Brevet FR2599497A1 — publié le 19871204

1. La présente invention concerne un dispositif pour détecter le niveau d'un liquide dans un réservoir et, plus particulièrement un dispositif pour détecter le niveau du carburant dans un réservoir de véhicule. Le dispositif de la présente invention est d'un type comprenant une bride qui peut être fixée à une paroi du réservoir, un flotteur qui peut être déplacé par le liquide contenu dans le réservoir et contient un élément de contact électrique glissant, pendant la marche, sur une résistance bobinée sur un élément de guidage de flotteur supporté par la bride. Le flotteur et le guide associé sont logés dans une chambre délimitée extérieurement par un tube cylindrique qui est monté autour du guide suivant le même axe et fixé à ses extrémités opposées, respectivement, sur la bride et sur un disque comportant un trou 15 traversant et commodément fixé au guide lui-même. En utilisation, la mesure du liquide présent dans le réservoir s'effectue en tenant compte de la position prise par le flotteur par rapport au 2. guide. Comme ce dernier est fixé, au moyen de la bride respective, à la paroi supérieure du réservoir, il est évident que la mesure du niveau du liquide est rapportée à la paroi supérieure du réservoir. On préfère les dispositifs du type venant d'être décrit aux autres indicateurs, car en plus de l'avantage que présente l'élimination des oscillations du flotteur et par conséquent de l'index de l'instrument connecté à la résistance, ils offrent l'autre avantage d'une indication plus précise du niveau du li10 quide grâce à l'étendue de la résistance (en général, un fil résistant) sur toute la longueur longitudinale du guide et donc essentiellement sur toute la hauteur du réservoir. Cependant, une grande partie de ce dernier avantage est perdue, dans certains réservoirs, en particulier dans ceux en matériaux plasti15 ques dans lesquels le fond du réservoir a tendance à s'affaisser sous l'effet du poids du liquide qu'il renferme et/ou sous. l'effet des variations de la pression se produisant à l'intérieur du réservoir qui ont pour origine des changements de la température ambiante. Il est par conséquent évident qu'un dépla20 cement de la paroi inférieure du réservoir implique une erreur dans l'indication du niveau du liquide, mesuré par des dispositifs connus du type spécifié ci-dessus. La présente invention a pour objet de prévoir un dispositif d'indication du niveau d'un liquide dans un réservoir, qui soit capable de surmonter les inconvénients dont souffrent les dispositifs du type connu qu'on vient d'exposer. Selon la présente invention, on atteint cet objet avec un dispositif permettant de détecter le niveau d'un liquide dans un réservoir, ce dispositif comportant: - une bride qui peut être fixée à la paroi supérieure du réservoir; - un flotteur qui peut être déplacé par le liquide, et qui porte un élément de contact électrique; - un guide pour le flotteur supportant une résis35 tance sur laquelle, sous l'effet de la poussée hydrostatique 3. exercée par le liquide, glisse l'élément de contact porté par le flotteur pendant la marche; qui est caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps en forme de coupe présentant une paroi 5 d'extrémité et une paroi latérale sensiblement cylindrique définissant une chambre qui renferme le flotteur et le guide; la paroi d'extrémité supportant une extrémité inférieure du guide et ayant au moins un trou traversant pouvant être mis en oeuvre pour placer la chambre en communication avec l'intérieur du ré10 servoir, la paroi latérale pouvant être animée d'un mouvement de translation perpendiculaire à la paroi d'extrémité de la bride entre une première et une seconde position de façon que la distance entre les parois d'extrémité du corps en forme de coupe et de la bride puisse varier, respectivement entre une première valeur 15 et une seconde valeur supérieure à la première; et - un moyen élastique pratiquement interposé entre le corps en forme de coupe et la brise et pouvant être mis en oeuvre pour exercer une poussée élastique tenant à provoquer la translation du corps en forme de coupe entre la première position 20 et la seconde position. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une élévation en coupe d'un dispositif 25 selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 1 avec des parties éliminées pour la rendre plus claire; et La figure 3 illustre sous forme schématique et à échelle réduite, le dispositif de la figure 1 dans trois conditions différentes de service. En liaison plus particulièrement avec la figure 1, on a représenté dans ses grandes lignes par la référence 1 un dispositif pour la détection du niveau d'un liquide dans un réservoir, en particulier dans le réservoir de carburant d'un 4. véhicule automobile. Les-parois supérieure et inférieure de ce réservoir sont représentées, en particulier, par les références 3 et 4 respectivement, et le réservoir est commodément réalisé en matériau plastique. Le dispositif 1 comprend essentiellement - une bride 5 présentant une saillie annulaire radiale qui repose, au moyen d'un joint 7, également de forme annulaire, sur la surface extérieure de la paroi supérieure 3 du réservoir 2; - un -flotteur 8 qui peut être déplacé par le liquide et qui porte un élément de contact électrique 9; - un guide 10 pour le flotteur 8 supportant un fil résistant 11 enroulé en spirale, sur lequel coulissent pendant la marche des balais conducteurs 12 de l'élément de con15 tact 9 lorsque le flotteur 8 glisse le long du guide 10 sous l'effet de la poussée hydrostatique exercée par le liquide. Selon la présente invention, le dispositif 1 comporte un corps 15 en forme de coupe ayant une paroi d'extrémité 16 et une paroi latérale 17 sensiblement cylindrique définissant 20 une chambre 18 dans laquelle sont renfermés, dans la position axiale, le flotteur 8 et le guide associé 10. Plus en détail, la paroi d'extrémité 16 présente des trous traversants 19 capables, pendant la marche, de mettre le chambre 18 en communication avec l'intérieur du réservoir 2. En outre, la paroi d'ex25 trémité 16 présente, dans une position axiale, une partie convexe 20 définissant un manchon 21 à l'intérieur duquel est montée à ajustement serré une partie inférieure 22 du guide 10. En outre, entre le manchon 21 et la partie 22, est interposée une paire terminale d'un ressort en spirale 23 pouvant être mis en oeuvre pour compenser, d'une manière connue, une partie du poids du flotteur 8 lorsque ce dernier se trouve très près de la-paroi inférieure 4 du réservoir 2. La bride 5 présente une structure sensiblement en forme de coupe, avec une paroi d'extrémité 25 et une paroi laté35 rale 26 sensiblement cylindrique. Plus particulièrement, le 5. diamètre extérieur de la paroi latérale 17 du corps 15 est légèrement inférieur au diamètre intérieur de la paroi latérale 26 de la bride 5. Le corps 15 est monté en coulissement à l'intérieur de la bride 5 et comporte plus particulièrement une nervure extérieure longitudinale 27 dans laquelle est engagée une dent 28 s'étendant radialement à partir de la paroi latérale 26 afin de limiter le mouvement de translation vers le bas du corps 15 par rapport à la bride, ainsi que la rotation relative de l'un par rapport à l'autre. On remarquera en outre que sur une portion d'extrémité 30 du guide 10, au côté opposé à la portion inférieure d'extrémité 22, est monté suivant un ajustement serré un chapeau 31 à partir duquel s'étend radialement une portion annulaire 32, dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre inté 15 rieur de la paroi latérale 17 du corps 15. De cette façon, le guide 10 est placé correctement à l'intérieur du corps associé 15. Entre les surfaces en regard de la paroi d'extrémité 15 de la bride 5 et la portion annulaire 32 du chapeau 31 est interposé un ressort conique 33, dont la fonction est d'exercer 20 une poussée élastique tendant à provoquer la translation du corps 15 perpendiculairement à la paroi 25 de la bride 5. Dans l'exemple illustré, le fil résistant 11 est utilisé en rhéostat, plus particulièrement pour mesurer la distance présente entre les bornes placées à'proximité de la portion supérieure 30 25 du guide 10 et la zone sur laquelle coulissent les balais 12 de l'élément de contact 9. A cet effet, cet élément est connecté au moyen d'un fil conducteur 35 enroulé en spirale à un connecteur intermédiaire 36 porté par la portion annulaire 32. Le connecteur 36 est à son tour relié au moyen d'un au30 tre fil conducteur 37 bobiné en spirale (voir également figure 2), à une partie de raccordement d'une plaque façonnée 39. Cette dernière est reliée électriquement, comme illustré en figure 2, à un connecteur 40 qui, d'une manière non illustrée, est en saillie sur la bride 5. L'extrémité du fil résistant 11 proche de la portion 6. supérieure 30 du guide 10 est reliée par un connecteur 41 à une extrémité du ressort 33 réalisé commodément en matériau conducteur. Ce dernier repose du c6té opposé sur une plaque conductrice 42 qui est montée à ajustage serré sur un axe 43 en saillie sur la paroi d'extrémité 25 de la bride 5. La plaque 42 est également reliée à un connecteur électrique associé 44 (voir figures 1 et 2) qui est également en saillie sur la bride 5. On décrira ci-dessous le fonctionnement du dispositif 10 1 en liaison tout d'abord avec la figure 3, dans laquelle sont illustrées trois positions différentes prises par le dispositif en fonction des trois positions respectives occupées par la paroi d'extrémité 4 du réservoir 2. En particulier, en figure 3a, la distance entre les surfaces en regard des parois supé15 rieure et inférieure du réservoir 2 est minimum, ce qui permet la mise en position du dispositif 1. En effet, la bride 5 de ce dernier est correctement ancrée à la paroi supérieure 3 du réservoir 2, alors que la surface de la paroi d'extrémité 16 du corps 15 repose sur la surface correspondante de la paroi 20 inférieure 4 du réservoir 2, lorsque le chapeau 31 repose sur l'axe 43. Par conséquent, le dispositif 1 présente une longueur minimum dans le sens axial de cette configuration. La figure 3c illustre le dispositif de la figure 1 dans la condition de marche opposée à celle illustrée en figu25 re 3a. En effet, dans cette condition, la paroi inférieure 4 du réservoir 2 se trouve au-dessous de la paroi d'extrémité 16 du corps 15 qui, cependant, sous l'effet de la poussée élastique exercée par le ressort 33 prend l'extension maximum dans le sens axial. Plus précisément, il est animé d'un mouvement de 30 translation par rapport à la bride 5 sur une distance légèrement inférieure à la longueur de la rainure 25 et précisément jusqu'à ce que la dent 28 intercepte une partie de la paroi 17 du corps 15 délimitant le sommet de la rainure 27. Il est évident que les conditions de fonctionnement du dispositif 1 il35 lustrées en figures 3a et 3c sont des conditions limites qui, 7. en général, ne se produisent pas. La configuration de fonctionnement la plus fréquente est celle illustrée en figure 3, dans laquelle le corps 15 se déplace partiellement à partir de la bride 5 sous la poussée élastique exercée par le ressort 33 jusqu'à ce que la paroi d'extrémité 16 associée repose sur la paroi inférieure 4 du réservoir 2. Dans cette position, le corps peut se déplacer d'une façon identique le long de son axe, dans les deux directions de manière à suivre parfaitement les mouvements de la paroi inférieure 4 du réservoir 2 qui peuvent 10 se produire sous l'effet tant de l'augmentation du poids due au carburant que d'uneaugmentation éventuelle de la pression de l'air à l'intérieur du réservoir 2. L'étude des caractéristiques du dispositif formé selon la présente invention fait ressortir les avantages qu'il permet d'obtenir. Tout d'abord, étant donné que le corps 15 en forme de coupe est maintenu en contact avec la surface de la paroi inférieure 4 du réservoir 2 supportant ce corps et la partie sensible du dispositif 1 (flotteur 8, guide 10 et fil résistant associé 11), la détection du niveau du liquide est effec20 tuée par référence à la paroi inférieure 4 du réservoir 2.Par conséquent,l'indication du contenu en liquide est rendue plus précise et n'est affectée que d'une manière extrêmement limitée par les déformations de la paroi inférieure 4 du réservoir 2. Enfin, il est clair que le dispositif 1 venant d'être 25 décrit, peut être soumis à des modifications et des variantes sans qu'on sorte du domaine de la présente invention. Par exemple, on peut introduire de grandes modifications quant à la façon avec laquelle les connexions électriques sont réalisées entre les connecteurs 40 et 44 et, respectivement, l'élé30 ment de contact 9 coulissant au moyen de son balai 12 sur le fil résistant 11, et la borne fixée à ce fil résistant peut être rapprochée de la partie supérieure 30 du guide 10. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au 35 contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 259?497 8. REVENDICATIONS 1 - Dispositif (1) pour détecter le niveau d'un liquide dans un réservoir (2), le dispositif étant du type comportant: - une bride (5) qui peut être fixée à la paroi supérieure (3) du réservoir (2); - - un flotteur (8) qui peut être déplacé par le liquide et qui supporte un élément de contact électrique (9); - un guide (10) pour le flotteur (8) supportant une 10 résistance (11), sur laquelle, pendant la marche, l'élément de contact (9) portée par le flotteur (8) coulisse sous l'effet de la poussée hydrostatique exercée par le liquide; caractérisé en ce qu'il comprend: un corps en forme de coupe (15) ayant une paroi d'extrémité (16) et une paroi latérale sensiblement cylindrique (17) définissant une chambre (18) dans laquelle sont contenus le flotteur (8) et le guide (10), la paroi d'extrémité (16) supportant l'extrémité inférieure (22) du guide (10) et comportant au moins un trou traversant (19) pouvant être mis en oeu20 vre pour mettre la chambre (18) en communication avec l'intérieur du réservoir (2); la paroi latérale (17) pouvant être animée d'un mouvement de translation perpendiculaire à la paroi d'extrémité (25) et la bride (5) entre une première position et une seconde position de façon que la distance entre les parois d'extrémité (16, 25) du corps (15) et de la bride (5), respectivement, puisse varier entre une première valeur et une seconde valeur supérieure à la première valeur; et - un moyen élastique (33) sensiblement interposé entre le corps (15) et la bride (5) et pouvant être mis en oeu30 vre pour exercer une poussée élastique tendant à provoquer un mouvement de translation du corps (15) à partir de la première position vers la seconde position. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride (5) a essentiellement la forme d'une cou35 pe et comporte une paroi latérale sensiblement cylindrique (26) 9. qui s'étend perpendiculairement à la paroi d'extrémité (25) et renferme une portion supérieure de la paroi latérale (17) du corps en forme de coupe (15). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi latérale (17) du corps en forme de coupe (15) a sur son côté extérieur une rainure longitudinale (27) dans laquelle s'engage une dent correspondante (28) s'étendant radialement à partir de laparoi latérale (26) de la bride (5). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica10 tions précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (30) du guide (10) porte un élément formant entretoise qui s'étend radialement (31), dont un bord latéral coopère avec la surface intérieure de la paroi latérale (17) du corps en forme de coupe (15) afin de maintenir le guide (10) directement en place par 15 rapport au corps en forme de coupe (15). - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen élastique (33) est interposé entre l'élément formant entretoise (31) et la paroi d'extrémité (25) de la bride (5). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen élastique (33) est constitué sensiblement par un ressort, dont les parties opposées d'extrémité reposent respectivement sur la surface de la paroi d'extrémité (25) de la bride (5) et sur la surface opposée de l'élément formant entretoi25 se (21). 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (33) a une structure tronconique. 8 - Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le ressort (33) est en matériau 30 conducteur de l'électricité et constitue l'un des éléments de liaison électrique entre une borne de la résistance (11) et un connecteur électrique (44) s'étendant à l'extérieur de la bride (5). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica35 tions 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de fils 10. conducteurs (35, 37) ayant une première borne connectée en commun et sensiblement en correspondance avec l'élément formant entretoise (31), et une seconde borne reliée respectivement à l'élément de contact électrique (9) porté par le flotteur (8) 5 et un connecteur électrique (40) dont une portion d'extrémité est en saillie sur la bride (5). -Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (23) fixé à la paroi d'extrémité (16) du corps en forme de cou10 pe (15) et autour du guide (10), le ressort (23) étant capable de transmettre au flotteur (8) une poussée élastique dirigée vers le haut lorsque ce dernier est situé à proximité de la paroi d'extrémité (16) du corps en forme de coupe (15). 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica15 tions précédentes, caractérisé en ce que la bride (5) et le corps en forme de coupe (15) sont en matériau plastique.