Brevet FR2473704A1 — publié le 19810717

La présente invention concerne un dispositif capteur de la présence d'un liquide à un niveau prédéterminé dans un réservoir. Plus particulierement,la présente invention se rapporte à un dispositif utilisé de préférence pour indiquer la présence d'un liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile a un niveau prédéterminé dans un réservoir d'alimentation d'un radiateur Les dispositifs capteurs connus comprennent en général un corps tubulaire, réalisé dans un matériau apte à flotter sur le liquide et coulissant axialement sur une tige de guidage; un aimant permanent monté de façon solidaire au corps flottant, et ayant une structure toroïdale; et un élément de contact électrique actionnable magnétiquement et positionné a un niveau prédéterminé à l'intérieur de la tige de guidage.Selon le niveau atteint par le liquide dans le réservoir d'alimentation, le corps flottant prend une position respective le long de la tige de guidage, en fonction de laquelle l'aimant permanent définit l'ouverture ou la fermeture de l'élément de contact cité ci-dessus. Les dispositifs connus du type décrit ci-dessus présentent plusieurs inconvénients. En particulier, le posi tionnement de l'élément de contact électrique à l'intérieur de la tige de guidage est en général critique, parce que ce lui-ci est seulement soumis au champ magnétique radial engendré par l'aimant et les indications fournies par celui-ci sont donc très influencées par la façon avec laquelle celuici est positionné dans la tige. En outre, parce que l'aimant et en particulier l'élément de contact électrique agissent en présence du liquide de refroidissement et de ses vapeurs, des phénomènes de corrosion et/ou d'oxydation des contacts électriques de l'élément de contact cité ci-dessus se produisent à long terme, avec pour conséquence possible des indications erronées. Un objet de la présente invention est de réaliser un dispositif capteur de la présence d'un liquide dans un réservoir, lequel sera sensiblement exempt des inconvénients présentés par les dispositifs connus et énoncés cidessus. D'après la présente invention, on réalise un dispositif capteur de la présence d'un liquide à un niveau prédéterminé dans un réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un corps réalisé en matériau apte à flotter sur le liquide; des moyens de guidage du déplacement du corps flottant selon une direction prédéterminée; un aimant permanent supporté par le corps flottant; et un élément de contact électrique actionnable magnétiquement, cet élément de contact électrique étant supporté d'une façon fixe par rapport au réservoir, et dans une position faisant face à l'aimant permanent selon la direction prédéterminée du déplacement du corps flottant; le corps flottant étant mobile entre une première position dans laquelle l'aimant n'actionne pas l'élément de contact et une seconde position dans laquelle l'aimant actionne l'élément de contact; cette première ou seconde position correspondant à la position prédéterminée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif selon un exemple de réalisation de la présente inven tion; La figure 2 est une vue de dessus et à une échelle agrandie du dispositif de la figure 1; La figure 3 est une coupe selon un plan III-III de la figure 2; La figure 4 est une coupe selon un plan IV-IV de la figure 2; et La figure 5 est une coupe selon un plan V-V de la figure 4. En se référant plus particulièrement à-la figure 1, l'invention est représentée comprise dans son ensemble avec un radiateur, monté selon un mode non figuré sur un véhicule automobile 1, lequel est relié par l'intermédiaire d'un tube 2 avec le fond d'un réservoir 3, afin de permettre un échange de liquide de refroidissement entre le radiateur 1 et le réservoir 3. Ce dernier est fermé à sa partie supérieure par un bouchon 4, qui supporte le tube 2 et qui soutient en outre un dispositif 5 capteur de niveau réalisé selon la présente invention. Plus particulièrement, le bouchon 4 (voir figures 1 et 2) a une structure sensiblement circulaire et présente, en des parties diamétralement opposées, des portions 7 s'étendant radialement vers l'extérieur.En liaison avec chacune de ces portions 7, le bouchon 4 présente vers l'intérieur une ouverture respective 8 ayant la forme d'un secteur de couronne circulaire, tandis que, en position intermédiaire entre les portions 7, le bouchon est muni de deux trous le traversant 9. Le bouchon 4 est en outre muni d'un trou le traversant 10, lequel est apte à recevoir le tube 2 et est délimité par des parois à forme tronconique et progressivement divergente vers l'extérieur comme cela est illustré à la figure 4. En se référant plus particulièrement aux figures 3 et 4, le dispositif capteur 5, réalisé selon la présente invention, est, comme cela a déjà été dit, supporté par le bouchon 4, et comprend sensiblement un corps cylindrique 12 réalisé en un matériau apte à flotter sur le liquide de refroidissement; un appendice tubulaire 13 sensiblement tronconique, à l'intérieur duquel est montée coulissante axialement une tige de soutien 14 du corps flottant 12; un aimant permanent 15, monté solidaire de la tige 14 à l'extrémité opposée à celle en liaison avec le corps 12 et revêtue d'une pellicule isolante non représentée; et un élément de contact électrique 16 actionnable magnétiquement et monté solidaire du bouchon 4 selon une position faisant face à l'aimant 15 et suivant la direction de déplacement de l'aimant 15 lui-meme. En particulier, l'élément 16 est d'un type connu dans le commerce sous le nom de "contact reed" (contact à lame) et comprend sensiblement une paire de lames réalisées dans un matériau électriquement conducteur et sensible magnétiquement, lesquelles sont contenues à l'intérieur d'une ampoule de verre. La tige 14 est logée dans le corps flottant 12, et présente de part et d'autre du corps 12, respectivement des bossages 18 faisant saillie radialement et une portion d'ex tremité 19 rivetée afin d'empêcher un déplacement axial du corps 12 le long de la tige 14 elle-même. L'appendice tronconique 13 présente en sa partie tournée vers le corps flottant 12, une partie 20 d'extrémité de section interne constante et sensiblement triangulaire (voir figure 5), laquelle fait véritablement office de glis sière axiale pour le déplacement de la tige 14, qui a une section circulaire. Dans la partie opposée à celle liée au corps flottant 12, la tige 14 présente une cannelure annulaire 23 qui s'engage par enclenchement avec un appendice tubulaire 24 s'étendant à partir d'une paroi du fond 25 d'un corps 26 en forme de coupelle. Ce dernier présente une paire d'ailettes 27, lesquelles s'étendent à partir de la paroi du fond 25 de la partie opposée à l'appendice 24, et définissent un siège sensiblement cylindrique dans lequel est logé par enclenchement l'aimant permanent 15, lui aussi cylindrique (figure 4). Dans les conditions de repos, pour lesquelles le niveau du liquide dans le réservoir 3 est insuffisant pour provoquer un déplacement du corps 26, la paroi 25 du fond de ce dernier appuie sur une paroi annulaire de base 30 d'une portion 31 en forme de coupelle, qui relie une paroi supérieure 32 du bouchon 4 avec l'appendice tronconique 13. A l'intérieur de la portion 31 est logé un élément 33, lui-aussi en forme de coupelle, lequel, comme on peut le voir dans la figure 4, pré- sente en position diamétralement opposée, deux appendices 34, chacun d'eux portant une dent respective 35. Chaque dent 35 fait saillie vers l'extérieur et s'engage dans une encoche (non indiquée), qui est creusée dans une zone d'une paroi latérale 36 de la portion 31 contiguë à la paroi 32 du bouchon 4. L'élément 33 reçoit une plaque 37 de support de l'élément de contact 16; en particulier (voir figure 4), la plaque 37 présente deux ailettes 39 parallèles, qui appuient sur la surface du fond de l'élément 33 et maintiennent en position l'élément 16, et coopère en outre avec des bossages 40 qui font saillie vers l'intérieur des parois latérales de l'élément 33 cité ci-dessus. En se référant plus particulièrement à la figure 3, l'élément de contact 16 a des bornes opposées 41, 42 qui sont assemblées, soudées de préférence, avec une partie plane 43, 44 dlun connecteur électrique respectif 45, 46 en forme de L. Chaque connecteur 45, 46, de type connu, est muni d'une paire d'ailettes 47, 48 qui en permettent la liaison électrique et la fixation avec un câble respectif 49, 50. De tels câbles sont enfin enfermés à l'intérieur d'une gaine tubulaire 51 de protection. La plaque de support 37 présente, en sa partie orientée vers les connecteurs 45, 46 deux bossages 53 et 54 respectivement, pour le positionnement des connecteurs, et une saillie centrale 55 qui sert d'élément de séparation entre les connecteurs eux-mêmes. La plaque 37 est logée en position intermediaire à l'intérieur de la portion 31, en forme de coupelle, afin de définir une chambre dans laquelle sont contenus les connecteurs 45 et 46, et cette chambre est remplie d'un matériau de scellement 57 isolant électriquement, comme par exemple de la résine. A partir des parois supérieures 32 du bouchon 4, s'étend vers le bas et en liaison avec le trou 10, un appendice tubulaire 59 (voir figure 4) qui reçoit et guide le tube 2. L'appendice 59 porte à son extrémité une cloison 60 semi-tubulaire qui couvre la partie du tube 2 faisant face au dispositif 5 et qui est reliée à l'appendice tronconique 13 et au corps en bord de coupelle 31, par l'intermédiai- re d'une paroi radiale 58. La cloison 60 s'étend au-delà de l'appendice 13, afin de protéger le corps flottant 12 des oscillations indésirables du tube 2, qui pourraient fausser la position de repos prise par le corps flottant 12. Enfin, en se référant plus particulièrement à la figure 4, chacune des portions 7 du bouchon 4 présente une partie inférieure respective 61 en forme de L apte à s'en- gager sur un bord 62 du réservoir 3, et il est également prévu une garniture annulaire 64 apte à etre comprimée, lors d'un montage postérieur, entre les surfaces en regard des parois 32 du bouchon 4 et du bord 62 du réservoir 3. Le fonctionnement du dispositif capteur de niveau 5 est le suivant. En se référant plus particulièrement à la figure 1, selon les conditions dans lesquelles fonctionne le radiateur 1, il y a écoulement du liquide du radiateur 1 vers le réservoir d'alimentation 3 ou vice-versa, par l'intermediai- re du tube 2. Par conséquent, le niveau du liquide contenu dans le réservoir 3 est continuellement variable. En se référant plus particulièrement aux figures 3 et 4, quand le réservoir 3 est plein, ou en tout état de cause lorsque le niveau du liquide est supérieur à un niveau minimum prédétermine, le corps flottant 12 reçoit de la part du liquide une poussée vers le haut qui provoque un déplacement de la tige et du corps 26 de support de l'aimant 15, jusqu'à ce que le corps 26 lui-meme vienne en contact avec l'élément en forme de coupelle 33. Dans de telles conditions, l'aimant 15 est R une distance minimum de l'élément de contact 16 et provoque en conséquence la fermeture de ce dernier; c'est pourquoi un état de court-circuit peut être constaté par l'intermédiaire des connecteurs électriques 45 et 46. Dans le cas où le niveau du liquide dans le réservoir 3 est inférieur à la valeur minimum prédéterminée, le corps flottant 12 reçoit une poussée insuffisante et par suite se déplace vers le bas suivant le niveau du liquide et de toute façon jusqu'à ce que la paroi de base 25 du corps 26 de support de l'aimant 15 s'appuie sur la paroi de base 30 du corps 31 en forme de coupelle, comme illustré dans les figures 3 et 4. Dans de telles conditions, l'aimant 15 ne réussit pas à maintenir fermé l'élément de contact 16, c'est pourquoi aux têtes des connecteurs électriques 45 et 46 se présente une condition de circuit ouvert. Le dispositif capteur 5 se comporte comme un interrupteur commandé par le liquide contenu dans le réservoir 3, et actionné en particulier quand le liquide atteint un niveau prédéterminé. De l'étude des caractéristiques du dispositif 5 selon la présente invention on peut observer comment celuici atteint les objectifs énoncées ci-dessus. En fait, puisque l'aimant 15 se déplace, afin de se rapprocher ou de s'éloigner d'une façon faciale vis-à-vis de l'élément 16,l'inconvénient dû aux déplacements latéraux tel que décrit ci-dessus est eliminé. Les opérations de montage de l'élément de contact 16 sont alors notablement simplifiées; il est en fait possible de monter à part la plaque 37 avec les connecteurs 45 et 46, puis de l'insérer par enclenchement dans l'élément en forme de coupelle 33. Ce dernier sera à son tour inséré par enclenchement dans la portion 31 en forme de coupelle et poussé à l'intérieur de celle-ci tant que les dents 35 ne s'enclenchent pas dans les encoches respectives creusees dans la paroi 36 de la portion 31. De cette façon, il est toujours possible d'effectuer un positionnement répétitif et de précision de l'élément 16 par rapport à la portion 31 en forme de coupelle du bouchon 4. En outre, parce qu'entre le siège du logement de l'élément de contact 16 et l'intérieur de la portion 31, une communication quelconque est empêchée par l'emploi de maté- riau isolant et d'étanchéité 57, il est impossible que le liquide contenu dans le réservoir 3 s'infiltre jusqu'à atteindre les contacts électriques de l'élément 16 en provoquant l'oxydation. I1 résulte enfin clairement que des modifications et des variantes peuvent être apportées à la forme décrite dans le dispositif de capteur 5, réalisée selon la présente invention,sans sortir de l'esprit du domaine de l'invention. Par exemple, si le prélèvement du liquide du réservoir 3 n'est pas fait avec un tube supporté par le bou e chon 4, le dispositif 5 pourrait être, par exemple, disposé coaxialement par rapport au bouchon 4, ou encore, le dispositif 5 pourrait être fixé au réservoir 3 dans une position convenable permettant ainsi d'utiliser un bouchon de type traditionnel. Enfin, bien que le dispositif 5 ait été décrit et illustré en faisant référence à un exemple spécifique d'application, il pourrait être aussi utilisé pour le relevé du niveau du liquide dans un réservoir quelconque sans pour cela sortir du cadre de la présente invention : par exemple, il pourrait être utilisé pour relever le niveau du liquide dans un réservoir d'alimentation d'un dispositif de lave-glace ou de lave-phare d'ùn véhicule automobile. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVEND ICAT IONS 1 - Dispositif capteur de la présence d'un liquide à un niveau prédéterminé dans un réservoir (3), caractérisé en ce qu'il comprend : un corps (12) réalisé en un matériau apte à flotter sur le liquide (31, 13); des moyens de guidage du mouvement du corps flottant (12) selon une direction prédéterminée; un aimant permanent (15) supporté par le corps flottant (12); et un élément de contact électrique (16) actionnable magnétiquement, l'élément de contact électrique (16) étant supporté d'une façon fixe par rapport au réservoir (3), et en regard de l'aimant permanent (15) selon la direction prédéterminée de déplacement du corps flottant (12); le corps flottant (12) étant mobile entre une première position dans laquelle l'aimant (15) n'actionne pas l'élé- ment de contact (16) et une seconde position dans laquelle l'aimant (15) actionne l'élément de contact (16), la première ou seconde position correspondant à la position prédéterminée. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une tige (14) reliée en une première extrémité au corps flottant (12) et en une seconde ex trémité à l'aimant (15), et en ce que les moyens de guidage comprennent un corps (31) en forme de coupelle supporté d'une façon fixe vis-à-vis du réservoir (3) et présentant. une paroi de base (30) munie d'un trou de passage dans lequel la tige (14) est axialement montée en coulissement, l'élément (15) supporte par la seconde extrémité de la tige (14) étant logé à l'intérieur du corps en forme de coupelle (31). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (31) en forme de coupelle présente un appendice tubulaire (13) s'étendant vers l'extérieur de la paroi de base (30) à partir du trou de passage; la tige (14) coulissant à l'intérieur de l'appendice (13). 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3,caractérisé en ce que l'élément de contact électrique (16) est monté solidaire du corps (31) en forme de coupelle et en re gard de l'aimant permanent (15). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (33) en forme de coupelle dans lequel est logé l'élément de contact électrique (16); l'élément en forme de coupelle (33)'étant logé dans le corps en forme de coupelle (31) et s'accouplant avec ce dernier par l'intermédiaire de moyens à enclenchement (35) 6 -- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque (37) de support sur laquelle s'appuie l'élément de contact (16), la plaque (37) étant disposée à la fermeture de l'élément en forme de coupelle (33) avec lequel elle s'accouple par enclenchement, et l'élément de contact (16) résultant renfermé dans l'élé- ment en forme de coupelle (33). 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de connecteurs électriques (45, 46) chacun reliés électriquement à une borne respective (41, 42) de l'élément de contact (16); les connecteurs (45, 46) étant logés sur la plaque (37) de support à la partie opposée à celle portant l'élément de contact (16). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'élément (33) en forme de coupelle est logé dans le corps (31) en forme de coupelle au-dessous du bord de ce dernier; le dispositif comprenant un matériau d'étanchéité (57) qui maintient l'élément (33) en forme de coupelle par rapport aacorps t31) en forme de coupelle et à la plaque de support (37). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de guidage (13, 31) sont logés dans un bouchon (4) du réservoir (3). 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bouchon (4) présente un trou traversant (10) apte à recevoir un tube (2) pour l'alimentation du liquide dans le réservoir de liquide (3). 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le réservoir (3) est un réservoir d'alimentation d'un radiateur (1), et que le li quide est un liquide de refroidissement d'un moteur. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le réservoir (3) est un reservoir d'alimentation de dispositif de lave-glace ou de lave-phare d'un véhicule automobile.