Brevet FR2529671A1 — publié le 19840106

DISPOSITIF DE MESURE DE LA PRESSION D'UN FLUIDE ET ENSEMBLE GONFLEUR-DEGONFLEUR UTILISANT CE DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif pu- rement mécanique permettant la fermeture automatique d'un circuit électrique de mesure de-la pression d'un fluide, notamment de l'air L'invention se rapporte également à un ensemble gonfleur et/ou dégonfleur pour pneumatiques utilisant ce dispositif. Dans les appareils avec lecture de la pression, il convient d'en supprimer l'affichage quand l'appareil gonfle ou dégonfle le pneumatique En effet, ce qui est mesuré alors est la somme de la pression statique et de la pression dynamique, nécessairement différente de la pression statique qui seule intéresse l'usager Seule la pression statique reflète en effet la pression ré- gnant effectivement daets le pneumatique. Dans les appareils avec mesure électrique, on peut prévoir des interrupteurs ou des commutateurs, afin de supprimer l'affichage lorsque le gonfleur ou l'élément de dégonflage est actionné Cependant, l'expérience mon- tre qu'il s'agit d'une solution peu simple et relative- ment onéreuse à réaliser, si la coupure de l'affichage doit s'effectuer automatiquement. On peut également prévoir de supprimer, non l'affi- chage, mais la mesure elle-même, là encore avec des com- mutateurs ou interrupteurs aussi automatiques que possible. Cela veut dire notamment que, lorsque le gonfleur et l'élément de dégonflage ne sont pas actionnés, le circuit électrique de mesure de la pression est en service Ce circuit est donc en service quasiment de façon continue, 2 2529671 à l'exception des brèves opérations de gonflage et de dégonflage Cela conduit à une consommation électrique excessive et à un changement des piles beaucoup trop fréquent Couper le circuit lorsque le gonfleur est au repos nécessiterait l'usage d'un commutateur sépa- ré, qui ne contribuerait pas à la simplicité d'utili- sation. On peut penser encore à mettre à l'air libre la jauge de mesure de la pression quand le dispositif est actionné Cette solution, aisément réalisable dans le cas du gonflage o on dispose d'une différence de pres- sion importante, conduit à des efforts trop importants et est peu pratique quand on veut opérer le dégonflage, la différence de pression n'étant généralement pas assez importante. L'invention élimine ces inconvénients par le dispositif purement mécanique qui suit Ce disposi- tif permet la fermeture automatique d'un circuit électrique de mesure de la pression d'un fluide, seulement lorsqu'à la fois la pression à mesurer atteint un seuil déterminé et qu'elle est sensiblement stable. Il comprend une jauge déformable sous l'action de la pression appliquée, jauge dont la déformation entraîne la fermeture du circuit, et des moyens abaissant sous le seuil la pression au contact de la jauge, lorsque le fluide est en mouvement. Par exemple, la jauge comprend une membrane dé- formable L'invention permettra, comme on le verra ultérieurement, de combiner un élément de gonflage et un élément de dégonflage employant une seule mem- brane coupe-circuit interrompant le circuittant au repos, qu'au gonflage et au dégonflage. Vu sous un angle diamétralement opposé, le dispo- sitif permet l'ouverture automatique du circuit électri- que de mesure de la pression, lorsque la pression des- cend sous un seuil déterminé ou lorsque celle-ci subit des variations. -3- La fermeture du circuit électrique entraîne la mesu- re et l'affichage de la pression tandis que l'ouverture de ce même circuit supprime mesure et, évidemment, affichage. Ce dispositif trouve sa place dans les éléments gonfleur et/ou dégonfleur, notamment pour pneumatiques. La mesure électrique de la pression se fait générale- ment par un capteur à pont De son côté, la jauge défor- mable est de préférence du type interrupteur à cloquage. Elle est équipée par exemple d'une membrane en caoutchouc qui se déforme sous la pression La jauge est avantageuse- ment réglée pour que le circuit ne se ferme que lorsque la pression à son contact est supérieure de 0,2 à 0,3 bar à la pression environnante, ceci pour des mesures de pression alliant-jusqu'à 14 bars. Comme moyen abaissant la pression au contact de la jauge, on peut choisir un Venturi Comme chacun sait, un Venturi accélère la vitesse du gaz qui le traverse, ce qui se traduit par un abaissement de sa pression. Comme moyen abaissant la pression, on peut, sur le même principe, réduire la section de passage du gaz, par exemple en disposant axialement un cône de révolution On réalise ainsi un passage de section réduite, lequel est disposé annulairement autour du cône Avantageusement éga- lement, le cône fait en même temps office de clapet de mise à l'air libre. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé avec de l'air ou tout autre gaz, par exemple de l'azote, de l'oxy- gène, de l'hydrogène, du gaz carbonique, etc, les moyens abaissant la pression devant être construit dans des maté- riaux supportant ces gaz. Ce dispositif s'intègre aisément-et avantageusement dans un ensemble gonfleur et/ou dégonfleur, en particulier pour pneumatiques Le dispositif sert à la mesure de la pression et assure la fonction "dégonflage", la fonction -4 - "gonflage" étant assurée par un autre élément. Le circuit électrique de mesure de la pression est mis automatiquement hors circuit lorsque l'élément gonfleur est actionné. Dans un tel ensemble, le circuit électrique est par exemple mis automatiquement hors circuit par sim- ple mise de la jauge à la pression environnante. L'invention sera mieux comprise en référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble gonfleur-dégonfleur comprenant le dispo- sitif selon la revendication, dans une première forme d'exécution Le clapet est en position de fermeture. La figure 2 est une vue de détail du cône de révolution abaissant la pression et faisant clapet,et de son siège, le clapet étant en position d'ouverture. La figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention, dans une seconde forme d'exécution. La figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1, dans une autre forme d'exécution,-tant pour le dispositif selon l'invention que pour son associa- tion avec un élément de gonflage. La figure 5 est une vue en coupe transversale de la figure 4, selon l'axe de la jauge du circuit de me- sure. La figure 1 représente, sur la gauche, le disposi- tif 1 selon l'invention muni d'une jauge 2 et d'un cap- teur 3, centrés sur le bouton de dégonflage 4 et dispo- sés respectivement en arrière et en avant du plan de la feuille de papier Le bouton de dégonflage 4 est soli- daire d'un clapet 5, en forme de cône, prenant appui sur -5 - un siège 6 Entre le bouton de dégonflage 4 et le cla- pet 5 est interposé un ressort de dégonflage 7 Le cla- pet 5, placé dans la chambre 9, est muni d'un joint 8. La chambre 9 est en communication avec la jauge 2 par la conduite 19. Sur la droite de cette même figure 1, on trouve un élément gonfleur muni d'un clapet de gonfleur 10 et d'un ressort de gonfleur 11 faisant rappel L'ali- mentation en pression se fait par la conduite 12 et est interrompue par le joint 13 quand le clapet de gonfleur n'est pas actionné Pour vaincre plus facile- ment la résistance due à la pression, le clapet de gonfleur 10 est actionné par une barrette 14, fixée en rotation à gauche de la figure et faisant le- vier contre le clapet 10. Les éléments gonfleur et d 6 gonfleur sont reliés respectivement par les conduites 15 et 16 Un joint 17 libère la communication entre les conduites 15 et 16 lorsque le clapet de gonflage 10 n'est pas actionné. L'ensemble gonfleur-dégonfleur fonctionne comme décrit ci-dessous, le circuit de gonflage étant repré- senté en traits mixtes, tandis que le circuit de dégonflage est représenté en traits interrompus. On connecte l'ensemble à une alimentation en pres- sion et de l'air est donc admis dans la conduite 12 selon la flèche ag. Par poussée sur la barrette 14, selon la flèche pgr on déplace le clapet de gonfleur 10 et, par voie de conséquence, le joint 13, toujours selon la direction pg Le déplacement de ce joint met en communication la conduite d'alimentation 12 avec la conduite 16 et de l'air est admis dans le pneumatique selon la flèche a' g* En relâchant la pression sur la barrette 14, le clapet de gonflage 10 reprend sa position initiale sous - 6l'action du ressort 11 Du même coup, le joint 13 obture la communication entre les conduites 12 et 16, tandis que le joint 17 met en communication les con- duites 15 et 16 Lors du déplacement du clapet de gon- fleur, ce joint 17 obturait la communication entre les conduites 15 et 16. Dans la position o ni le clapet de gonfleur 10, ni le bouton de dégonfleur 4 ne sont actionnés, posi- tion qui est précisément celle représentée sur la fi- gure, l'air du pneumatique est en communication avec la jauge de pression 2 et le capteur 3 La: jauge 2 voit sa membrane déformée par la pression ré- gnant dans le pneumatique La membrane vient prendre appui sur le circuit électrique 18 et ferme celui-ci, tandis que le capteur mesure la pression et l'affiche sur un dispositif approprié, non-représenté sur la figure. Lorsqu 4 on veut dégonfler le pneumatique, on appuie sur le bouton de dégonflage 4, à l'encontre du ressort de rappel 7, ce qui déplace le clapet 5 avec son joint 8 hors de son siège 6 et met la chambre 9 en communication avec l'air libre Un circuit d'air s'établit alors depuis le pneumatique vers l'-extérieuricomme représenté en traits interrompus selon la flèche rd, jusqu'à la sortie re- présentée par la flèche r'd, le joint 13 empêchant le retour de l'air dans la conduite d'alimentation 12. Au contact du clapet-cône 5, qui réduit fortement la section de mise à l'air libre comparativement au dia- mètre des conduites 15 et 16 ', l'air s'accélère, créant une dépression La pression régnant alors contre la jau- ge 2 et le capteur 3 est abaissée et tombe sous le seuil de réglage La jauge 2 reprend alors sa position non déformée ce qui interrompt le circuit électrique 18 L'affichage disparaît. 7- Dans la figure 2, on a représenté une vue de détail du clapet-cône 5 situé dans la chambre 9 Ce clapet 5 prend appui contre le siège 6 par l'inter- médiaire d'un joint 8 Le clapet 5 est représenté ici en position ouverte et la circulation de l'air lors du dégonflage est représenté par les flèches en traits inter- roqms, se terminant par le-symbole r'a Par a, on a représenté l'angle du cône, et par x,y les angles d'inclinaison indiquant la forme du siège De préférence, l'angle a est compris entre 40 et 600 L'angle x prend une valeur entre 40 et 75 ',avantageusement autour de 600 pour obtenir facilement l'étanchéité du clapet 5, tout en augmentant le passage de l'air au dégonflage. L'angle y prend une valeur comprise entre 100 et 1400, avantageusement 1200, pour permettre un passage d'air important avec une faible course Cette course est de l'ordre de 20 à 100 % du diamètre d'ouverture pour l'échap- pement de l'air, y compris la tige reliant le bouton de dégonflage 4 au clapet 5. Pour fixer les idées, signalons encore que: pour une valeur moyenne de 7 bars, le débit de l'air s'échap- pant est environ de 3,5 à 4 m 3/h. Mentionnons enfin que tous ces paramètres sont in- terdépendants Les formes et dimensions du clapet et du siège sont étroitement liées entre elles, les débits sont conditionnés par les facteurs précités, ainsi que par les diamètres des conduites 15 p 16 et 19 notamment et les es- paces libres laissés par les divers joints Bien entendu, pour un bon fonctionnement du dispositif, on vise un écou- lement aussi laminaire que possible, ce qui conduit à mi- nimiser les pertes de charge et d'éviter les turbulences en aval. La figure 3 est une vue en coupe de la figure 1 selon l'axe A-A, le clapet-cône 5 étant cependantreprésenté dans -8- une autre forme d'exécution On y voit la jauge 2 et le capteur 3, de même que le circuit électrique 18 permet- tant l'affichage L'axe B-B représente la trace sous laquelle est vue la figure 1. Dans cette forme d'exécution, le clapet 5 ne com- prend pas de joint, l'étanchéité étant assurée pas sa déformation élastique Le clapet-cône 5 est réalisé par exemple en matière plastique à faible coefficient de frottement (nylon, téflon, etc); il attaque le siège sous un angle non nul, de l'ordre de 10 à 250. Là encore, on a représenté le circuit de dégonfla- ge par des flèches en traits interr Ompus qui se terminet par les symboles r'd Lors du dégonflage, l'air venant de la conduite 15 contre le capteur 3 passe le long du cla- pet 5 et est expulsé en r'd La pression p régnant contre la jauge et admise par la conduite 19 est abaissée sous le seuil par l'effet d'accélération dû au rétrécissement entre le clapet 5 et le siège 6, lié à la géométrie de la chambre 9 Cette pression p n'est pas suffisante pour que la membrane de la jauge 2 soit déformée et vien- ne faire contact électrique entre les bornes du circuit 18. Lorsque le dégonflage est interrompu, la pression régnant dans le dispositif est la pression du pneumatique et il n'y a aucune circulation d'air Cette pression p, supérieure à la pression-seuil, déforme la membra- ne de la jauge 2 >ce qui ferme le contact électrique en- tre les bornes du circuit 18 Le circuit étant fermé, la valeur de la pression est affichée. On remarque que, dans cette figure 3, la chambre est tronc-conique vers le bas, l'angle d'ouverture du cône étant de l'ordre de 470 Le clapet- cône 5 ayant un angle de 40 sur cet exemple, le bas de la chambre 9 fait divergent Cette disposition améliore encore l'aspiration et contribue à un bon abaissement de la pression au niveau -9- de la jauge 2. La figure 4 est une vue d'un autre ensemble gon- fleur-dégonfleur, dans lequel la jauge 2 et-le capteur 3 sont décentrés par rapport au bouton de dégonflage 4 Cette vue est une vue en coupe selon l'axe B-B qu'on retrouvera dans la figure 5 Le clapet-cône 5 est représenté avec un joint 8, tandis que la chambre 9 possède une géométrie sensiblement cylindrique La figure 5 est une vue en coupe de l'ensemble de la figure 4 et, pour une meilleure illustration, la coupe a été réalisée selon l'axe C-C, en avant du bou- ton de dégonflage 4. Dans ces deux dernières figures, comme dans les figures précédentes, les éléments de référence se corres- pondent. REVENDICATIONS 1 Dispositif purement mécanique permettant la fermeture automatique d'un circuit électri- que de mesure de la pression-d'un fluide, seu- lement lorsqu'à la fois la pression à mesurer atteint un seuil déterminé et qu'elle est sensible- ment stable, caractérisé en ce qu'il comprend une jauge déformable ( 2) sous l'action de la pression appliquée, jauge ( 2) dont la déformation entral- ne la fermeture du circuit ( 18), et des moyens ( 5,9) abaissant sous le seuil la pression au con- tact de la jauge ( 2), lorsque le fluide est en mou- vement. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le fluide est un gaz. 3 Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le gaz est de l'air. 4 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le circuit électrique ( 18) de me- sure est équipé d'un capteur de pression ( 3) à pont. 5 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la jauge déformable -f 2 > est du type interrupteur-à cloquage. 6 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la jauge ( 2) comprend une membrane en caoutchouc déformable adaptée à la mesure de pressions allant jusqu'à 14 bars. 7 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la jauge déformable ( 2) entraîne la fermeture du circuit ( 18) lorsque la pression à i 11 - son contact est supérieure de 0,2 à 0, 3 bar à la pression environnant le dispositif. 8 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens ( 5,9) abaissant la pression au contact de la jauge ( 2) consistent en un Venturi. 9 Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les moyens ( 5,9) abaissant la pression au contact de la jauge ( 2) sont constitués d'un pas- sage de section réduite disposé annulairement autour d'un cône de révolution ( 5). Dispositif selon la revendication 90 caracté- risé en ce que le cône de révolution ( 5) fait en rxme temps office de clapet de mise è l'environnemento 11 Utilisation du dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on le combine avec un élément de gonflage. 12 Utilisation selon la revendication 11, caracté- risé par le fait que le dispositif et l'élément de gonflage sont reliés par des conduitese( 15 '16) sépa- rées par un joint ( 17). 13 Utilisation selon la revendication 11 carac- térisée par la fait que la jauge ( 2) est unique pour le dispositif et l'élément de gonflage combinés O 14 Utilisation selon la revendication 13, caracté- risée par le fait que la jauge ( 2) est placée de fagon à entraîner la fermeture du circuit ( 18) également lors du gonflage.