Brevet FR2578089A1 — publié le 19860829

Commutateur sensible à la pression, du type à membrane amorphe. La présente invention se rapporte à un commutateur sensible à la pression, du type à membrane amorphe. Jusqu'à présent, dans un commutateur manosensible dans lequel une partie de la'pression d'un fluide pres- surisé franchit un orifice et agit sur une surface d'une membrane amorphe, et dans lequel une déformation mécani- que de cette membrane, provoquée par ladite pression, est détectée au moyen d'un enroulement capteur sous la forme d'une variation intervenant dans un signal élec- trique, une pratique courante consiste à monter rigide- ment la membrane amorphe sur un boitier, en soudant direc- tement toute la région périphérique de cette membrane amorphe sur le boitier ou en emprisonnant cette région périphérique entre des éléments supérieur et inférieur d'un boitier scindé, avec interposition de joints tori- ques conférant un effet d'étanchéité. Toutefois, dans la réalisation de la membrane amor- phe dont l'extrémité est montée rigidement sur le boi- tier, une contrainte latérale, résultant d'une dilata- tion thermique de cette membrane proprement dite, ou d'un phénomène analogue, se traduit par une influence directe exercée sur le signal de sortie de l'enroulement capteur. Une autre difficulté consiste en ce que la mem- brane amorphe ne peut pas résister à une grande déforma- tion compte tenu de sa structure et en ce que, par consé- quent, cette membrane amorphe, coincée par un boîtier dans sa région périphérique, a tendance à se rompre si elle est soumise à une forte pression. En se fondant sur les défauts de la membrane amorphe classique, la présente invention a pour objet de proposer un commutateur sensible à la pression, dans lequel une membrane amorphe est montée de telle sorte qu'elle ne soit soumise à aucun effet de coincement ou de grippage exercé par un boîtier; l'action d'une contrainte latérale 2 2578089 est ainsi éliminée et la surface de la membrane qui est exposée à la pression est agencée afin de recevoir une pression uniforme, ce qui permet d'éviter une grande dé- formation locale et d'obtenir un effet d'étanchéité satisfaisant. Conformément à la présente invention, il est proposé un commutateur sensible à la pression, renfermant une membrane amorphe et dans lequel la pression d'un fluide pressurisé traverse un orifice et agit sur la membrane amorphe, une déformation mécanique de cette membrane, provoquée par la pression, étant détectée au moyen d'un enroulement capteur, sous la forme d'une variation inter- venant dans un signal électrique, ce commutateur étant caractérisé par le fait qu'une plaque perforée percée de l'orifice, ainsi que la membrane amorphe, sont mon- tées dans un boitier de manière à pouvoir coulisser le long d'une surface interne de ce boitier, des moyens d'étanchement étant interposés entre la plaque et la face interne de la paroi du boitier, ainsi qu'entre ladite plaque et ladite membrane amorphe. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du des- sin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale illustrant une forme de réalisation du commutateur manosensible conforme à la présente invention; et la figure 2 est une coupe fragmentaire, à échelle agrandie, du détail repéré par A sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, le commutateur sensible à la pression selon la présente invention com- porte un boitier 1 percé d'un canal 2 de passage d'huile, ainsi qu'un compartiment interne 3 dans lequel une pres- sion d'huile est introduite par l'intermédiaire dudit canal 2. Un ensemble se composant d'une plaque perforée 4, d'une membrane amorphe 5 de réalisation double, d'un organe d'espacement 6 et d'un noyau de ferrite 7 renfer- mant un enroulement capteur 8, est logé dans ledit boi- 3 2578089 tier de manière à pouvoir coulisser le long de la sur- face interne de ce dernier. Une rondelle élastique 10 (pouvant également consister en un ressort hélicoidal ou en une pièce élastique analogue) est intercalée entre la plaque perforée 4 et le boîtier 1, afin de pousser élastiquement l'ensemble précité vers une plaque extrême 9 dudit boitier 1. Un joint torique 11 est interposé entre la plaque perforée 4 et la face interne de la paroi du boîtier, pour former une garniture d'étanchement latérale. Un joint torique 12 se trouve entre la plaque perforée 4 et la membrane amorphe 5, pour former une garniture d'étanchement plane. Un circuit de commutation 13 est assemblé d'un seul tenant, par soudage ou par un procédé analogue, sur une zone en décrochement façonnée sur le boitier i du côté de la plaque extrême 9; sur le dessin, les références 14 et 15 désignent respectivement une fente et un substrat. Dans la réalisation décrite ci-dessus, la membrane amorphe 5 proprement dite n'est pas enserrée par le boi- tier 1, et le noyau de ferrite 7 reçoit uniformément la pression de toute la surface de cette membrane 5, à son tour soumise à une pression. Du fait de la structure de montage indépendante de la plaque perforée 4, et de la structure d'étanchement comprenant le joint torique 11 d'étanchéité latérale et le joint torique 12 d'étanchéité horizontale installés sur la plaque perforée 4, l'huile admise dans le compar- timent 3 est intégralement empêchée d'affluer du côté du noyau de ferrite 7, bien que ce noyau 7 puisse coulis- ser le long de la surface interne du boitier- Plus par- ticulièrement, pour ce qui concerne le joint torique 12 formant le moyen d'étanchement horizontal, une charge de compression appropriée est assurée par la rondelle élastique 10 dans la condition non pressurisée, si bien que le joint torique-est en permanence prêt pour un accroissement de pression,dans son état initial dans le- quel il forme une garniture d'étanchement. Dans la condi- tion pressurisée, la plaque perforée 4 peut être mue dans une direction pouvant provoquer un accroissement de la pression de contact du contact intime entre cette plaque perforée et la membrane amorphe 5, de sorte qu'une pression d'étanchement satisfaisante du joint torique 12 est maintenue et qu'un effet d'étanchéité peut être obtenu, même si une pression fluctuante est exercée par une pompe hydraulique ou un dispositif similaire. La région exposée à la pression sur la face inférieu- re de la plaque perforée 4 est augmentée, en fonction des positions occupées par les deux joints toriques 11 et 12 implantés sur la plaque perforée 4, de manière à pres- ser fermement cette plaque 4 contre la membrane amorphe dans la condition pressurisée, la formation d'un joint d'étanchement imparfait entre ces éléments, sous l'influ- ence de la pression fluctuante ou d'un phénomène analo- gue, étant alors efficacement empêchée. L'ensemble comprenant la plaque perforée 4, la mem- brane amorphe 5, l'organe d'espacement 6 et le noyau de ferrite 7 est conçu pour être pressé contre la plaque extrême 9, sous l'action de la rondelle élastique 10. De ce fait, même en présence d'un écart dimensionnel affec- tant l'un quelconque des éléments constitutifs de cet ensemble, un tel écart dimensionnel est compensé par la rondelle élastique 10, ce qui fait que l'ensemble est empêché de brimbaler dans le compartiment 3 du boîtier 1. La direction de la charge de la rondelle élastique et la direction dans laquelle la pression s'exerce coïncident mutuellement et, par conséquent, la force de compression de ladite rondelle 10 et la pression de l'hui- le s'ajoutent l'une à l'autre pour produire un effet d'étanchéité satisfaisante. Si la rondelle élastique 10 est intercalée entre la plaque extrême 9 et le noyau de ferrite 7, il est possible d'atteindre les effets res- pectifs d'une charge de compression appropriée du joint torique 12 dans la condition non pressurisée, et d'une compensation du mouvement de brimbalement de l'ensemble 2578089 dans le compartiment du boitier; en revanche, la force de compression de la rondelle élastique 10 agit dans la direction opposée en condition pressurisée, si bien que la pression d'étanchement du joint torique 12 est rédui- te et que, de ce fait, un joint à étanchéité imparfaite peut être produit lorsque la force développée par la pression est modeste. L'on fera observer que la rondelle élastique 10 peut être supprimée lorsque la plaque perforée 4 est solidarisée par filetage avec le boitier 1, de telle sor- te que ladite plaque puisse être ajustée, par rapport au- dit boîtier, pour obtenir les effets consistant respec- tivement à compenser le mouvement de brimbalement de l'ensemble, et à assurer la force de compression adéquate. Dans ce cas cependant, il est nécessaire de prévoir un usinage de haute précision de la liaison filetée de la plaque perforée 4 et du boîtier 1, de même qu'il est nécessaire de procéder à un ajustement pour positionner ladite liaison filetée et de prévoir des moyens empê- chant un desserrage de cette dernière, d'o il résulte que l'assemblage devient compliqué et qu'il s'avère diffi- cile de fabriquer le commutateur en grande série. La plaque extrême 9 est ajustée dans un épaulement 16 du boîtier 1, puis l'extrémité postérieure ouverte de ce boîtier est matée pour bloquer ladite plaque extré- me à demeure. La référence 17 désigne la région matée. Avant le matage de la région extrême ouverte du boîtier 1, l'ensemble comprenant la rondelle élastique , la plaque perforée 4, la membrane amorphe 5, l'organe d'espacement 6 et le noyau de ferrite 7 est logé dans le compartiment 3 à travers ladite extrémité ouverte, puis la plaque extrême 9 est assujettie par matage à cette extrémité béante. Ainsi, l'assemblage des régions exposées à la pression peut être exécuté aisément, sans nécessi- ter de quelconques interventions particulières de posi- tionnement et/ou d'ajustement. Seule la dimension radiale du joint torique 11, formant la garniture d'étanchement latérale, requiert un usinage d'une précision relative- ment grande. Aucun des autres éléments constitutifs n'exige un usinage d'une précision particulièrement grande, et l'écart dimensionnel de ces éléments, dans la direction de leur empilement, est compensé par la rondelle élastique 10 si bien qu'aucun problème ne peut survenir. Dans la réalisation dans laquelle la plaque extrême 9, ayant pour effet de recevoir en fin de compte la force de la pression, est montée rigidement à l'extrémité du boîtier par matage, il est possible de procéder à un assemblage provisoire avec finition uniforme; en outre, il est possible d'obtenir une structure d'étanchement de la partie qui est soumise à une forte pression et forme un seul tenant avec le boîtier 1, ce qui permet d'amélio- rer la fiabilité quant à la robustesse mécanique du commutateur. Il apparaîtra aisément que la réalisation du commu- tateur manosensible conformément à la présente invention offre de nombreux avantages. Par exemple, la membrane amorphe est en particulier disposée de manière à ne pas être coincée par le boîtier, mais à pouvoir coulisser le long de la face interne de la paroi de celui-ci, de sorte qu'elle n'est pas soumise à l'influence d'une con- trainte agissant latéralement. La région exposée à la pression est optimalement assemblée de manière à subir une pression uniforme sur sa surface soumise à la pres- sion. Cette région exposée à la pression peut être aisé- ment assemblée dans le boîtier. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au commutateur décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 7 2578089 REVENDICATIONS 1. Commutateur sensible à la pression, comprenant une plaque perforée (4) percée d'un orifice traversé par un fluide sous pression, une membrane amorphe (5) présentant une surface exposée à la pression dudit flui- de pressurisé, ainsi qu'un enroulement capteur (8) pour détecter une déformation mécanique de ladite membrane amorphe provoquée par la pression dudit fluide, sous la forme d'une variation intervenant dans un signal électrique, commutateur caractérisé par le fait que ladite plaque perforée (4) et ladite membrane amorphe (5) sont logées dans un boîtier (1) de manière à pouvoir coulisser le long de la face interne de la paroi de ce boitier, des moyens d'étanchement (11, 12) étant inter- posés entre la plaque (4) et la face interne de la paroi du boitier (1), ainsi qu'entre cette plaque (4) et la membrane amorphe (5). 2. Commutateur sensible à la pression, comprenant une plaque perforée (4) percée d'un orifice traversé par un fluide sous pression, une membrane amorphe (5) pré- sentant une surface exposée à la pression dudit fluide pressurisé, ainsi qu'un enroulement capteur (8) pour dé- tecter une déformation mécanique de ladite membrane amorphe provoquée par la pression dudit fluide, sous la forme d'une variation intervenant dans un signal élec- trique, commutateur caractérisé par le fait que ladite plaque perforée (4) et ladite membrane amorphe (5) sont logées dans un boitier (1) de manière à pouvoir coulisser le long de la face interne de la paroi de ce boîtier; par le fait que des moyens d'étanchement (11, 12) sont interposés entre la plaque (4) et la face interne de la paroi du boîtier (1), ainsi qu'entre cette plaque (4) et la membrane amorphe (5); et par le fait qu'un moyen élastique (10) est prévu pour charger ladite plaque (4) 8 2578089 et ladite membrane amorphe (5) dans la direction d'expo- sition à la pression. 3. Commutateur sensible à la pression, comprenant une région (9) exposée à la pression, une membrane amorphe (5) logée dans cette région exposée à la pression et présentant une surface pour recevoir la pression d'un fluide pressurisé, ainsi qu'un enroulement capteur (8) pour détecter une déformation mécanique de ladite membra- ne amorphe provoquée par la pression dudit fluide, sous la forme d'une variation intervenant dans un signal élec- trique, commutateur caractérisé par le fait que l'extré- mité postérieure de ladite région (9) exposée à la pres- sion et incorporée dans le boîtier (1) est fixée dans. ledit boitier par matage d'une région (17) de ce boitier.