Brevet FR2595467A1 — publié le 19870911

DETECTEUR DE PRESSION L'invention concerne un détecteur de pression transmettant des signaux éléectriques lors de la détection d'une pression prédé- terminée. Bien que l'on connaisse déjà de très nombreux dispositifs donnant un signal de pression par l'intermédiaire de moyens électriques, [O il existe certaines applications dans lesquelles il faut utiliser un très grand nombre de ces dispositifs et pour lesqueles des struc- tures très simples et économiques sont nécessaires. Il faut égale- ment, dans ces conditions, pouvoir monter ces dispositifs de façon très simple avec très peu de travail, et qu'ils aient une construc- tion assez bon marché pour pouvoir être utilisés une seule fois, si cela est souhaité. Une application typique de ces dispositifs est en rapport avec les sacs à dépression utilisés pour la cuisson des laminés composites, !0 en particulier dans le domaine aérospatial. Le laminé composite est par exemple un tissu de fibre de verre imprégné placé sur un moule approprié, le tissu étant amené par un sac à pression ou un sac à dépression à prendre la forme du moule. Un certain nombre de détecteurs de pression sont placés à l'intérieur d'un sac qui s'étend sensiblement horizontalement sur un panneau à cuin. Le sac est mis sous vide et les détecteurs se rétractent de façon correspondante, pour indiquer l'instant o la dépression est à une valeur prédéter- minée ou si le vide est complet. En cas de fuite, certains des-détec- teurs au voisinage de la fuite ouvrent leurs contacts et fournissent ] ainsi un signal correspondant. De même, si le sac fonctionne sous pression contre une surface, des détecteurs sont places entre le sac et la surface et se rétractent pour indiquer une pression prédéter- minée. Les détecteurs peuvent facilement être changés pour répondre au vide ou à des pressions inférieures à la pression atmosphérique, et à des pressions relativement élevées. - 2 - L'invention propose un détecteur de pression, caractérisé en ce qu'il comprend un socle ayant une paroi de fond et une paroi laté- rale définissant une coupe cylindrique fermée à une extrémité et ouverte à l'autre, un élément en forme de dé comprenant une paroi de sommet et une paroi cylindrique, un rebord extérieur formé à une extrémité de cette paroi cylindrique étant déplaçable en mouvement. alternatif à l'intérieur de la paroi latérale du socle et sensible- ment le long de celle-ci, un ressort hélicoldal disposé à l'inté- rieur de la paroi cylindrique du dé et de ladite coupe pour venir en contact avec le dé et la paroi de fond du socle, des moyens prévus sur le socle pour engager le rebord précité afin de limiter le mou- vement alternatif du dé dans la coupe, un anneau électriquement con- ducteur prévu à l'extrémité de ladite paroi cylindrique du dé, et deux conducteurs électriques espacés disposés sur le socle à l'extrémité fermée de ladite coupe pour coopérer par contact avec l'anneau précité. D'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention appa- raitront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexes et dans lesquels: La figure 1 est une vue de dessus d'un détecteur selon l'invention; La figure 2 est une vue en élévation de ce détecteur; La figure 3 est une vue de dessous du détecteur; La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4.4 de la figure 1, et représente le détecteur au repos; La figure 5 est une vue semblable à la figure 4, mais représente le détecteur en position de travail. Dans l'exemple de réalisation représenté, le détecteur de pression selon l'invention comprend un socle 6 réalisé de préférence par moulage d'un matériau renforcé électriquement isolant, tel qu'une matière plastique comprenant des inclusions de fibre de verre. Le socle est avantageusement circulaire en plan et est symétrique autour d'un axe 7, et comprend une paroi de fond 8 ayant une surface -3inférieure plane 9 et une paroi latérale sensiblement cylindrique raccordée à une partie de paroi latérale oulharique 11. Le socle est essentiellement creux et comprend une cavité centrale 12 cylin- drique à section circulaire, définie par une paroi latérale 13, fermée par la paroi de fond 8 et ouverte à son extrémité supérieure. Le socle est en forme de coupe. La cavité 12 a un diamètre relative- ment important e débouche dans une partie 14 ayant un diamètre plus faible, en formant un étage intermédiaire 15 de forme plane ou annu- laire perpendiculaire à l'axe 7. Un rebord 16 à configuration annulaire est formé à l'extrémité infé- rieure d'un dé 17 en une matière plastique renforcée semblable, qui est de forme cylindrique à section circulaire pour sa majeure partie et qui est coaxial.. à l'axe 7, le rebord 16 étant destiné à être déplacé en mouvements alternatif. à l'intérieur de la cavité 12 et à glisser facilement le long de la paroi 13 de cette cavité. La paroi latérale 18 du dé est raccordée à une paroi supérieure 19 ayant avan- tageusement la forme d'un dôme. L'intérieur du dé comprend une paroi 21 cylindrique à section circulaire recevant librement une extrémité d'un ressort hélicoïdal 22 en fil métallique ayant de préférence une section circulaire et formé avec des extrémités aplaties ou écrasées 23 et 24 destinées à venir buter sur les parois d'extrémités adjacentes et 26 du dé et du socle. Comme le ressort est agencé pour exercer une force dans une direction de séparation des deux éléments, on a prévu un anneau d'arrêt 31 monté dans une rainure 32 formé dans la paroi du socle et sur le trajet du rebord 16. Le ressort est mainte- nu en général dans un état de légère compression, mais si l'on exerce une force plus grande sur le dé tendant à déplacer ensemble le dé et le socle, le ressort est comprimé et résiste à ce déplacement. Un anneau 33 en matériau électriquement conducteur est disposé sur la face inférieure du rebord 16 et de préférence contre celle-ci, cet anneau 33 étant. plan pour sa majeure partie et comprenant égale- ment un rebord 34 tourné vers le haut et destiné à être noyé dans le - 4 - matériau du dé, de façon à maintenir l'anneau 33 en position. Sur le socle et dans la paroi latérale 10 de celui-ci, on a prévu deux conducteurs électriques 36 et 37 qui s'étendent sur la face supérieure de l'épaulement 15 et à l'intérieur de la paroi latérale du socle, en étant noys dans celle-ci. Juste en dessous des conducteurs, le socle est conformé pour Présenter une cavité 38 ayant en plan la forme représentée en figure 3 et comprenant des parois incurvées autour d'alésages filetés 39 et 41 formés dans le socle. Des vis de liaison 42 et 43 sont disposées dans la cavité 38 et sont protégées par celle-ci. Les vis traversent la matière du socle et s'engagent dans des orifices filetés 44 des conducteurs. Dans un exemple d'utilisation du dispositif, le socle est monté à un emplacement approprié, en général par collage de sa face 9 sur un support adéquat. Les vis de liaison 42 et 43 sont desserrées,des fils 49 de connexion électrique à un circuit externe sont montés sur les vis, et les vis sont resserrées, en reliant ainsi les conducteurs 36 et 37 au circuit externe, bien que celui-ci ne soit pas fermé tant que les conducteurs 36 et 37 ne sont pas réunis. Lorsqu'une pression est exerce sur le sommet du dé 17, elle tend à déplacer le dé vers le bas à l'intérieur du socle. Il en résulte une compression du ressort hélicoïdal 22 jusqu'à ce que la force de résistance de ce ressort soit entièrement surmontée et crue l'anneau conducteur 33 vienne au contact des conducteurs 36 et 37 pour les réunir. Cela se produit uniquement lorsque la pression exercée sur le dé est suffi- sante pour surmonter la force de compression du ressort et permettre le déplacement axial nécessaire du dé par rapport au socle. Lorsque le contact électrique est réalisé, il y a transmission d'un signal à distance montrant qu'une pression déterminée a été exercée sur le dé. Dans des conditions, le dé est déplacé de façon rectiligne par l'augmentation de pression, mais s'il doit tourner pour une raison quelconque au cours de ce mouvement, cette rotation n'a pas de consé- quence car l'anneau 33 est annulaire et, quelle que soit la rotation - 5 - du dé, permet de fermer le circuit entre les conducteurs 36 et 37. Pendant le mouvement du dé, le ressort est maintenu dans une confi- guration coaxiale du fait que l'une de ses extrémités est sensible- ment enfermée dans la cavité 14 du socle, tandis que son autre extré- mité est enfermée dans la cavité définie par la paroi 21 du dé. A la fin d'un essai, le détecteur peut être laissé en place, ou bien retiré pour une autre utilisation. A tout moment, l'anneau d'arrêt 31 peut être démonté et le dé peut être sorti du socle avec ou sans 0 l'assistance du ressort, et le ressort lui-même peut être retiré. Le remontage du ressort et du dé s'effectuent par les mêmes opérations réalisées dans l'ordre inverse. Des ressorts de forces différentes peuvent être montés, pour adapter le détecteur à des fonctions différentes. La construction de ce détecteur est très simple et très bon marché. Le détecteur peut être destiné, avec une grande efficacité, à un seul 0 usage, ou à des usages répétés différents, en fonction des besoins. -6- REVENDICATIONS 1) Détecteur de pression caractérisé en ce qu'il comprend un socle (6) ayant une paroi de fond (8) et une paroi latérale (10) définis- sant une coupe cylindrique fermée à une extrémité et ouverte à l'autre un dé (17) comprenant une paroi de sommet (19) et une paroi cylin- drique (18), un rebord extérieur (161 formé à une extrémité de ladite paroi cylindrique (18) et déplaçable en mouvement alternatif à l'intérieur de ladite paroi latérale (10) du socle et sensiblement le long de celle-ci, un ressort hélicoïdal. (22) disposé à l'intérieur de la paroi cylindrique (18) du dé et de ladite coupe et destiné.à venir buter sur le dé (17) et sur la Paroi de fond (8) du socle, des moyens (31) prévus sur le socle (6) pour engager le rebord précité (16) afin de limiter les mouvements alternatifs du dé (17) dans ladite coupe, un anneau (33) électriquement conducteur prévu à ladite extré- mité de la paroi (18) du dé, et deux conducteurs électriques (36), (37) espacés et disposés sur le socle (6) à l'extrémité fermée de ladite coupe pour coopérer par contact avec l'anneau (33) précité. 2) Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe cylindrique et le rebord (16) du dé sont symétriques autour d'un axe (7), la paroi de fond (8) du socle et la paroi de sommet (19) du dé ayant des surfaces (25), (26) disposées dans des plans parallèles perpendiculaires à l'axe (7), le ressort hélicoïdal (22) ayant des extrémités aplaties (23), (24) appliquées sur lesdites surfaces paral- lèles (25), (26). 3) Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau électriquement conducteur (33) est coaxial à l'axe (7) et a un rayon prédéterminé, et en ce que les conducteurs précités (36), (37) compren- nent des parties éloignées de l'axe (7) d'une distance égale à ce rayon. 2595'67 - 7 - 4) Détecteur selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le dé (17) est en matière plastique moulée et en ce que l'anneau électro-conducteur (33) comprend au moins une partie (34) moulée ou noyée dans le dé. ) Détecteur selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé par des moyens définissant une cavité (14) dans la paroi de fond (8) du socle pour recevoir et entourer étroitement une extrémité du ressort (22). o 6) Détecteur selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que la paroi cylindrique (18) du dé comprend une face interne (21) entourant étroitement une extrémité du ressort (22). 7) Détecteur selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le socle (6) comprend un épaulement (15) entre la face interne de sa paroi de fond (8) et la face interne de sa paroi latérale (10), et en ce que les conducteurs précités (36), (37) sont disposés à l'intérieur de ladite paroi latérale (10) et s'étendent O entre une cavité (38) formée sur l'extérieur du socle et ladite cavité (].2) formée à l'intérieur du socle. 8) Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi de fond (8) du socle comprend une surface extérieure (9) et une surface intérieure (26) qui sont sensiblement perpendicu- laires à l'axe (7), la paroi latérale (10) étant sensiblement circu- laire autour de cet axe et étant raccordée par une extrémité à la paro.i de fond (8) et ouverte à son autre extrémité, cette paroi latérale (10) ayant une surface interne (13) sensiblement cylindrique autour de l'axe (7) avec un rayon important prédéterminé, et une autre sur- face interne (14) sensiblement cylindrique autour de lia>e (7) avec un rayon plus faible prédéterminé, des moyens définissant un. surface d'épaulement interne (15) du socle s'étendant dans un plan perpendi- culaire audit axe et raccordée avec lesdites surfaces internes (13) et (14), des moyens définissant une rainure (32) coaxiale audit axe et formée dans ladite paroi latérale (10) au voisinage de son autre extrémité, des moyens définissant une cavité (38) dans le socle (6) débouchant sur la paroi de fond (8) et la paroi latérale (10), le dé (17) comprenant une jupe ou paroi cylindrique (18) avec une surface interne (21) et une surface externe qui sont coaxiales à l'axe (7), et une extrémité annulaire (16), la paroi de sommet (19) du dé ayant une face interne supérieure (25) sensiblement perpendiculaire à l'axe (7) et faisant partie du dé pour fermer une extrémité de celui-ci, le rebord (16) formé à l'autre extrémité du dé étant en contact glissant avec la surface interne (15) de la paroi latérale (10) du socle, le ressort (22) précité ayant une extrémité sensiblement plate appliquée sur la face interne de la paroi de fond (8) du socle et une autre extrémité sensiblement plate appli- quée sur la face interne (25) de la paroi supérieure du dé, un anneau de retenue ou d'arrêt (31) monté dans la rainure (32), l'anneau conduc- teur précité (33) étant coaxial à l'axe (7) et monté sur et dans l'extrémité annulaire (16) du dé, les deux conducteurs électriques (36), (37) espacés circonférenciellement autour dudit axe s'étendant radialement dans la paroi latérale (10) du socle et sur la surface d'épaulement (15) de celui-ci, deux moyens électro-conducteurs de fixation (42), (43) étant logés dans ladite cavité (38) et s'étendant à travers le socle pour venir au contact respectivement des conduc- teurs précités (36), (37).