Brevet FR2564971A1 — publié le 19851129

CAPTEUR DE PRESSION UTILISABLE NOTAt4ENT COMME DISPOSITIF DE REWRITE ASSOCIE A DES VITRES D'AUTOMOBILE COULISSANT ELECTRIQUEMENT La présente invention concerne un capteur de pression, ledit capteur pouvant être utilisé comme moyen de sécurité lors du mouvement de dispositifs mécaniques, notamment de la fermeture de portes ou fenetres en particulier coulissantes. I1 est connu pour garantir la sécurité lors du mouvement et en particulier la fermeture de dispositifs mécaniques tels que par exemple des portes ou fenetres, et éviter de blesser en y coinçant des mains ou des doigts, de disposer des cellules photoélectriques a la hauteur où les doigts ou les mains risquent de se faire prendre. Le rayon lumineux de telles cellules, lorsqu'il est intercepté déclenche l'arrêt du mouvement ou de la fermeture du dispositif en question. Mais de telles cellules n'assurent qu'une protection discrete, c'est a dire en des zones limitées, et l'obtention d'une protection sur tout le pourtour d'une machine ou sur toute la hauteur d'une porte nécessiterait l'emploi d'un nombre important de cellules disposées presque jointivement sur tout le périmètre ou sur toute la longueur a protéger. Il en résulterait un coût et des complications importantes. La Dresente invention vise a fournir un systeme de sécurité plus simple, apte a assurer une protection non pas en des zones discretes, mais sur la totalité de longueurs ou de surfaces. Elle propose pour cela de disposer sur toute la longueur ou la surface a protéger, un capteur de pression comprenant deux armatures électriquement conductrices reliées { une source de courant, maintenues a distance l'une de l'autre, aptes à se rapprocher ou a se toucher sous l'effet d'une pression sur elles, un détecteur associé auxdites armatu res apte â enregistrer une variation de grandeurs électriques lorsque les armatures se rapprochent ou se touchent. Dans un mode de réalisation les armatures sont des bandes conductrices disposées en regard l'une de l'autre a l'intérieur d'un tube creux, isolant électriquement et déformable. Dans d'autres modes de réalisation, les armatures sont sépz- rées par une épaisseur de polymère capable de présenter une variation de sa résistivité électrique lorsqu'il est soumis a une pression. Dans un de ces autres modes de réalisation, particulirement intéressant, le polymère a résistivité électrique variable sous la pression peut etre un cordon sensiblement cylindrique traversé dans sa direction axiale par au moins un conducteur linéaire, l'autre armature étant réalisée par un enrobage en un matériau élastique, so,u-pl, -par exemple lorsque le capteur est utilisé comme système de sécurité asso- cié a une vitre d'automobile coulissant électriquement, en un matEriau du type caoutchouc rendu conducteur, conformé de façon 9 constituer *n même temps la garniture de la vitre. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en réfé- rence aux figures jointes qui représentent figure 1 : un schéma illustrant le principe de fonctionnement de tant teurs réalisés selon l'invention, figure 2 : un schéma d'un capteur selon un premier mode de réalisa tion, figure 3 : un schéma d'une première variante de capteur selon un au tre mode de réalisation, figure 4 : un schéma d'une seconde variante de capteur selon cet as- tre mode de réalisation, figure 5 : un schéma d'une troisième variante de capteur selon tet autre mode de réalisation, figure 6 : un schéma d'une quatrieme variante de capteur sel-on cet autre mode de réalisation, figure 7 : une illustration d'une application d'un capteur selon l'invention, figure 8 : une illustration d'une autre application doun capteur ses lon l'invention. La figure 1 illustre le principe de fonctionnement de capteurs selon l'invention. Les capteurs 1 selon l'invention comprennent deux armatures 2 et 3 électriquement conductrices, maintenues espacées et présentant donc entre elles une certaine résistance, une source 4 de courant électrique à laquelle sont reliées les armatures 2 et 3, et un détecteur 5 d'une variation d'une grandeur électrique dans le circuit constitué par les armatures 2 et 3, l'espace les séparant et la source 4. Ce détecteur 5 peut etre un simple amperemetre ou pour plus de précision un pont de mesure et il comporte avantageusement un amplificateur associé a un relais de façon a commander par exemple un moteur ; ces différents éléments possibles du détecteur 5 étant pas représentés sur la figure. Lorsqu'une pression est exercée en une zone K, les armatures 2 et 3 se rapprochent et même dans certains modes de réalisation des capteurs se touchent et il en résulte alors une variation de grandeurs électriques enregistrée par le détecteur o. Celui cig notamment par le biais du relais qu'il comporte3 peut agir sur le moteur qui a entrant l'application de la pression et donc arrêter l'accroissement de la pression ou supprimer la pression. Dans une premier mode de réalisation illustré par la figure 2 les armatures 2 et 3 sont des bandes conductrices disposées en regard l'une de l'autre a l'intérieur d'un tube T, électrlquement isolant, déformable et élastique. Sous l'application d'une pression en une zone K les deux armatures 2 et 3 se touchent et ferment le circuit électrique. I1 en résulte un signal enregistré par le détecteur 5. Ce tube T peut avoir toutes les formes voulues, en particulier, il peut comporter les rainures et/ou lèvres classiques d'un joint ou garniture de vitrage3 et servir en même temps de garniture pour une vitre, en particulier d'au tomobile. coulissant électriquement, et de système de sécurité empê- chant que des doigts ou mains ne soient coincés lors du relevage de ladite vitre. Avantageusement, pour garantir le contact des deux armatures 2 et 3, même lorsque la pression s'exerce de coté3 lesdites armatures peuvent être en forme de spirales, décalées l'une par rapport a l'autre d'une fraction de pas, par exemple un demi-pas et disposées sur la surface interne du tube T creux isolant. Ces armatures 2 et 3 peuvent être des bandes niétalliqiies, des revêtements métalliques, mais avantageusement, pour posséder la me souplesse que le tube T sans-se détériorer3 elles seront faites en un matériau déformable du type polymerej rendu conducteur. Ainsi lorsque le tube T et les armatures 2 et 3 sont en matériaux du même type, le tube T etant cependant Isolant alors que les armatures 2 et 3 sont conductrices, on pourra fabriquer le capteur 1 par extrusion simultanée de ses différents éléments constitutifs. Dans un autre mode de réalisation illustré par les figures 3, 4, 5 et 6, les deux armatures 2 et 3 sont séparées par une épaisseur d'un élastomère, plastomère et en général polymère 6 qui possède la propriété de présenter une variation de sa résistivité électrique lorsqu'il est soumis à une pression. Au repos, c'est a dire en liabsen- ce de pression, la résistivité du polymère 6 entre les armatures 2 et 3 a une valeur Rg. Sous une pression en un point ou enune zone K, le polymère 6 est écrasé et sa résistivité en K diminue jusqu'a une valeur R1 inférieure a Rg, ce qui se traduit dans 7e circuit électrique par une va riation des grandeurs électriques, variation enregistrée par le détecteur 5. On peut exploiter cette variation des grandeurs électriques, a l'aide d'un circuit électronique de commande classique, non figuré, pour commander une action quelconque, par exemple l'arrêt ou le fonctionnement en sens inverse d'un moteur. Un tel capteur de pression dans lequel les armatures sont sépares par un polymère 6, peut en fonction de l'utilisation que l'on désire en faire, se présenter de différentes façons. Comme montré figure 3, le polymère 6 peut être conformé suivant un cordon 7, approximativement cylindrique et les armatures 2 et 3 peuvent être deux conducteurs linéaires maintenus a distance l'un de l'autre et noyés dans la masse du polymère 6, suivant la direction axiale du cordon 7. La liaison avec la source de courant 4 ainsi que le détecteur 5 ne sont pas représentés sur cette figure 3, ni sur les figures 4, 5 et 6 d'ailleurs. Dans une autre variante de réalisation illustrée par la figure 4, on retrouve le même polymère 6 conformé de la meme façon que dans le mode de réalisation de la figure 2, c'est a dire approximativement suivant un cylindre, mais une seule armature, par exemple 2, constituée par un simple fil est incorporée dans le polymère, suivant sa direction axiale, l'autre armature par exemple 3, étant constituée par une gaine métallique souple entourant le polymère 6, par exemple constituée d'une tresse de fils métalliques souples. Dans une autre variante de réalisation d'un capteur selon l'invention dans lequel les armatures sont séparées par un polymère 6, variante illustrée par la figure 5, on retrouve le polymère 6 conformé comme montré sur les figures 2 et 3, selon un cordon par exemple approximativement cylindrique, et une armature 2 noyée dans ledit polymere 6 disposée suivant une direction axiale, et par exemple disposée axialement. Dans ce nouveau cas, l'armature 3 est constituée par un enrobage en un matériau élastique, souple, compact, tel un caoutchouc rendu conducteur, disposé a l'extérieur du polymère 6. Une telle armature 3 en caoutchouc conducteur présente l'avantage de pouvoir être conformée comme on le désire, en particulier avec des rainures etlou avec des ivres 8 comme montré sur la figure, de façon a jouer en meme temps le roule de joint ou de garnissage pour une vitre qu'on veut monter dans une baie. Une telle armature 3 peut être en un matériau du même type que le polymère 6 a résistivité variable, toutefois avec des caractéristiques de conduction électrique différentes, elle pourra donc avantageusement être obtenue en même temps que le polymere 6, par co-extrusion. Dans la dernière variante de réalisation illustrée par la figure 6, le polymère 6 est une plaque de relativement faible épaisseur comparée a ses autres dimensions, tandis que les armatures 2 et 3 constituent des surfaces encadrant les faces principales de la plaque de polymère 6. On obtient ainsi un capteur apte a détecter des variations de pression en un endroit quelconque de toute une surface. Bien enten du, la forme plane de 13 plaque de polymère 6 n'est oulun exemple et on peut envisager des surfaces de n'importe quelle forme, les armatures 2 et 3 épousant alors la forme choisie sur les deux faces du polymère ou a proximité de ses deux faces. Les caoutchoucs ou matériaux polymères peuvent être rendus conducteurs par incorporation cans leur ase de poudres conductrices telles que des poudres d'argent, d'aluminium, de cuivre, de carbone, etc. Ainsi on pourra utiliser les matériaux de marque Vulcan proposés dans l'encyclopédie italienne NUOVISSIMO RICETTARIO CHIMICO écri- te par A. TURCO éditée par E. HEPLI a MILAiJ en 1972 ( en particulier pages 885, R86 et 887 ). tes matériaux a re-sistivlte-- variable pourront être du meme type avec cepentiant un apport de poudre condutrice generalement plus faible et ajuste en fonction de la conductivité désirée. La résistivité variable peut également être obtenue par crea- tion de cellules ouvertes dars la masse du matériau. Par écrasement on améliore le contact entre les grains de poudre conductrice ou on amène en contact les parois conductrices des cellules ouvertes, ce qui a pour effet de faire varier la résistivité. Un capteur tel que ceux montrés sur les figures précédentes peut être utilisé comme montré sur les figures 7 et 8. Sur la figure 7 on voit une portière 10 d'automobile ayant une baie il dans laquelle coulisse une vitre 12 sous l'action d'un moteur électrique non représenté. Le tour de la baie 11 et en particulier sa partie supérieure, est munie d'un capteur 1 selon l'invention, formant en même temps garniture ou joint pour ladite vitre 12. La vitre 12 remontant sous l'action du moteur électrique, si un doigt est coincé entre ladite vitre 12 la partie superieure de la baie 11, le capteur 1 est écrasé par le doigt, et suivant le capteur, les armatures 2 et 3 se touchent y établissant un courant, ou le polymere 6 s'aplatit et sa résistivité électrique dans la zone aplatie diminue et il en résulte un courant électrique plus intense dans les armatures 2 et 3. Dans les deux modes de réalisation le courant ou la variation de courant est enregistré par le détecteur 5, éventuellement amplifié et peut ainsi être exploité par un relais qui commande l'arrêt du moteur électrique de relevage de la vitre. Le capteur 1 dans son mode de réalisation illustré par la figure 2 donne un signal en tout ou rien, ce qui permet l'emploi d'un de-- tecteur 5 très rudimentaire. Dans le cas de capteurs 1 selon les autres modes de réalisation, la détection d'une variation de courant nécessite le plus souvent la présence d'un pont du type de Wheastone. La même sécurité peut être obtenue si, comme montré figure 8, un tel capteur 1 est disposé sur toute la hauteur d'une porte ou fenètre 13 coulissant électriquement et/ou sur toute la hauteur du dormant 14 destinée a recevoir ladite porte ou fenêtre 13. REYENDICAJIONS 1. Capteur de pression, caractérisé en ce qu'il eDRprend deux armatures électriquement conductrices reliées a une source de courant, maintenues a distance l'une de l'autre, aptes a se rapprocher ou se toucher sous l'effet d'une pression sur elles, un détecteur associé auxdites armatures apte a enrenistrer une variation d grandeurs électriques lorsque les armatures se rapprochent ou se touchent. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur comporte un relais agissant sur un moteur en relation avec l'organe qui produit la pression sur les armatures. 3. Capteur selon llune des revendications 1 ou 2, caractéflsé en ce que les armatures conductrices sont des bandes disposées en regard l'une de l'autre a l'intérieur d'un tube creux, isolant électrique et déformable. 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bandes conductrices sont des spirales décalées l'une par rapport a l'autre et disposées sur la surface-interne du tube creux isolant. 5. Capteur selon l'une des reendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les bandes conductrices sont en un matériau polymère rendu hautement conducteur, rendant possible leur extrusion en meme temps que le tube creux isolant. 6. Capteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux armatures snt séparées par une épaisseur de poljmè- re capable de présenter une variation de sa résistivité électrique lorsqu'il est soumis a une pression. 7. Capteur selon la revendication 6 caractérisé en ce qu3une au moins des deux armatures est disposée sur une face externe de l'épaisseur 6 du polymère résistivité variable. 8. Capteur selon i 'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une au moins des deux armatures est disposée dans l masse du polymere a résistivité variable 9. Capteur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le polymere a résistivité variable est conformé suivant un cordon. 10 Capter selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une des armatures disposée à l'extérieur du polymère a résistivité "ariable est une gaine métallique tressée, lautre armature noyée dans la masse du polymère a rêsistivité mariable étant un conducteur linéaire disposé selon la direction axiale du cordon. 11. Capteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une des armatures disposée a l'extérieur du polymère a résistivité variable est un enrobage en un matériau polymère élastique du type caoutchouc rendu conducteur, l'autre armature noyée dans la masse du polymère a résistivité variable étant un conducteur linéaire disposé selon la direction axiale du cordon. 12 Capteur selon la revendication 11 et selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enrobage ou le tube est conformé pour servir de garniture a une vitre, a savoir qu'il comporte les lèvres ou rainures d'une garniture classique. 13. Capteur selon l'une des revendications 6 a 12, caractérisé en ce que les polymères sont rendus conducteurs ou a résistivité variable par incorporation de poudres conductrices dans leur masse. 14. Capteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les polymères a résistivité variable sont des polymères conducteurs comprenant des cellules ouvertes dont les parois sont aptes a se toucher sous l'effet d'une pression. 15. Application du capteur selon l'une des revendications pré cédantes en tant que systeme de sécurité associé a une vitre, notamment d'automobile, coulissant électriquement, le capteur étant disposé comme garniture dans la feuillure destinée a recevoir la vitre et le détecteur du capteur agissant sur le moteur qui commande le coulissement de ladite vitre. 16. Application du capteur selon l'une des revendications précédentes en tant que système de sécurité associé a une porte ou une fenôtre coulissant électriquement, le capteur étant disposé sur llune au moins des arènes, de la porte ou de la fenetre et du chambranle en regard, et le détecteur du capteur agissant sur le moteur qui commande le coulissement de la porte ou de la fenètre.