Brevet FR2372418A1 — publié le 19780623

L'invention concerne un indicateur de niveau d'un liquide tel que le niveau d'huile d'un carter de moteur à explosion. L'invention se rapporte plus particulièrement à un indicateur de niveau du type comportant une sonde destinée à être plongée dans le liquide, une source de pression gazeuse et un manomètre à colonne de liquide, ce dernier comprenant un tube en U dans lequel est emmagasinéeune quantité déterminée de liquide barométrique, l'une des branches du tube en U comprenant un orifice d'entrée qui communique avec la source de pression gazeuse tandis que l'autre branche, dite branche de lecture,comprend un orifice d'évacuation qui communique avec une source de pression de référence. Dans les indicateurs de niveau de ce type, la sonde est généralement constituée par un tube dont une extrémité plonge dans le liquide dont on veut contrer le niveau. Le principe général utilisé dans ce type d'indicateur consiste à chasser le liquide contenu dans la sonde jusqu'à 11 obtention d'un équilibre de pression. Cette pression correspond à la hauteur de liquide au-dessus de l'ex- trématé de la sonde et sa mesure en est effectuée gracie au manomètre à colonne de liquide. Généralement, le manomètre est disposé de façon à donner une indication visuelle du niveau du liquide à mesurer. Par exemple, dans le cas où le niveau à mesurer est celui de l'huile contenue dans le carter d'un moteur à explosion de véhicule automobile, le manomètre est disposé sur le tableau de bord à l'intérieur du compartiment du conducteur. I1 résulte de cette disposition que le mano mètre est incliné et meme quelque fois renversé lorsque des répara- tions nécessitant la dépose du tableau de bord sont à effectuer sur le véhicule. Une telle inclinaison du manomètre peut quelquefois entraîner un échappement du liquide barométrique contenu dans le tube en U par l'un ou l'autre des orifices ménagés à l'extrémité de ses branches.La perte de liquide manométrique qui en résulte entraîne une indication erronée du niveau de l'huile contenu dans le carter. Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose un indicateur de niveau du type défini ci-dessus et caractérisé en ce que l'extrémité de chacune des branches comprend un réservoir susceptible de recevoir le liquide barométrique, chacun desdits orifices débouchant dans une zone du réservoir correspondant située hors du liquide barométrique quelleque soit l'orientation du manomètre. Selon un autre aspect de la présente invention, des moyens d'étranglement sont prévus pour limiter l'écoulement du liquide ba barométrique vers la branche de lecture du tube en U lorsque la vitesse de cet écoulement dépasse une valeur prédéterminée. Cette carac éristique permet d'éviter L'échappement du liquide barométrique par l'orifice d'évacuation ménagé à l'extrémité de la colonne de lecture au cas où une surpression accidentelle serait appliquée au manomètre. Selon encore un autre aspect de l'invention, la branche de lecture comporte à sa base une partie de section élargie. A l'inverse de la précédente, cette caractéristique permet d'éviter une disparition totale du liquide barométrique contenu dans la branche de lecture lorsqu'une dépression accidentelle est appliquée au manomètre. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation particulier de la présente invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 représente une vue schématique, avec coupe partielle, d'un indicateur de niveau réalisé conformément à la présente invention, et La Figure 2 représente de façon schématique le manometre utilisé dans l'indicateur de niveau représenté sur la Figure 1 dans différentes inclinaisons, ainsi que l'extrémité de l'une des branches du tube en U constituant le manomètre. L'indicateur de niveau représenté sur la Figure 1 comporte une sonde 10, unie source de pression gazeuse 12, et un manomètre 14. La sonde 10 plonge dans un liquide 16 contenu dans un réservoir 18. Ce réservoir peut trie constitué par exemple par le carter du mo- teur à explosion d'un véhicule automobile, le liquide 16 étant alors constitué par l'huile contenue dans ce carter. La source de pression 12 comporte un bottier 20 réalisé de préférence en plusieurs parties à partir d'une matière synthétique moulée, électriquement isolante, l'assemblage des différentes parties étant réalisé par exemple à l'aide de soudures par ultrasons. Le bottier 20 définit une chambre 22 qui est en libre communication permanente avec le manomètre 14 grtce à un tuyau 24 disposé entre un orifice 26 formé dans le bottier 20 et un orifice d'entrée 28 formé dans le boîtier 30 du manomètre 14.La chambre 22 est remplie de gaz, ce gaz étant constitué par de l'air sous pression atmosphérique dans le mode de réalisation représenté. Cet air est admis par un orifice de remplissage 32 disposé en vis-à-vis et axialement aligné par rapport à un orifice de travail 34 qui met en communication la sonde 10 et la chambre 22. Le passage de l'air au travers des ori-ices en vis -vis 32 et 34 est commandé par une première valve 36 et par une seconde valve 38. Les deux valves 36 et 38 sont commandées par un poussoir 40 qui coulisse dans le boîtier 20 et dont les extrémités sont cyniques et coopèrent avec des sieges coniques correspondants ménages dans chacun des orifices 32 et 34.La orme de chacun des orifices 32 et 34 est telle qu'ils permettent le passage du gaz lorsque la valve correspondante est dégagée de son siège et qu'ils interdisent ce passage lorsque la valve correspondante est en contact avec son siège. Le poussoir 40 comporte également deux collerettes 42 et 44 dont la fonction sera précisée par la suite. L'indicateur de niveau comporte de plus un circuit électrique de commande qui est associé au circuit de surveillance de la pression d'huile du moteur. Le circuit de surveillance de la pression d'huile comporte une source de tension 46 constituée par exemple par la batterie d' accumulateurs du véhicule, un interrupteur 48 commandé par la clef de contact du véhicule, une lampe témoin 50 et un mano-contact 52 d'un quelconque type connu, monte entre la lampe 50 et la masse du véhicule. Une lampe 54, montée en parallèle avec la lampe 50 peut être incorporée dans le bottier 30 du manomètre 14 afin de faciliter la lecture de ce dernier.Le circuit électrique de commande de l'indicateur de niveau est également monté en parallèle sur la lampe 50 et se compose d'un fil chauffant 58, d'une lame de ressort 56 et d'une résistance chauf- fante 60 montés en série et disposés à l'intérieur du bottier 20 de la source de pression 12. Une languette 62 permet de plus de courtcircuiter la lame de ressort 56 et la résistance chauffante 60 lorsque le circuit électrique est ouvert.En outre, des moyens de sécurité constitués dans le mode de réalisation représenté par une rondelle cloqueuse 64 sont également prévus dans le circuit électrique de commande de l'indicateur de niveau pour provoquer l'ouver- ture du circuit lorsque la température à l'intérieur de la chambre 22 dépasse une valeur prédéterminée. L'ensemble du circuit de commande de l'indicateur de niveau est monté entre une borne d'entrée 66 et une borne de sortie 68 associées au bottier 20 par des rivets 70 et 72 respectivement. Le rivet 70 est également relié électriquement par une patte d'ancrage 74 à une extrémité du fil chauffant 58 dont l'autre extrémité est accrochée à l'extrémité libre 76 de la lame de ressort 56. La lame de ressort 56 est elle même fixée au bottier 20 grecs au rivet 70 dont elle est isolée électriquement. La résistance chauffante 60 est disposée entre l'autre extrémité de la lame de ressort 56 et un plot 78 qui supporte d'autre part la languette 62. En outre, la rondelle cloqueuse 64 est montée sur le rivet 72 de façon à relier électriquement la borne de sortie 68 et la languette 62 lorsque la température est inférieure à la valeur prédéterminée provoquant son basculement. L'extrémité 76 de la lame de ressort 56 est disposée entre les collerettes 42 et 44 formées sur le poussoir 40 et un ressort de compression 80 est interposé entre cette extrémité 76 et la collerette 42 de laçon à solliciter le poussoir 40 vers le haut en considérant la Figure 1, dans le sens correspondant à la fermeture de la valve 38 et à l'ouverture de la valve 36. L'étanchéité au repos de la valve 38 est obtenue grâce à la tension du fil chauffant 38. Le manomètre 14 est constitué de façon connue par un tube en U dans lequel est disposée une certaine quantité de fluide barométrique 82, l'une des branches 84 du tube en U étant reliée par son orifice d'entrée 28 à l'orifice 26 de la source de pression 12 gracie au tuyau 24, tandis que l'autre branche 86 est ouverte à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un orifice d'évacuation 88. Le bottier 30 du manomètre est réalisé en matière synthétique translucide et il est prévu pour titre monté sur le tableau de bord du véhicule à l'intérieur du compartiment du conducteur.Un certain nombre de graduation, telles que les graduations A1 et B' sont formées sur la branche de lecture 86 pour donner au conducteur une indication quantitative du niveau d'huile à l'intérieur du carter du moteur. Selon la présente invention, et afin d'éviter un échappement accidentel du liquide barométrique 82, provoqué par une inclinaison ou par un renversement complet du manomètre 14 résultant d'un démontage du tableau de bord, un réservoir 90 est formé en haut de chacune des branches 84 et 86 du tube en U pour recevoir le liquide manométrique . De plus, les orifices d'entrée 28 et d'évacuation 88 traversent des parties sensiblement tubulaires 92 du bottier 30 de façon à déboucher dans une zone 94 de chacun des réservoirs 90 qui n'est jamais atteinte par le liquide barométrique 82 quels qsoit l'orientation du manomètre 14évitant ainsi les risques d'échappement du liquide par les orifices 28 et 88.Chacun des réservoirs 90 est en outre constitué par une partie de section élargie des branches 84 et 86 du tube en U. Dans le mode de réalisation représenté, les axes de chacune des parties tubulaires 92 sont sensiblement parallèles aux axes définis par les branches 84 et 86 du tube en U. Des moyens d'étranglement 96 sont prévus à la base de la branche de lecture 88 pour limiter l'écoulement du liquide barométrique 82 de la branche 84 vers la branche de lecture 86 lorsque la vitesse de cet écoulement dépasse une valeur prédéterminée. Ces moyens d'étranglement 96 sont constitués dans le mode de réalisation représenté par un clapet en forme de bille 98 disposé en-dessous d'un étranglement formant siège de valve 100 et maintenu normalement en éloignement de ce siège sous l'action de la pesanteur.On comprendra qu'une telle construction limite l'écoulement du liquide barométrique 82 vers la branche de lecture 86 lorsqu'une surpression accidentelle est communiquée à l'orifice d'entrée 28, de telle sorte que le liquide barométrique ne puisse pas s'échapper accidentellement par l'orifice d'évacuation 88. De plus, la branche de lecture 90 comporte à sa base une partie 102 de section élargie qui permet à l'inverse de limiter la descente du niveau du liquide barométrique 82 dans la branche de lecture 86 lorsqu'une surpression accidentelle est communiquée à 11 orifice d'entrée 28 du manomètre. L'indicateur de niveau qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante : Au repos, c'est-à-dire lorsque le moteur du véhicule est à l'arrêt, les divers éléments de l'indicateur de niveau occupent les positions dans lesquelles ils sont représentés sur la Figure 1. Lorsque le eonducteur du véhicule met le contact, il provoque la fermeture de l'interrupteur 48 alors que le manocontact 52 reste dans la position fermée qu'il occupe dans la Figure 1. Il en résulte l'allumage des lampes 50 et 54 et la mise sous tension du circuit électrique de l'indicateur.La languette 62 occupe alors la position représentée sur la Figure 1, de telle sorte que la lame de ressort 56 et la résistance chauffante 60 sont courtcircuitées. L'intensite du courant qui traverse le fil chauffant 58 est alors relativement importante et provoque par échauffement une élongation rapide du fil 58 qui permet à l'extrémité 76 de la lame de ressort 56 de venir engager la collerette 44 prévue sur le poussoir 40 et de déplacer ce dernier vers le bas en considérant la Figure 1. Le mouvement du poussoir 40 a pour conséquence la fermeture de la valve 36 qui coupe la communication entre la chambre 22 et l'atmosphère et l'ouverture de la valve 38 qui met en communication ladite chambre 22 et ladite sonde 10.Simultanément, le contact entre l'extrémité de la languette 62 et l'extrémité 76 de la lame de ressort 56 est interrompu de telle sorte que le circuit électrique de commande de l'indicateur de niveau se compose alors du fil chauffant 58, de la lame de ressort 56 et de la résistance chauffante 60 montés en série. L'intensité du courant qui traverse le fil chauffant 58 diminue alors sensiblement, mais reste cependant suffisante pour maintenir l'allongement de ce dernier de telle sorte que les valves 36 et 38 restent dans leur nouveLle position.La mise sous tension de la résistance chauffante 60 après fermeture de la valve 36 entrain un echauffement rapide de 11 air contenu dans la chambre 22 qui a pour conséquence une augmen- tation de la pression à l'intérieur de cette chambre. nette augmentation de pression est transmise à la sonde 10 par l'intermédiaire de l'orifice 34 et entraîne l'expulsion du liquide contenu dans la sonde jusqu'à ce que des bulles d'air s'échappent par l'ex trématé de la sonde à ltintérieur du réservoir 18. Lorsqu'un équilibre de pression s'établit on peut alors considérer que la pression régnant dans la chambre 22 est sensiblement égale à la pression régnant dans le liquide 16 au niveau de l'extrémité de la sonde 10. L'extrémité de la sonde 10 débouche dans le liquide 16 à une profondeur qui est sensiblement égale à la distance A-B représentée sur la Figure 1. Parallèlement, l'augmentation de la pression à l'intérieur de la chambre 22 est communiquée à l'orifice d'entrée 28 du manomètre 14 et provoque une montée du liquide dans la branche de lecture 86. Le niveau du liquide à l'intérieur de la branche de lecture 86 donne ainsi au conducteur du véhicule une indication visuelle du niveau A du liquide 16 à l'intérieur du réservoir 18. Lorsque le conducteur met en route le moteur du véhicule, la montée en pression du système de circulation d'huile sollicite le manocontact 52 dans le sens de la flèche P représentée sur la Figure 1 de façon à ouvrir le circuit électrique d'alimentation des deux lampes 50 et 54 ainsi que le circuit de commande de l'indicateur de niveau. Il en résulte une rétraction du fil 58 et un refroidissement de la résistance chauffante 60 qui ont pour principales conséquences d'une part le refroidissement de l'air à l'intérieur de la chambre 22 et d'autre part de ramener la lame de ressort 56 dans la position qu'-elle occupe sur la Figure 1 de façon à solliciter par l'intermédiaire du ressort 80 le poussoir 40 dans la position pour laquelle la valve 38 est fermée tandis que la valve 76 est ouverte. Si, pour une raison quelconque, la résistance chauffant 60 était laissée sous tension trop longtemps, l'échauffement de la rondelle cloqueuse 64 provoquerait son basculement et l'ouverture immédiate du circuit de commande électrique de l'indicateur de niveau. Comme le montre en particulier la Figure 2, la construction particulière du manomètre 14 permet- d'éviter l'échappement du liquide barométrique 82 quelleque soit l'orientation du manomètre. Ce résultat est obtenu grâce à la formation des réservoirs 92 à l'extré- mité de chacune des branches du tube en U et gracie au fait que les orifices d'entrée 28 et d'évacuation 88 débouchent tous deux à l'intérieur de la zone 94 des réservoirs 90 située hors du liquide barométrique quelle que soit l'orientation du barométre 94. Cette amélioration est particulièrement intéressante dans le cas où le manomètre est monté sur le tableau de bord du véhicule et risque par conséquent d'être incliné ou renversé lorsqu'une réparation nécessite la dépose de ce tableau de bord. On comprendra que la présente invention peut s'appliquer à d'autres types d'indicateurs de niveau que celui qui vient d'entre décrit, aussi bien en ce qui concerne la source de pression gazeuse 12, et le circuit électrique de commande de cette source qu'en ce qui concerne la sonde 10. Il est bien entendu également que l'invention s'applique aussi aux cas où l'orifice d'évacuation 88 communique avec une source de pression de référence différente de la pression atmosphérique. RETTNDICAT IONS 1. Indicateur du niveau d'un liquide contenu dans un réservoir, comportant une sonde destinée à etre plongée dans le liquide de, une source de pression gazeuse et mi manomètre à colonne de liquide, ce dernier comprenant un tube en U dans lequel est emmagasinée une quantité déterminée de liquide barométrique, l'une des branches du tube en U comprenant un orifice d'entrée qui communique avec la source de pression gazeuse tandis que l'autre branche, dite branche de lecture, comprend un orifice d'évacuation qui communique avec une source de pression de référence, caractérisé en ce que ltextré- mité de chacune des branches comprend un réservoir susceptible de recevoir le liquide barométrique, chacun desdits orifices débouchant dans une zone du réservoir correspondant située hors du liquide barométrique, quelle que soit l'orientation du manomètre, un clapet sensible à l'écoulement du liquide barométrique vers la branche de lecture étant disposé dans cette dernière de façon à venir engager un siège formé à la base de la branche de lecture lorsque la vitesse de cet écoulement dépasse une valeur prédéterminée, ledit clapet étant maintenu normalement en éloignement de son siège sous l'action de la pesanteur. 2. Indicateur de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la branche de lecture comporte à sa base un-e partie de section élargie. 3. Indicateur de niveau selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit siège est défini entre la branche de lecture et lapartle de section élargie de cette branche, dans laquelle est disposé ledit clapet. 4. Indicateur de niveau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit clapet est constitué par une bille. 5. Indicateur de niveau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits réservoirs est constitué par une partie de section élargie et fermée de la branche correspondante dudit tube, chacun desdits orifices étant ménagé dans une partie sensiblement tubulaire s'étendant entre la paroi du réservoir correspondant et ladite zone. 6. Indicateur de niveau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les axes desdites parties tubulaires sont sensiblement parallèles aux axes définis par les branches du tube en U. 7. Indicateur de niveau selon l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisé en ce que ladite source de pression de référence est la pression atmosphérique.