WO2008155005A1 - Dispositif de maintien d'un capteur - Google Patents

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WO2008155005A1
WO2008155005A1 PCT/EP2008/004219 EP2008004219W WO2008155005A1 WO 2008155005 A1 WO2008155005 A1 WO 2008155005A1 EP 2008004219 W EP2008004219 W EP 2008004219W WO 2008155005 A1 WO2008155005 A1 WO 2008155005A1
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housing
sensor
support
rigid bridge
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Inventor
Michel Collet
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Continental Automotive France
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors

Definitions

  • the present invention relates to a device for holding a sensor.
  • the present invention relates more particularly to the maintenance of a magneto-resistive sensor in a housing.
  • This is for example an angular sensor in the automotive field.
  • US-2003/0 231 015 discloses such a sensor used to measure an angular position.
  • the angular sensor is mounted in a housing.
  • the sensor used in this document for example a sensor type KMA 200, is a non-contact sensor. It has holding tabs extending on either side of a cell forming the actual sensor. To maintain such a sensor in a housing, one generally presses directly on the cell of the sensor. An elastic pad is then positioned between a housing cover and the sensor to hold it. The elastic element can absorb mechanical vibrations. However, especially when the ambient temperature varies, uncontrolled efforts are applied to the cell and measurement problems may occur.
  • the present invention therefore aims to provide a device for maintaining the best cell in its housing in the corresponding housing by exerting on it as constant a force as possible so as not to disturb its measurement.
  • the present invention provides a device for holding a sensor or the like in a housing.
  • this device comprises: • two support lugs intended to cooperate with said sensor, "a rigid bridge connecting the two support lugs, • a support on which is mounted the rigid bridge so that the bridge rigid has a degree of freedom in rotation and a degree of freedom in flexion relative to the support.
  • the two support lugs are aligned along a first axis, and the degree of freedom in bending is for example a degree of freedom in rotation about this first axis.
  • the degree of freedom in rotation is for example a degree of freedom in rotation about a second axis substantially perpendicular to the first axis.
  • the support is in the form of a plate in the center of which is formed a cut-out within which is taken place the rigid bridge.
  • the support may be in the form of an elongated piece and have at its two ends fixing zones having bores. The attachment areas are then for example connected by parallel arms between which is the cut housing the rigid bridge.
  • the rigid bridge is for example connected to the support by bridges extending perpendicular to the parallel arms and attached thereto.
  • the bores of the attachment zones and the support lugs are for example aligned.
  • the present invention also relates to a housing housing an angular sensor, characterized in that it contains a holding device as described above, and a housing housing an angular sensor, characterized in that it contains two pins of parallel fasteners, and in that a holding device, having a support with two fixing zones each having a bore, is fixed on said pins by pegging.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a housing, an angular position sensor and a a holding device according to the invention
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a holding device according to the invention.
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view on an enlarged scale illustrating the holding by a holding device according to the invention of an angular sensor in a housing.
  • FIG 1 there is shown without a cover, a housing 2 within which is taken up a sensor 4 of angular position.
  • a holding device 6 is provided to ensure a good positioning of the sensor 4 in the housing 2.
  • the sensor 4 shown in Figure 1 corresponds to a magnetic sensor-type sensor KMA 200.
  • This sensor 4 has a cell 8 of substantially cuboid. On two opposite sides of this parallelepiped come legs 10. The latter are usually used for positioning the cell 8 of the sensor 4 in the housing 2.
  • Such a sensor is known from the prior art.
  • the present invention provides an original device for holding the sensor 4 in the housing 2.
  • This device is shown in more detail in Figure 2.
  • the holding device 6 as shown in Figure 2 has a support plate 12 inside. of which is made a cutout 14.
  • a rigid bridge 16 carrying two support lugs 18 is housed in the cutout 14 and is connected to the support plate 12 by bridges 20.
  • holding device 6 in its preferred embodiment shown in the drawings, is made in one piece.
  • the support plate 12 is of elongated rectangular overall shape. At its two ends, it has bores 22 extending perpendicularly to the support plate 12. These two bores 22 are intended for fixing the holding device 6 in the housing 2 as shown in FIG. ends of the support plate 12 each time a fastening area 24.
  • the cutout 14 inside which the rigid bridge 16 is located is a rectangular cut elongate in the same direction as the support plate 12. Due to this cutout 14 and its central position relative to the support plate 12, the two attachment zones 24 located at the ends of the support plate 12 are interconnected by parallel arms 26. These arms 26 are similar to mini-beams that can work in bending and / or torsion.
  • the assembly formed by the fastening zones 24 and the parallel arms 26 thus form a plate having a certain flexibility in rotation about the main axis of the support plate 12 located in the plane thereof and passing through the two Bores 22. It is specified here that the bores 22 are symmetrically arranged on the support plate 12.
  • the rigid bridge 16 has the shape of a "U" yoke with a base 28 and two legs 30.
  • the base 28 extends in the plane of the support plate 12 inside the cutout 14.
  • the legs 30 extend perpendicularly with respect to the base 28 and to the plane of the support plate 12.
  • the free ends of the legs 30 carry the support lugs 18.
  • a reinforcement 32 is provided between the legs 30 of the rigid bridge 16.
  • the rigid bridge 16 is connected to the support plate 12 by the bridges 20. More specifically, these bridges connect the arms 26 to the base 28 of the rigid bridge 16.
  • the bridges 20 are placed in the middle position relative to at the arms 26 and with respect to the base 28.
  • the two bridges 20 define an axis of rotation about which the rigid bridge 16 can rotate.
  • the section of these bridges is chosen to leave a degree of freedom in rotation about the transverse axis passing through the bridges 20 for the rigid bridge 16. In this way, the holding device provides two degrees of freedom to the rigid bridge 16.
  • the rigid bridge 16 can pivot about an axis transverse to the support plate 12 and, as seen above, with respect to a longitudinal axis of this support plate 12 The rigid bridge 16 is thus mounted with a possibility of rotation and bending with respect to the support plate 12.
  • the holding device has a symmetry with respect to a median plane perpendicular to the support plate 12.
  • the bores 22 are aligned with the lugs 18, the arms 26 and the bridges 20 are also symmetrical.
  • FIG. 3 illustrates the mounting of the sensor 4 visible in the housing 2.
  • the sensor cell 8 is placed in a housing 34 provided for this purpose in the housing 2. On either side of this housing 34 is located at each When a cell 8 is placed in its housing 34, it is positioned thanks to notches 38 located each time between the housing 34 and a pin 36.
  • the pins 36 are adapted, in their size and their position, to take place in the bores 22 of the holding device 6.
  • the holding device 6 is then positioned on the pins 36, the support lugs 18 coming to rest on the tabs 10 of the sensor 4 located in the notches 38.
  • the holding device 6 is then fixed in the housing by deformation of the pins 36.
  • the latter and the housing 2 are subjected to mechanical stresses due to various vibrations (the housing 2 is for example mounted in a motor vehicle) and also to thermal expansion phenomena due to changes in the ambient temperature.
  • the various mechanical stresses can be absorbed by this holding device 6.
  • the cell 8 of the sensor 4 can then work without being subjected to these constraints, which makes it possible to do not reduce the life of the sensor 4.
  • the holding device is a part that can be easily manufactured and mounted in the housing 2, which allows, while having a better maintenance, to have a price similar to the known solutions of the prior art.
  • the present invention is not limited to the preferred embodiment described above by way of non-limiting example. It also relates to the embodiments within the scope of the skilled person.
  • the holding device described above is made in one piece. It could be envisaged to have several parts and for example a support separate from the rigid bridge.
  • the piece described above is a symmetrical piece that is favorable for the distribution of efforts but other forms are possible. Instead of for example having two arms connecting the attachment areas, a single arm could be for example provided. One could also consider having only one bridge to connect the rigid bridge to the support plate.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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Abstract

Ce dispositif de maintien (6) d'un capteur (4) ou similaire dans un boîtier (2) comporte : • deux pattes d'appui (18) destinées à coopérer avec ledit capteur (4), • un pont rigide (16) reliant les deux pattes d'appui (18), • un support (12) sur lequel est monté le pont rigide (16) de telle sorte que le pont rigide (16) présente un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en flexion par rapport au support (12).

Description

Dispositif de maintien d'un capteur
La présente invention concerne un dispositif de maintien d'un capteur. La présente invention concerne plus particulièrement le maintien d'un capteur magnéto-résistif dans un boîtier. Il s'agit par exemple d'un capteur angulaire dans le domaine automobile. On trouve par exemple dans le document US-2003 / 0 231 015 un tel capteur utilisé pour mesurer une position angulaire.
Dans une application telle celle décrite dans le document précité, le capteur angulaire est monté dans un boîtier. Le capteur utilisé dans ce document, par exemple un capteur de type KMA 200, est un capteur sans contact. Il présente des pattes de maintien s'étendant de part et d'autre d'une cellule formant le capteur proprement dit. Pour maintenir un tel capteur dans un boîtier, on appuie généralement directement sur la cellule du capteur. Un patin élastique est alors positionné entre un couvercle de boîtier et le capteur pour maintenir celui-ci. L'élément élastique peut absorber des vibrations mécaniques. Toutefois, notamment lorsque la température ambiante varie, des efforts non contrôlés sont appliqués sur la cellule et des problèmes de mesure peuvent apparaître.
La présente invention a alors pour but de fournir un dispositif permettant de maintenir au mieux la cellule dans son logement dans le boîtier correspondant en exerçant sur celle-ci un effort aussi constant que possible de manière à ne pas venir perturber sa mesure. A cet effet, la présente invention propose un dispositif de maintien d'un capteur ou similaire dans un boîtier.
Selon la présente invention, ce dispositif comporte : • deux pattes d'appui destinées à coopérer avec ledit capteur, " un pont rigide reliant les deux pattes d'appui, • un support sur lequel est monté le pont rigide de telle sorte que le pont rigide présente un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en flexion par rapport au support.
De cette manière, il est possible de réaliser un bon appui sur la capteur en l'isolant toutefois des contraintes mécaniques extérieures, dues par exemple à des vibrations ou à des déformations liées à des variations de température.
Dans un tel dispositif de maintien, les deux pattes d'appui sont alignées selon un premier axe, et le degré de liberté en flexion est par exemple un degré de liberté en rotation autour de ce premier axe. Le degré de liberté en rotation est quant à lui par exemple un degré de liberté en rotation autour d'un second axe sensiblement perpendiculaire au premier axe. De cette manière, les axes autour desquels on a un degré de liberté correspondent sensiblement à des axes principaux du capteur et les axes choisis permettent ainsi une meilleure absorption des diverses contraintes mécaniques.
Selon une forme de réalisation préférée d'un dispositif de maintien selon l'invention, le support se présente sous la forme d'une plaque au centre de laquelle est réalisée une découpe à l'intérieur de laquelle vient prendre place le pont rigide. Dans cette forme de réalisation, le support peut se présenter sous la forme d'une pièce allongée et présenter à ses deux extrémités des zones de fixation comportant des alésages. Les zones de fixation sont alors par exemple reliées par des bras parallèles entre lesquels se trouve la découpe logeant le pont rigide. Une telle forme de réalisation permet de réaliser une bonne flexion autour du premier axe évoqué plus haut.
Dans cette forme de réalisation, pour réaliser le deuxième degré de liberté, le pont rigide est par exemple relié au support par des pontets s'étendant perpendiculairement aux bras parallèles et rattachés à ceux-ci.
Dans une variante de réalisation du dispositif de maintien selon la présente invention, les alésages des zones de fixation et les pattes d'appui sont par exemple alignés.
La présente invention concerne également un boîtier logeant un capteur angulaire, caractérisé en ce qu'il contient un dispositif de maintien tel que décrit ci-dessus, ainsi qu'un boîtier logeant un capteur angulaire, caractérisé en ce qu'il contient deux pions de fixations parallèles, et en ce qu'un dispositif de maintien, présentant un support avec deux zones de fixation comportant chacune un alésage, est fixé sur lesdits pions par bouterollage.
Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective et éclatée d'un boîtier, d'un capteur de position angulaire et d'un dispositif de maintien selon l'invention,
La figure 2 est une vue en perspective à échelle agrandie d'un dispositif de maintien selon l'invention, et
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale à échelle agrandie illustrant le maintien par un dispositif de maintien selon l'invention d'un capteur angulaire dans un boîtier.
Sur la figure 1 , on a représenté, sans couvercle, un boîtier 2 à l'intérieur duquel vient prendre place un capteur 4 de position angulaire. Un dispositif de maintien 6 est prévu pour assurer un bon positionnement du capteur 4 dans le boîtier 2. Le capteur 4 représenté sur la figure 1 correspond à un capteur-convertisseur magnétique de type KMA 200. Ce capteur 4 présente une cellule 8 de forme sensiblement parallélépipédique. De deux côtés opposés de ce parallélépipède sortent des pattes 10. Ces dernières servent habituellement au positionnement de la cellule 8 du capteur 4 dans le boîtier 2. Un tel capteur est connu de l'art antérieur.
La présente invention propose un dispositif original pour maintenir le capteur 4 dans le boîtier 2. Ce dispositif est représenté plus en détails sur la figure 2. Le dispositif de maintien 6 tel que représenté sur la figure 2 comporte une plaque support 12 à l'intérieur de laquelle est réalisée une découpe 14. Un pont rigide 16 portant deux pattes d'appui 18 est logé dans la découpe 14 et est relié à la plaque support 12 par des pontets 20.
On remarque que le dispositif de maintien 6, dans sa forme de réalisation préférée représentée sur les dessins, est réalisé d'une seule pièce.
La plaque support 12 est de forme globale rectangulaire allongée. A ses deux extrémités, elle présente des alésages 22 s'étendant perpendiculairement à la plaque support 12. Ces deux alésages 22 sont destinés à la fixation du dispositif de maintien 6 dans le boîtier 2 comme illustré sur la figure 3. On définit ainsi aux deux extrémités de la plaque support 12 à chaque fois une zone de fixation 24.
La découpe 14 à l'intérieur de laquelle se trouve le pont rigide 16 est une découpe rectangulaire allongée dans le même sens que la plaque support 12. Du fait de cette découpe 14 et de sa position centrale par rapport à la plaque support 12, les deux zones de fixation 24 situées aux extrémités de la plaque support 12 sont reliées entre elles par des bras 26 parallèles. Ces bras 26 sont assimilés à de mini-poutres pouvant travailler en flexion et/ou torsion.
L'ensemble formé par les zones de fixation 24 et les bras 26 parallèles forment ainsi une plaque présentant une certaine souplesse en rotation autour de l'axe principal de la plaque support 12 se trouvant dans le plan de celle-ci et passant par les deux alésages 22. Il est précisé ici que les alésages 22 sont disposés de manière symétrique sur la plaque support 12.
Le pont rigide 16 présente la forme d'un étrier en "U" avec une base 28 et deux jambes 30.
La base 28 s'étend dans le plan de la plaque support 12 à l'intérieur de la découpe 14. Les jambes 30 s'étendent perpendiculairement par rapport à la base 28 et au plan de la plaque support 12. Les extrémités libres des jambes 30 portent les pattes d'appui 18. Pour rigidifier ce pont 16, un renfort 32 est prévu entre les jambes 30 du pont rigide 16.
Comme déjà mentionné plus haut, le pont rigide 16 est relié à la plaque support 12 par les pontets 20. Plus précisément, ces pontets relient les bras 26 à la base 28 du pont rigide 16. Les pontets 20 sont placés en position médiane par rapport aux bras 26 et par rapport à la base 28. Les deux pontets 20 définissent un axe de rotation autour duquel le pont rigide 16 peut pivoter. La section de ces pontets est choisie de manière à laisser un degré de liberté en rotation autour de l'axe transversal passant par les pontets 20 pour le pont rigide 16. De la sorte, le dispositif de maintien assure deux degrés de liberté au pont rigide 16. Comme on vient de le voir, le pont rigide 16 peut pivoter autour d'un axe transversal par rapport à la plaque support 12 et, comme on l'a vu plus haut, par rapport à un axe longitudinal de cette plaque support 12. Le pont rigide 16 est ainsi monté avec une possibilité de rotation et de flexion par rapport à la plaque support 12.
Dans la forme de réalisation préférée représentée aux dessins, le dispositif de maintien présente une symétrie par rapport à un plan médian perpendiculaire à la plaque support 12. Ainsi par exemple les alésages 22 sont alignés avec les pattes 18, les bras 26 et les pontets 20 sont eux aussi symétriques.
La figure 3 illustre le montage du capteur 4 visible dans le boîtier 2. La cellule 8 du capteur 4 est placée dans un logement 34 prévu à cet effet dans le boîtier 2. De part et d'autre de ce logement 34 se trouve à chaque fois un pion 36. Lorsque la cellule 8 est mise en place dans son logement 34, elle est positionnée grâce à des encoches 38 se trouvant à chaque fois entre le logement 34 et un pion 36.
Les pions 36 sont adaptés, dans leur taille et leur position, pour venir prendre place dans les alésages 22 du dispositif de maintien 6. Le dispositif de maintien 6 est alors positionné sur les pions 36, les pattes d'appui 18 venant reposer sur les pattes 10 du capteur 4 se trouvant dans les encoches 38. Le dispositif de maintien 6 est alors fixé dans le boîtier par déformation des pions 36. Ainsi, on peut venir réaliser un bouterollage sur extrémités libres des pions 36 pour venir fixer de façon indémontable le dispositif de maintien 6 dans le boîtier 2. Dans la vie du capteur 4, celui-ci et le boîtier 2 sont soumis à des contraintes mécaniques du fait de diverses vibrations (le boîtier 2 est par exemple monté dans un véhicule automobile) et également à des phénomènes de dilatation thermique du fait de variations de la température ambiante.
Grâce aux deux degrés de liberté laissés au pont rigide 16 dans le dispositif de maintien 6, les différentes contraintes mécaniques peuvent être absorbées par ce dispositif de maintien 6. La cellule 8 du capteur 4 peut alors travailler sans subir ces contraintes, ce qui permet de ne pas réduire la durée de vie du capteur 4.
Dans la forme de réalisation préférée décrite ci-dessus, on remarque également que le dispositif de maintien est une pièce qui peut être facilement fabriquée et montée dans le boîtier 2, ce qui permet, tout en ayant un meilleur maintien, d'avoir un prix de revient similaire à celui des solutions connues de l'art antérieur. La présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation préférée décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif. Elle concerne également les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier.
Ainsi par exemple, le dispositif de maintien décrit ci-dessus est réalisé d'une seule pièce. Il pourrait être envisagé d'avoir plusieurs pièces et par exemple un support distinct du pont rigide.
De même, la pièce décrite plus haut est une pièce symétrique qui est favorable pour la répartition des efforts mais d'autres formes sont envisageables. Au lieu d'avoir ainsi par exemple deux bras reliant les zones de fixation, un seul bras pourrait être par exemple prévu. On pourrait également envisager de n'avoir qu'un seul pontet pour relier le pont rigide à la plaque support.
Bien entendu, des formes différentes peuvent être envisagées pour s'adapter à différents boîtiers et à d'autres formes de capteurs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de maintien (6) d'un capteur (4) ou similaire dans un boîtier (2), caractérisé en ce qu'il comporte :
• deux pattes d'appui (18) destinées à coopérer avec ledit capteur (4),
• un pont rigide (16) reliant les deux pattes d'appui (18), • un support (12) sur lequel est monté le pont rigide (16) de telle sorte que le pont rigide (16) présente un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en flexion par rapport au support (12).
2. Dispositif de maintien selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les deux pattes d'appui (18) sont alignées selon un premier axe, et en ce que le degré de liberté en flexion est un degré de liberté en rotation autour de ce premier axe.
3. Dispositif de maintien selon la revendication 2, caractérisé en ce que le degré de liberté en rotation est un degré de liberté en rotation autour d'un second axe sensiblement perpendiculaire au premier axe.
4. Dispositif de maintien selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support (12) se présente sous la forme d'une plaque au centre de laquelle est réalisée une découpe (14) à l'intérieur de laquelle vient prendre place le pont rigide (16).
5. Dispositif de maintien selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (12) se présente sous la forme d'une pièce allongée, en ce que le support (12) présente à ses deux extrémités des zones de fixation (24) comportant des alésages (22), en ce que les zones de fixation (24) sont reliées par des bras parallèles (26) entre lesquels se trouve la découpe (14) logeant le pont rigide (16).
6. Dispositif de maintien selon la revendication 5, caractérisé en ce que le pont rigide (16) est relié au support (12) par des pontets (20) s'étendant perpendiculairement aux bras parallèles (26) et rattachés à ceux-ci.
7. Dispositif de maintien selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les alésages (22) des zones de fixation (24) et les pattes d'appui (18) sont alignés.
8. Boîtier (2) logeant un capteur angulaire, caractérisé en ce qu'il contient un dispositif de maintien (6) selon l'une des revendications 1 à 7.
9. Boîtier (2) logeant un capteur (4) angulaire, caractérisé en ce qu'il contient deux pions (36) de fixation parallèles, et en ce qu'un dispositif de maintien (6) selon l'une des revendications 5 à 7 est fixé sur lesdits pions (36) par bouterollage.
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