FR3064320A1 - Cylindre equipe d'un capteur assemble sur le corps du cylindre et dispositif de commande comportant un tel cylindre - Google Patents

Cylindre equipe d'un capteur assemble sur le corps du cylindre et dispositif de commande comportant un tel cylindre Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un cylindre (10) comportant un corps (12) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X) et comprenant un alésage interne (14), un piston (16) logé dans l'alésage interne et apte à coulisser dans ledit alésage interne, le cylindre (10) étant configuré pour fixer directement sur une portion radialement externe du corps (12) un dispositif électronique (20) comportant un capteur (22) et une carte électronique (24) aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée à la position du piston (16) dans le corps (12).

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 064 320 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 52415
COURBEVOIE © Int Cl8 : F16 D 125/04 (2017.01), F16D 25/063
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 23.03.17. © Demandeur(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par
©) Priorité : actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : MARCHISIO JEAN-MICHEL, PER-
REAUT XAVIER et DI LISA ALESSANDRO.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 28.09.18 Bulletin 18/39.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par
apparentés : actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : ©) Mandataire(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par
actions simplifiée.
LE CORPS DU CYLINDRE ET DISPOSITIF DE
CYLINDRE EQUIPE D'UN CAPTEUR ASSEMBLE SUR COMMANDE COMPORTANT UN TEL CYLINDRE.
FR 3 064 320 - A1 (3/J L'invention concerne un cylindre (10) comportant un corps (12) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X) et comprenant un alésage interne (14), un piston (16) logé dans l'alésage interne et apte à coulisser dans ledit alésage interne, le cylindre (10) étant configuré pour fixer directement sur une portion radialement externe du corps (12) un dispositif électronique (20) comportant un capteur (22) et une carte électronique (24) aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée à la position du piston (16) dans le corps (12).
Figure FR3064320A1_D0001
Figure FR3064320A1_D0002
Cylindre équipé d’un capteur assemblé sur le corps du cylindre et dispositif de commande comportant un tel cylindre
L’invention se rapporte au domaine des actionneurs, notamment aux actionneurs pour véhicules automobiles et concerne plus particulièrement un cylindre comportant un capteur assemblé au corps du cylindre.
De tels cylindres sont par exemple intégrés à des dispositifs de commande pour véhicules automobiles, notamment dans des dispositifs de commande hydrauliques d’embrayage ou de freinage pour véhicules automobiles. De tels dispositifs de commande comportent de façon connue, un cylindre comportant un corps dans lequel un piston coulisse et un boîtier fixé au corps du cylindre et dans lequel est logé un dispositif électronique apte à mesurer et délivrer une grandeur physique liée au fonctionnement du cylindre, notamment liée à la position du piston dans le cylindre. Généralement, un aimant est arrangé sur le piston et le capteur est configuré pour détecter le champ magnétique généré par l’aimant.
Afin d’assurer une bonne précision des capteurs logés dans ces boîtiers, l’assemblage du boîtier au corps du cylindre doit assurer une fixation des boîtiers sur le corps du cylindre très précise. De ce point de vue, les solutions proposées par l’art antérieur sont insatisfaisantes.
En outre, l’aimant agencé sur le piston nécessite une dimension importante afin d’obtenir une bonne précision de la mesure faite par le capteur afin de compenser la distance importante entre le capteur et l’aimant, générant ainsi un coût de production important.
Ainsi, il existe un besoin pour un cylindre équipé d’un capteur assemblé sur le cylindre visant à remédier à ces inconvénients. Notamment, l’invention vise à améliorer l’assemblage d’un capteur sur un corps de cylindre de sorte que le capteur soit assemblé sur le corps de façon simple, précise et fixe tout en réduisant les coûts de production d’un tel ensemble.
À cet effet, la présente invention a pour objet un cylindre comportant un corps s’étendant le long d’un axe longitudinal et comprenant un alésage interne, un piston logé dans l’alésage interne et apte à coulisser dans ledit alésage interne, le cylindre étant configuré pour fixer directement sur une portion radialement externe du corps un dispositif électronique comportant un capteur et une carte électronique aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée à la position du piston dans le corps.
Avantageusement, un tel cylindre garantit un assemblage simple et précis d’un capteur directement sur le corps du cylindre assurant une réduction de la distance entre le capteur et le piston. Ainsi, une bonne précision du capteur logé directement sur le corps est assurée tout en réduisant les coûts de production.
De préférence, le piston comprend au moins un aimant et le capteur est configuré pour détecter un champ magnétique généré par le ou les aimant(s).
La distance entre le capteur et le piston, et par conséquent entre le capteur et l’aimant, étant réduite, les dimensions de l’aimant peuvent être limitées tout en conservant une bonne précision de la mesure effectuée par le capteur.
Par convention l’orientation « radiale >> est dirigée orthogonalement à l’axe de coulissement d’un piston dans le corps du cylindre hydraulique définissant l’orientation axiale ou longitudinale.
Le cylindre selon l’invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le corps comporte un logement ménagé sur une portion radialement externe du corps et configuré pour recevoir le dispositif électronique ;
- le logement est configuré pour coopérer avec la carte électronique au cours de son montage ;
- la carte électronique est montée par un montage par translation dans le logement ;
le capteur est fixé à la carte électronique ;
- le logement est au moins délimité par deux parois latérales comportant chacune un moyen de guidage configuré pour coopérer avec la carte électronique afin de la guider en translation au cours du montage ;
- le cylindre comporte un couvercle de protection fixé au corps du cylindre et configuré pour recouvrir le dispositif électronique ;
- le cylindre de commande comporte un joint d’étanchéité agencé entre le corps et le couvercle de protection ;
- le couvercle de protection comporte un connecteur configuré pour relier électriquement la carte électronique à un composant électrique ou électronique ;
le cylindre comporte un moyen de liaison électrique flexible configuré pour relier électriquement le connecteur à la carte électronique ;
- le couvercle comporte un moyen de fixation configuré pour coopérer avec un moyen de fixation complémentaire arrangé sur le corps du cylindre ;
le moyen de fixation du couvercle et/ou le moyen de fixation complémentaire du corps est un moyen de fixation élastique ;
le cylindre est un cylindre hydraulique, notamment un cylindre hydraulique d’embrayage de véhicule automobile ou un cylindre hydraulique de freinage pour véhicule automobile ;
- le cylindre est un cylindre de type émetteur ou récepteur ;
- le piston est équipé d’au moins un aimant et le capteur est un capteur à effet
Hall ;
- le corps du cylindre est réalisé principalement en matière plastique.
Un autre objet de l’invention concerne un dispositif de commande comportant un cylindre selon l’invention et un dispositif électronique comprenant un capteur et une carte électronique aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée à la position du piston dans le corps du cylindre, le dispositif électronique étant fixé directement sur une portion radialement externe du corps.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation donnés uniquement à titre d’exemples non limitatifs et illustratifs, en référence aux dessins annexés :
- la figure 1 illustre une vue agrandie en coupe selon l’axe longitudinal d’un cylindre équipé d’un dispositif électronique selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale du cylindre de la figure 1 ; et
- la figure 3 est une vue agrandie tridimensionnelle d’un cylindre équipé d’un dispositif électronique selon un autre mode de réalisation de l’invention.
Sur les figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. En outre, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle afin de présenter une vue permettant de faciliter la compréhension de l’invention.
Dans la description et les revendications, on utilisera, les termes externe et interne, ou « extérieur >> et « intérieur >> ainsi que les orientations axiale et radiale pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du cylindre de commande hydraulique. Par convention, l'orientation radiale est dirigée orthogonalement à l'axe X de coulissement du piston du cylindre déterminant l'orientation axiale et, de l'intérieur vers l'extérieur en s'éloignant dudit axe. Les termes externe et interne ou « extérieur >> et « intérieur >> sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'axe X, un élément proche de l'axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un élément externe situé radialement en périphérie. Par ailleurs, les termes arrière et avant sont utilisés pour définir la position relative d’un élément par rapport à un autre selon la direction axiale.
La figure 1 représente une vue agrandie d’un mode de réalisation d’un cylindre 10 d’un dispositif de commande 2 selon l’invention.
Le cylindre 10 comportant un corps 12 globalement tubulaire qui s’étend axialement suivant un axe longitudinal ou principal, noté X. Par exemple, le cylindre est un cylindre de type émetteur ou récepteur.
Le corps 12 comporte un alésage interne 14 dans lequel un piston 16 coulisse selon l’axe X. Le piston 16 est relié à une tige de commande (non illustrée). Le corps 12 comporte à l’avant une chambre 18 à volume variable qui est délimitée axialement, d’avant en arrière, par une paroi transversale du corps, par l’alésage interne et par une face avant du piston.
Le corps 12 du cylindre peut être réalisé principalement en matière plastique, par exemple en polyamide 6-6 renforcé, en métal par moulage ou forgeage puis usinage, ou être réalisé en partie en métal et en partie en plastique.
Ce type de cylindre est notamment destiné à être utilisé dans des systèmes hydrauliques de commande d’embrayage pour véhicule automobile qui comportent un cylindre de type émetteur, dit émetteur, qui est relié par un circuit hydraulique à un cylindre de type récepteur, dit récepteur. Ainsi, le récepteur comporte également un corps présentant un alésage interne dans lequel coulisse un piston, celui-ci étant apte à agir sur la butée d’un embrayage, par exemple par l’intermédiaire d’une tige de commande agissant sur une fourchette d’embrayage.
Le cylindre peut également être destiné à être utilisé dans des systèmes hydrauliques de commande de freinage pour véhicule automobile.
En fonctionnement, l’émetteur est destiné à expulser vers le récepteur un fluide, tel que de l’huile, qui est contenu dans sa chambre, notamment une chambre hydraulique pour un cylindre hydraulique. Lorsque le conducteur débraye, la tige de commande du cylindre 10 est déplacée de telle sorte que le piston du cylindre 10 chasse le fluide hydraulique en direction du récepteur de manière à actionner l’embrayage.
Le dispositif de commande 2 comporte en outre un dispositif électronique 20 comportant une carte électronique 22 et des composants électroniques 24 aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée au fonctionnement du cylindre, de préférence une grandeur physique liée à la position du piston 16 dans le corps 12 du cylindre 10.
Selon un mode de réalisation, le capteur 22 est un capteur de position apte à délivrer une grandeur physique représentative de la position du piston à l’intérieur du corps. Pour ce faire, le piston 16 peut être équipé d’un ou de plusieurs aimants 26 alors que le capteur 22 de position est configuré pour détecter un champ magnétique généré par le ou les aimant(s) 26. II peut s’agir, par exemple, d’un capteur à effet Hall apte à mesurer un champ magnétique.
Avantageusement, le cylindre 10 est configuré pour fixer directement sur une portion radialement externe du corps le dispositif électronique 20, notamment le capteur 22 et la carte électronique 24. La portion radialement externe est une zone du corps, périphérique ou non, s’étendant le long de l’axe X, II s’agit notamment d’une zone du corps dans laquelle le piston coulisse de manière à ce que le ou les aimant(s) 26 soi(en)t détectable(s) par le capteur 22. De préférence, cette portion est située sur la surface externe du corps.
A cet effet, le corps 12 du cylindre 10 comporte un logement 30 ménagé sur une portion radialement externe du corps et configuré pour recevoir le dispositif électronique 20. Le logement 30 est délimité, radialement vers l’intérieur, par une paroi de fond 32 qui est ménagée sur une portion externe du corps 12 du cylindre 10 et est contigüe à l’alésage interne 14 formé dans le corps 12. Le logement 30 est en outre délimité latéralement par deux parois latérales 34A, 34B se faisant face et bordant la paroi de fond 32.
Avantageusement, le logement 30 est configuré pour coopérer avec la carte électronique 24 au cours de son montage par translation dans le logement 30, le capteur 24 étant préalablement fixé à la carte électronique 20. A cet effet, chaque paroi latérale 34A, 34B comporte un moyen de guidage 36A, 36B configuré pour coopérer avec la carte électronique 20 afin de la guider en translation au cours du montage selon une direction et un sens de montage. Dans ce mode de réalisation, la direction de montage de la carte électronique 20 dans le logement 30 est une direction perpendiculaire à l’axe X du cylindre, et illustrée par la flèche notée F sur la figure 2, la figure 2 illustrant une vue en coupe transversale du cylindre de la figure
1. Par exemple, les parois latérales 34A, 34B comprennent chacune une gorge ou fente formée dans une face plane de chaque paroi latérale 34A, 34B se faisant face et coopérant avec la carte électronique 22 afin d’insérer la carte électronique dans les deux fentes afin de la guider en translation pendant son montage.
Le logement 30 comporte en outre une autre paroi latérale formant butée 38 pour la carte électronique 24 au cours de son insertion. L’autre paroi latérale formant butée 38 est perpendiculaire à chacune des deux parois latérales 34A, 34B de guidage et relie les deux parois latérales de guidage l’une à l’autre.
On peut également envisager que le logement 30 soit configuré pour coopérer avec la carte électronique 24 au cours d’un montage par clipsage dans le logement 30, ou par tout autre type de montage permettant d’insérer la carte dans le logement et son maintien dans celui-ci.
Préférentiellement, le cylindre 10 comporte en outre un couvercle de protection 40 tel qu’illustré sur la figure 1. Le couvercle de protection 40 est fixé au corps 12 du cylindre et configuré pour recouvrir le dispositif électronique 20 afin de protéger le dispositif électronique notamment d’éventuelles poussières, d’humidité, de chocs...
Le couvercle de protection 40 est de préférence réalisé en matière plastique, tel que le polyamide 6-6, optionnellement renforcé par des fibres de verre, ou le polytéréphtalate de butylène.
En outre, le couvercle de protection 40 comporte avantageusement au moins un moyen de fixation 42 configuré pour coopérer avec un moyen de fixation complémentaire 44 arrangé sur le corps 12 du cylindre 10. De préférence, le moyen de fixation 42 du couvercle et/ou le moyen de fixation complémentaire 44 du corps est un moyen de fixation élastique. Par exemple, le moyen de fixation 42 peut comporter une languette élastique s’étendant selon une direction de montage perpendiculaire à l’axe X du cylindre et conformée pour coopérer avec un moyen de verrouillage du moyen de fixation complémentaire 44 du corps du cylindre. Selon un autre exemple, le moyen de fixation 42 du couvercle de protection 40 et le moyen de fixation complémentaire 44 du corps 12 peuvent être conformés de sorte que le couvercle de protection 40 est clipsé au corps 12.
Afin de garantir l’étanchéité du dispositif électronique, le cylindre 10 comporte avantageusement un joint d’étanchéité 50 agencé entre le corps 12 et le couvercle de protection 40.
Par ailleurs, le couvercle de protection 40 comporte avantageusement un connecteur 60 permettant de raccorder électriquement le dispositif électronique 20, notamment la carte électronique 24 à un ou plusieurs autres composants électriques et électroniques, tels qu’une unité de pilotage d’un véhicule automobile, de manière à autoriser l’échange de données entre le cylindre 10 et son environnement.
Avantageusement, le cylindre 10 comporte un moyen de liaison électrique flexible 62 agencé entre le connecteur 60 et la carte électronique 24 et configuré pour relier électriquement le connecteur 60 à la carte électronique 24.
De préférence, le moyen de liaison électrique flexible 62 est soudé sur la carte électronique 24. Il est également possible, dans un autre mode de réalisation, que le moyen de liaison électrique flexible 62 soit lié au connecteur 60, ou encore une prolongation du connecteur 60.
De façon avantageuse, lorsque le couvercle 40 est fixé au corps 12 du cylindre et ferme le logement 30, la liaison électrique entre le connecteur 60 et la carte électronique 24 est établie par l’intermédiaire du moyen de liaison électrique flexible 62. Sa flexibilité permet notamment d’assurer que la liaison entre le connecteur 60 et la carte électronique 24 est bien établie.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
En particulier, bien que l’invention soit décrite ci-dessus en relation avec un cylindre de type émetteur, elle peut également s’appliquer de manière similaire à un récepteur.
L’usage du verbe « comporter >>, « comprendre >> ou « inclure >> et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L’usage de l’article indéfini « un >> ou « une » pour un élément ou une étape n’exclut pas, sauf mention contraire, la présence d’une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Cylindre (10 ; 100) comportant un corps (12 ; 112) s’étendant le long d’un axe longitudinal (X) et comprenant un alésage interne (14), un piston (16) logé dans l’alésage interne et apte à coulisser dans ledit alésage interne, le cylindre (10 ; 100) étant configuré pour fixer directement sur une portion radialement externe du corps (12 ; 112) un dispositif électronique (20) comportant un capteur (22) et une carte électronique (24) aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée à la position du piston (16) dans le corps (12 ; 112).
  2. 2. Cylindre selon la revendication 1, dans lequel le corps (12 ; 112) comporte un logement (30 ; 130) ménagé sur la portion radialement externe du corps et configuré pour recevoir le dispositif électronique (20).
  3. 3. Cylindre selon la revendication 2, dans lequel le logement (30 ; 130) est configuré pour coopérer avec la carte électronique 24 au cours de son montage par translation dans le logement (30 ; 130), le capteur 22 étant fixé à la carte électronique 24.
  4. 4. Cylindre selon la revendication 3, dans lequel le logement (30 ; 130) est au moins délimité par deux parois latérales (34A, 34B ; 134A, 134B) comportant chacune un moyen de guidage (36A, 36B) configuré pour coopérer avec la carte électronique afin de la guider en translation au cours du montage.
  5. 5. Cylindre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le cylindre comporte un couvercle de protection (40) fixé au corps du cylindre et configuré pour recouvrir le dispositif électronique.
  6. 6. Cylindre selon la revendication 5, dans lequel le cylindre de commande comporte un joint d’étanchéité (50) agencé entre le corps et le couvercle de protection.
  7. 7. Cylindre selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le couvercle de protection (40) comporte un connecteur (60; 160) configuré pour relier électriquement la carte électronique à un composant électrique ou électronique.
  8. 8. Cylindre selon la revendication 7, dans lequel le cylindre comporte un moyen de liaison électrique flexible (70) configuré pour relier électriquement le connecteur (60 ; 160) à la carte électronique.
  9. 9. Cylindre selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel le couvercle (40) comporte un moyen de fixation (42) configuré pour coopérer avec un moyen de fixation complémentaire (44) arrangé sur le corps du cylindre.
  10. 10. Cylindre selon la revendication 9, dans lequel le moyen de fixation (42) du couvercle (40) et/ou le moyen de fixation complémentaire (44) du corps (12) est un moyen de fixation élastique.
  11. 11. Cylindre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le cylindre (10) est un cylindre hydraulique, notamment un cylindre hydraulique d’embrayage de véhicule automobile ou un cylindre hydraulique de freinage pour véhicule automobile.
  12. 12. Cylindre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le cylindre (10) est un cylindre de type émetteur ou récepteur.
  13. 13. Cylindre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le piston (16) est équipé d’au moins un aimant (26) et le capteur (22) est un capteur à effet Hall.
  14. 14. Cylindre selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (12) du cylindre (10) est réalisé principalement en matière plastique.
  15. 15. Dispositif de commande (2) comportant un cylindre (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 14 et un dispositif électronique (20) comprenant un capteur (22) et une carte électronique (24) aptes à mesurer et délivrer une grandeur physique liée à la position du piston (16) dans le corps (12) du cylindre, le dispositif électronique (20) étant fixé directement sur une portion radialement externe du corps (12).
    1/1
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009016298A1 (de) * 2008-04-14 2009-10-22 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme
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