FR2538544A1 - Capteur de niveau tubulaire pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Ce capteur tubulaire comporte deux substrats isolants en verre ou en tôle émaillée sur lesquels sont déposés par sérigraphie des couches superposées d'encres conductrices et isolantes, pour former une résistance et un chemin de conduction. Ces deux substrats sont maintenus l'un contre l'autre, faces sérigraphiées vers l'extérieur, par collage ou serrage sur une plaque métallique de forme appropriée assurant le guidage d'un flotteur muni de 2 curseurs se déplaçant le long de cette réglette en fonction du niveau de liquide, de façon à obtenir une résistance dont la valeur varie proportionnellement au niveau. Cet ensemble est placé à l'intérieur d'un tube comportant à sa partie inférieure un orifice calibré. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Le principe de ce type de capteur est bien connu et la de-

manderesse a déjà pris des brevets sur le sujet Ils décrivent un flotteur

portant deux curseurs se déplaçant à l'intérieur d'un tube creux lequel com-

porte dans sa partie basse un trou de remplissage.

Les curseurs se déplacent en fonction du niveau de liquide

le long d'une résistance disposée parallèlement aux parois du tube.

Les avantages principaux de ce système résident dans le fait que cette structure particulière permet un montage aisé dans le réservoir tout en réservant un espace peu perturbé et présentant une forte constante

de temps vis à vis des fluctuations rapides du niveau à l'intérieur du ré-

servoir, dues aux virages, freinages, accélérations, etc b Plus le dia-

métre du trou de remplissage est grand et plus la constante de temps est faible. Cependant, les techniques classiques d'obtention de la loi

résistive ne sont pas très souples surtout si l'on désire de fortes non li-

néarités et une bonne précision En outre, dans le cas de fabrication de grande série les réglages doivent être effectués rapidement afin de diminuer

le prix de revient.

Les solutions connues utilisent du fil bobiné ou un circuit

imprimé sur lequel on dépose une couche résistive de cupronickel (constan-

tan) par exemple Cette réalisation particulière ne permet pas d'obtenir

des lois de non linéarité variées; ceci est dû au fait que le laminé métal-

lique déposé possède une résistivité unique, limitant ainsi les possibilités.

-L'erreur sur l'épaisseur du laminé peut atteindre + 10 %.

Les procédés de réglage pour obtenir une précision de 1 % sont

limités (fraisage, sablage, etc) On trouve un dispositif de ce genre -

décrit dans le brevet 82 05 977

Quant au fil bobiné, il offre encore moins de possibilités.

L'erreur sur la section du fil est importante (i 15 %) et il n'est pas possible d'obtenir deux lois différentes sur la même régle Les

procédés de réglage sont très limités.

Le procédé selon l'invention sonsiste à utiliser les tech-

niques de couches épaisses déposées sur des stratifiés isolants inertes dans les carburants additionnés d'alcool (verre ou tôle émaillée) L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés dans lesquels

la fig 1, montre la technique antérieure.

la fig 2 représente un flotteur avec bras de levier articulé,

toujours dans la technique antérieure.

la fig 3 indique un mode d'assemblage des stratifiés ainsi que le

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schéma des'différentes couches'déposées sur le substrat.

les figures 4 a et b montrent une autre façon d'assembler les subs-

trats plus particulièrement lorsqu'ils sont fragiles (verre par

exemple).

les figures 5 ab, c représentent un mode de réalisation du curseur,

et son implantation sur la réglette.

la fig 6 donne un exemple d'assemblage de deux substrats en tôle émaillée.

La figure 1 montre un capteur plongé dans un liquide 6 conte-

nu dans un réservoir 7 Ce capteur comporte un tube 2 à l'intérieur duquel se déplace un flotteur 1 entraînant 2 contacts 3 lesquels glissent sur une

résistance bobinée 4 Le tube comporte un orifice calibré 5 de communica-

tion avec l'intérieur du réservoir Les 2 contacts sont électriquement au

meme potentiel et réunis à un fil souple 9 sortant du capteur Une extré-

mité 8 de la résistance 4 est également disponible à l'extérieur Lorsque le niveau change, le flotteur se déplace le long de la résistance et entre les fils 8 et 9, on observe une modification de la résistance, fonction du

niveau de liquide.

Le fil 9 relié au flotteur, pose de gros problèmes car il

doit avoir une longueur suffisante pour ne pas empêcher le flotteur d'at-

teindre la partie basse du capteur et ne doit pas perturber sa remontée en -

s'accrochant par exemple aux saillies internes du capteur.

Un net progrès est réalisé en fig 2 qui représente un cir-

cuit imprimé 10 en verre-époxy, sur lequel a été déposé par collage un

laminé (constantan par exemple) 40 et une piste semi circulaire 50.

Un flotteur 30 entraîne, par l'intermédiaire d'un bras de

levier 20 dont la longueur est déterminée en fonction de la hauteur de car-

burant à jauger, 2 curseurs réunis électriquement lesquels frottent sur les pistes 40 et 50 Le bras 2 pivote autour de l'axe 80 Comme dans le cas précédent, la variation de résistance prélevée entre les fils 60 et 70 est fonction de la hauteur de liquide dans le réservoir Mais le curseur étant rappelé tout au long de sa course par la piste 50, le fil 70 peut

être très court et non perturbant.

L'inconvénient de ce dispositif est que l'erreur sur l'épais-

seur du laminé métallique est importante-( 107) et que la largeur réduite

de la réglette résistive impose une loi de non linéarité limitée.

La faible longueur de celle-ci ne facilite pas non plus les

réglages rapides à a 1 %.

Une des structures réalisées conforme à l'invention est dé-

crite fig 3 Elle comporte 2 substrats lia et llb maintenus par collage

12 sur une plaque 13, en tôle d'acier par exemple Ce montage est très sim-

ple et peu onéreux lia et 1 lb sont réalisés à partir de stratifiés iso-

lants permettant la cuisson d'encres conductrices et résistives à haute température suffisamment inertes et stables dans des carburants additionnés d'alcool Le mode d'assemblage,conforme à l'invention,indiqué sur cette figure convient plus particulièrement à des substrats fragiles, tels le verre En effet, le verre est très bon marché, c'est un matériau inerte et utilisable en grande ou petite série avec un outillage de fabrication très simple Contrairement à la tôle émaillée qui nécessite, lui, un outillage particulier et cher de découpe Mais son prix d'achat est également peu

élevé On trouvera plus loin une structure d'assemblage plus particulière-

ment adaptée à ce type de substrat (fig 6).

Sur la plaque de verre lia, de la fig 3, on dépose succes-

sivement par sérigraphie et en couches superposées les motifs 14, 15, 16

et 17 La couche 14 sur laquelle se déplace l'un des deux curseurs est réa-

lisée en paladium-Ag La couche 15 est en platine-Ag Sur celle-ci, est

sérigraphiée la résistance proprement dite 16 Le tout est ensuite recou-

vert d'un isolant 17, ne laissant à découvert que le chemin de glissement

du curseur.

La plaque de verre llb comporte uniquement une piste conduc-

trice, en paladium-Ag, par exemple, en regard de la couche 14, destinée à rappeler le curseur tout au long de sa course, comme décrit précédemment

( 50 fig 2).

Sur la tôle d'acier 13 sont soudées les pièces 18 a et 18 b

destinées à servir de guide au flotteur portant les 2 curseurs réunis élec-

triquement.

Une autre structure conforme à l'invention et qui peut con-

venir également à des substrats fragiles, tels que le verre',est décrite en

fig 4 a et en fig 4 b.

La fig 4 a est une coupe de la fig 4 b Elle montre comment

sont assemblés les différents éléments.

La pièce métallique 25 comportant des tenons est insérée dans la tôle 24 munie de trous appropriés puis dans la pièce en U 23 a qui maintient par l'intermédiaire d'un joint en caoutchouc 22 a les 2 plaques

de verre lla et 11 b en compression sur la pièce 25.

Pour éviter le contact direct du verre-et de l'acier, des

feuilles isolantes de mylar 26 sont interposées entre les deux.

Pour assurer la compression latérale, une autre pièce en U, 23 b, et un autre joint en caoutchouc 22 b sont utilisés pour maintenir les 2 plaques, le serrage de l'ensemble étant assuré par un sertissage de la

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pièce 25 sur la piste 23 b.

La fig 5 a montre une réglette vue-en coupe Les notations

utilisées sont les memes que sur les fig 4 a et 4 b Le flotteur 90 repré-

senté sur la fig 5 b en élévation comporte 2 encoches 91 à l'intérieur des-

quelles coulissent les extrémités A des pièces 24 et 25 2 bossages 93 viennent en appui sur la pièce 23 b aux endroits marqués B (fig 5 a) Deux curseurs 92 sont fixés dans le flotteur 90 Une coupe en C (fig 5 c) montre

leur implantation de façon plus précise.

Une façon simple de montage d'une réglette utilisant deux plaques de tôle émaillée est indiquée fig 6 Les deux plaques 31 a et 31 b, après sérigraphie sont placées l'une contre l'autre, faces utiles vers

l'extérieur, et maintenues en place par 2 flancs ( 32), possédant des ouver-

tures à demi masquées comportant des languettes dans lesquelles viennent s'insérer les pattes correspondantes des plaques Sur celles-ci, un dépôt de soudure 33 a été effectué, ce qui permet après passage en refusion

d'étain d'obtenir une fixation simple et peu onéreuse des plaques sérigra-

phiées. Le guidage du flotteur est assuré par les flancs eux-mêmes, en D. D'une façon générale, l'invention ne doit pas être considérée conne limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre deexemples non limitatifs et qui sont susceptibles de

recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'inven-

tion.

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Claims (3)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Sonde destinée à mesurer un niveau de liquide, comportant un flotteur muni de curseurs coulissant le long de deux substrats isolants

Caractérisé par le fait que chacun desdits substrats com-

porte une piste résistivé réalisée par sérigraphie en couches épaisses su-

perposées sur du verre ordinaire, et que ceux-ci sont collés dos à dos sur une plaque métallique assurant la rigidité de l'ensemble et de forme telle

qu'elle sert de guide au déplacement du flotteur.

2 Sonde selon la revendication 1, Caractérisé par l'utilisation de substrats en tôle émaillée 3 Sonde selon la revendication 2, Caractérisé par un assemblage particulier des substrats accolés dos à dos, face sérigraphiée vers l'extérieur, ledit assemblage étant réalisé par deux plaques servant de guide au flotteur, et comportant

des trous avec languettes dans lesquels viennent s'insérer des tenons re-

couverts d'étain aménagés dans les deux substrats, de sorte que la fixation

de l'ensemble plaque et substrats s'effectue par simple-pression.

4 Sonde selon la revendication 1, Caractérisé par une tenue en pression des 2 substrats sur

une plaque métallique 25, par 2 U métalliques 23 _et 2 languettes de caout-

chouc 22, le maintient de la compression latérale étant assuré par torsion

des pattes de la pièce 25 après insersion dans la pièce 23 b.