in the region of the measuring receiver 12, 14 and 20 of the measurement value generator 26, 36. At least this elastic spring device 44 of the illustrated embodiment respectively comprises two spring elements 44.1 44.2, which are oppositely oriented with respect to one another so that the two spring members 44.1, 44.2 act on two points. axially opposite bearing means of the rotary component 20, 30. The spring device 44 may comprise more than two spring members 44.1, 44.2 for acting axially on the rotary component 20, 30 on more than two support points and the elements of 44.1, 44.2 are then installed so that the bearing points are evenly distributed around the periphery of the rotary component 20, 30. The dimensions and choice of the material of the rotary component 20, 30 and the guide 7.3 are respectively tuned and its adapted to cooperate substantially without play and they allow the rotational movement of the component 20, guided radially 35 and axially in the guide 7.3.
3036478 8 Comme cela apparaît en outre aux figures 1-3, le composant rotatif 20, 30 est réalisé comme roue dentée dont le corps de base comporte une couronne dentée 22, 32 et un bord de guidage 28, 38 sur lequel agit au moins un élément de ressort 44.As furthermore appears in FIGS. 1-3, the rotary component 20, 30 is embodied as a toothed wheel whose base body comprises a ring gear 22, 32 and a guide edge 28, 38 on which at least one spring element 44.
5 Comme cela apparaît en outre à la figure 1, le dispositif de capteur 1 comporte un générateur de rotation 2 muni d'une couronne dentée principale 2.2 à laquelle on peut coupler l'arbre rotatif non représenté par l'intermédiaire d'au moins un organe d'entraînement 2.1. La couronne dentée principale 2.2 transmet le mouvement de l'arbre 10 rotatif à une première couronne dentée 22 d'une première roue dentée 20 et à une seconde couronne dentée 32 d'une seconde roue dentée 30. Le nombre des dents de la première couronne dentée 22 diffère du nombre de dents de la seconde couronne dentée 32. Le premier capteur d'angle 3 génère la première information d'angle fondée sur un nombre 15 de dents de la première couronne dentée 22 de la première roue dentée 20 avec une première périodicité ; le second capteur d'angle 4 génère la seconde information d'angle fondée sur le nombre de dents de la seconde couronne dentée 32 de la seconde roue dentée 30 selon une seconde périodicité. Grâce au nombre différent de dents, on peut 20 déterminer par le rapport des informations d'angle également la rotation des roues dentées. Ainsi, on peut déterminer l'angle de l'arbre rotatif sur plusieurs tours, d'une manière univoque, en appliquant un procédé de calcul connu selon l'état de la technique. Comme le montre en outre la figure 1, le générateur de 25 rotation 2 est guidé axialement et radialement dans un guidage 7.4 ; le premier dispositif de ressort 6.2, élastique pousse le générateur de rotation 2 axialement dans le guidage 7.4. Le premier dispositif de ressort élastique 6.2 de l'exemple de réalisation représenté comporte quatre éléments de ressort 6.3 agissant sur un bord de guidage 2.3 prévu sur 30 une ouverture 2.4 du générateur de rotation 2, entourant l'arbre rotatif. Comme cela apparaît en outre aux figures 1 à 3, le dispositif de capteurs 1, tel que représenté, a un boîtier 5 en plusieurs parties logeant le premier capteur d'angle 3 et le second capteur d'angle 4 ; les récepteurs de valeurs de mesure 12, 14 fixes des capteurs d'angle 3, 35 4 se trouvent sur une plaque de circuit 10, commune. Une plaque 3036478 9 d'écartement 40 commune munie de deux évidements 42 et d'au moins deux éléments de ressort 44 est en outre prévue entre la première roue dentée 20 et la plaque de circuit ainsi qu'entre la seconde roue dentée 30 et la plaque de circuit 10. Comme cela apparaît notamment en outre 5 à la figure 1, le boîtier 5 se compose d'une première partie de boîtier 6 représentée en partie supérieure à la figure 1 et d'une seconde partie de boîtier 7 représentée en partie inférieure à la figure 1. Les deux parties de boîtier 6, 7 ont une ouverture 6.4, 7.5 traversée par l'arbre rotatif dont on veut détecter l'angle de rotation. Cela signifie que les parties de 10 boîtier 6, 7 de l'arbre rotatif sont au moins partiellement entourées. Dans l'exemple de réalisation représenté, les ouvertures 6.4, 7.5 sont de forme circulaire et elles entourent complètement l'arbre rotatif. Dans la zone du boîtier de forme circulaire qui entoure l'arbre rotatif, le générateur de rotation 2 est guidé de façon mobile en rotation. Le guidage 7.4 15 du générateur de rotation 2 se trouve au bord de l'ouverture 7.5 de la seconde partie de boîtier 7 qui entoure au moins partiellement l'arbre rotatif. Les quatre éléments de ressort 6.3 du premier dispositif de ressort 6.2 se trouvent au bord de l'ouverture 6.4 de la première partie de boîtier 6 qui entoure au moins partiellement l'arbre rotatif.As furthermore appears in FIG. 1, the sensor device 1 comprises a rotation generator 2 provided with a main ring gear 2.2 to which the not shown rotary shaft can be coupled via at least one driving device 2.1. The main ring gear 2.2 transmits the movement of the rotary shaft 10 to a first ring gear 22 of a first gear wheel 20 and a second ring gear 32 of a second gear wheel 30. The number of teeth of the first ring gear 22 differs from the number of teeth of the second ring gear 32. The first angle sensor 3 generates the first angle information based on a number of teeth of the first ring gear 22 of the first gear wheel 20 with a first gear. periodicity; the second angle sensor 4 generates the second angle information based on the number of teeth of the second ring gear 32 of the second gear 30 at a second periodicity. Due to the different number of teeth, the angle information can also be determined by the rotation of the gears. Thus, it is possible to determine the angle of the rotary shaft in several turns, in a univocal manner, by applying a known calculation method according to the state of the art. As further shown in FIG. 1, the rotation generator 2 is guided axially and radially in a guide 7.4; the first elastic spring device 6.2 pushes the rotation generator 2 axially in the guide 7.4. The first resilient spring device 6.2 of the exemplary embodiment shown has four spring elements 6.3 acting on a guide edge 2.3 provided on an aperture 2.4 of the rotation generator 2, surrounding the rotary shaft. As is also apparent from FIGS. 1 to 3, the sensor device 1, as shown, has a multi-part housing 5 housing the first angle sensor 3 and the second angle sensor 4; the fixed measuring value receivers 12, 14 of the angle sensors 3, 4 are on a common circuit board 10. A common spacer plate 40 provided with two recesses 42 and at least two spring elements 44 is further provided between the first gear 20 and the circuit board and between the second gear wheel 30 and the gear wheel 30. Circuit board 10. As further appears in particular in Figure 1, the housing 5 consists of a first housing portion 6 shown in the upper portion of Figure 1 and a second housing portion 7 shown in part. lower than Figure 1. The two housing parts 6, 7 have an opening 6.4, 7.5 through which the rotary shaft whose rotation angle is to be detected. This means that the housing parts 6, 7 of the rotary shaft are at least partially surrounded. In the exemplary embodiment shown, the openings 6.4, 7.5 are of circular shape and they completely surround the rotary shaft. In the region of the circular-shaped casing surrounding the rotary shaft, the rotation generator 2 is rotatably guided. The guidance 7.4 of the rotation generator 2 is at the edge of the opening 7.5 of the second housing part 7 which at least partially surrounds the rotary shaft. The four spring elements 6.3 of the first spring device 6.2 are at the edge of the opening 6.4 of the first housing part 6 which at least partially surrounds the rotary shaft.
20 La zone de boîtier de forme circulaire rejoint une zone de boîtier rectangulaire logeant la plaque de circuit 10, les deux roues dentées 20, 30 et la plaque d'écartement 40. Les deux roues dentées 20, 30 sont disposées pour que la couronne dentée principale 2.2, les couronnes dentées 22, 32 des roues dentées 20, 30 engrènent dans une 25 zone d'engrènement et permettent l'entraînement. Les deux roues den- tées 20, 30 sont entourées d'une paroi, sauf dans la zone d'engrènement ; cette paroi est réalisée sur la seconde partie de boîtier 7 et sert d'appui 7.2 à la plaque d'écartement 40. De plus, la seconde partie de boîtier 7 comporte deux goujons de guidage 7.1 sur lesquels 30 on peut enficher dans une position correcte, la plaque d'écartement 40 et la plaque de circuit 10 à l'aide de perçages de guidage 46, 16 correspondants. Les deux parties de boîtier 6, 7 sont reliées l'une à l'autre par des liaisons par enclipsage. De plus, la première partie du boîtier 6 comporte un logement de connecteurs 6.1 qui reçoit un connecteur non 35 représenté pour réaliser la liaison électrique avec les éléments de con- 3036478 10 tact 18 installés sur la plaque de circuit 10. La seconde partie de boîtier 7 comporte des pattes de fixation non détaillées ou des perçages traversant pour fixer le boîtier 5 au véhicule. En résumé, les formes de réalisation de la présente in- 5 vention sont un capteur d'angle et un dispositif de capteur correspon- dant pour saisir les angles de rotation d'un arbre rotatif d'un véhicule et qui sont avantageusement utilisés pour saisir l'angle de braquage ou la course d'une pédale.The circularly shaped box region joins a rectangular box region housing the circuit board 10, the two gears 20, 30 and the spacer plate 40. The two gears 20, 30 are arranged so that the ring gear 2.2, the toothed rings 22, 32 of the toothed wheels 20, 30 mesh with a meshing zone and allow driving. The two staggered wheels 20, 30 are surrounded by a wall, except in the meshing zone; this wall is made on the second housing part 7 and serves as a support 7.2 to the spacer plate 40. In addition, the second housing portion 7 has two guide pins 7.1 on which can be plugged into a correct position , the spacer plate 40 and the circuit board 10 with corresponding guide holes 46, 16. The two housing parts 6, 7 are connected to each other by clipping connections. In addition, the first portion of the housing 6 includes a connector housing 6.1 which receives a connector not shown to provide electrical connection with the con- tact elements 18 installed on the circuit board 10. The second housing portion 7 has non-detailed fixing lugs or through holes for fixing the housing 5 to the vehicle. In summary, the embodiments of the present invention are an angle sensor and a corresponding sensor device for capturing the rotational angles of a rotating shaft of a vehicle and which are advantageously used for gripping. the steering angle or the stroke of a pedal.
10 3036478 11 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif de capteur 2 Générateur de rotation 5 2.1 Organe d'entraînement 2.2 Couronne dentée principale 2.3 Bord de guidage 2.4 Ouverture entourant l'arbre rotatif 3 Premier capteur d'angle 10 4 Second capteur d'angle 5 Boîtier 6 Partie de boîtier 6.2 Premier dispositif de ressort 6.3 Elément de ressort 15 6.4 Ouverture 7 Partie de boîtier 7.1 Goujon de guidage 7.2 Appui 7.3 Guidage 20 7.4 Guidage axial et radial 7.5 Ouverture 12 Récepteur de valeurs de mesure 14 Récepteur de valeurs de mesure 20 Composant rotatif 25 22 Première couronne dentée 26 Générateur de valeurs de mesure 28 Bord de guidage 30 Composant rotatif 32 Seconde couronne dentée 30 36 Générateur de valeurs de mesure 38 Bord de guidage Plaque 42 Evidement 3510 3036477 11 NOMENCLATURE OF THE MAIN ELEMENTS 1 Sensor device 2 Rotation generator 5 2.1 Drive unit 2.2 Main toothed crown 2.3 Guide edge 2.4 Opening around the rotary shaft 3 First angle sensor 10 4 Second angle sensor 5 Housing 6 Housing part 6.2 First spring device 6.3 Spring element 15 6.4 Opening 7 Housing part 7.1 Guide pin 7.2 Support 7.3 Guiding 20 7.4 Axial and radial guidance 7.5 Opening 12 Measuring value receiver 14 Measuring value receiver 20 Rotary component 25 22 First ring gear 26 Measuring value generator 28 Guide edge 30 Rotary component 32 Second ring gear 30 36 Measuring value generator 38 Guide edge Plate 42 Hole 35
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