Brevet FR2659441A1 — publié le 19910913

L'invention a pour objet un dispositif de mesure du niveau de liquide dans un réservoir du type comprenant un flotteur solidaire d'un bras mobile en rotation autour d'un axe et lié à un curseur apte à se déplacer sur la piste d'un potentiomètre à résistance, de façon à donner, à travers des moyens de mesure appropriés, une indication de niveau en fonction de la position dudit flotteur. Dans les dispositifs de ce type qui sont utilisés, par exemple, pour mesurer le niveau de carburant dans les réservoirs des véhicules automobiles, il existe la plupart du temps un écart entre le niveau réel de liquide et l'indi- cation de la jauge. Cet écart peut être provoqué par différents facteurs, notamment par les tolérances de fabrication admises sur les éléments de l'équipage mobile et sur le réservoir, ou bien par une déformation, au montage, de certains éléments, en particulier du bras du flotteur. On a déjà proposé des systèmes permettant d'obtenir en un point précis de la fonction de transfert une indication exempte d'erreur en agissant manuellement sur les positions respectives des éléments de l r équipage mobile. Dans un procédé bien connu, par exemple, on place le flotteur dans une position déterminée, correspondant au niveau minimal et lVon agit sur le bras du flotteur jusqu'à ce que l'on obtienne l'indication de mesure désirée. Le brevet français 2 549 836 décrit un autre procédé dans lequel on fait varier la position du boîtier support de potentiomètre de mesure par rapport au bras du flotteur, lorsque celui-ci est placé dans la position correspondant au niveau minimum de liquide. Toutefois, ces divers procédés ne permettent d'obtenir une indication exacte qu'en un seul point de la fonction de transfert de la jauge, c'est-à-dire pour une seule position de flotteur. En général dans les jauges indicatrices du niveau de carburant utilisées dans les véhicules automobiles, on choisit de caler l'indicateur sur le point correspondant au niveau minimal, parce que c'est celui qu'il est nécessaire de connaître avec précision, étant donné qu'il correspond à un seuil d'alerte. Cependant il serait bon également d'afficher de façon précise le niveau maximum de remplissage correspondant au "plein" du réservoir. Les dispositifs que l'on vient de décrire ne permettent pas d'obtenir une telle précision. C'est un objet de la présente invention de fournir un dispositif de mesure de niveau de liquide dont l'indication soit étalonnée en deux points de sa fonction de transfert. Un autre objet est de fournir un procédé d'étalonnage pour mettre en oeuvre un dispositif de mesure de niveau de liquide conforme à l'invention. Pour cela, on propose un dispositif de mesure de niveau de liquide dans un réservoir du type comportant un équipage mobile formé d'un flotteur solidaire d'un bras de liaison mobile en rotation autour d'un axe, pour suivre le niveau de liquide, et lié à un curseur apte à se déplacer sur la piste d'un élément résistif, lui-même relié à un dispositif de mesure et d'affichage capable de fournir, à partir de la valeur de la résistance comprise entre l'une de ses extrémités et le curseur mobile, une information représentative de la position du flotteur, cette information étant étalonnée à un niveau prédétermine par un moyen de réglage de la position du bras du flotteur par rapport à celle du curseur sur l'élément résistif. Selon l'invention le flotteur comporte en outre des moyens pour rendre fixe sa position par rapport au curseur, telle que définie par le premier étalonnage et des moyens pour régler sa position par rapport au bras de liaison, en fonction de l'indication du curseur, pour un second niveau déterminé. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen pour rendre la position du flotteur fixe par rapport à celle du curseur est une gorge pratiquée dans sa surface externe dans laquelle est engagée et maintenue une branche de son bras de liaison. De plus, les moyens pour régler la position du flotteur par rapport à son bras de liaison sont constitués par au moins un perçage traversant ledit flotteur selon une direction radiale et débouchant d'un côté dans la gorge précitée, pour recevoir l'extrémité recourbée de la branche du bras de liaison engagée dans ladite gorge. On précisera que l'extrémité recourbée du bras de liaison fait saillie sur la surface du flotteur opposée à la gorge et qu'elle est retenue par un moyen approprié, par exemple une rondelle élastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la gorge est pratiquée dans le flotteur selon une direction axiale. Selon une variante de réalisation, ladite gorge fait un angle non nul avec la direction axiale du flotteur. Selon un réalisation avantageuse, le flotteur comporte plusieurs perçages radiaux. Dans une autre variante de réalisation du flotteur, celui-ci comporte un alésage axial dans lequel est engagé, libre en translation, la branche d'extrémité de son bras de liaison. Il est également prévu des moyens d'arrêt en translation du flotteur sur ladite branche d'extrémité. De préférence, le flotteur est un solide polyèdrique ou cylindrique. L'invention propose encore un procédé permettant l'étalonnage en deux points de sa fonction de transfert d'un dispositif de mesure de niveau conforme aux caractéristiques précédentes par lequel a- on règle la position du curseur mobile sur l'élément résistif en fonction de la position du flotteur correspondant au premier niveau d'étalonnage, selon une méthode de l'art antérieur, b- on fixe le flotteur, par rapport au curseur dans la position ainsi déterminée, c- on règle la position du flotteur par rapport à son bras de liaison, de façon que ledit flotteur soit en équilibre dans le liquide, au second niveau d'étalonnage, lorsque la position du curseur sur 11 élément résistif correspond à l'indication exacte dudit niveau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de mesure de niveau de liquide dans un réservoir, - La figure 2 est un schéma de fonctionnement de la liaison bras-flotteur selon l'art antérieur et selon l'invention, - La figure 3 est une vue de face d'un flotteur selon l'invention, - La figure 4 est une vue en coupe radiale selon I-I de la figure 3, - La figure 5 est une vue du dessus du flotteur et, - La figure 6 est une vue de face d'une variante de réalisation du flotteur. - La figure 7 est une vue d'une autre variante de réalisation du flotteur et, - La figure 8 est un schéma de fonctionnement de la liaison bras-flotteur selon cette dernière variante. Sur la figure 1 est représenté un dispositif de mesure de niveau de liquide dans un réservoir 1, par exemple de véhicule automobile. Ce dispositif est composé d'un boîtier 2 dans lequel est implanté un élément résistif 3, réalisé de toute manière appropriée, par exemple par enroulement d'un fil métallique ou bien par dépôt d'une couche résistive sur un support isolant. L'élément résistif possède une forme semi-circulaire centrée sur un axe 4 lequel est également l'axe de rotation d'un curseur 5 qui se déplace au contact de l'élément résistif 3. Le boîtier 2 est fixé sur un tube 6, par exemple un tube d'alimentation ou de refoulement en carburant, lui-même fixé à une embase 7 assemblée de façon amovible ou non au réservoir 1 et qui constitue, par exemple, un bouchon dudit réservoir. En outre, un bras de liaison 8 est rendu solidaire du curseur 5 par l'une de ses extremités et d'un flotteur 9 par l'autre. Sur la figure 2 on a représenté deux niveaux N1, N2 du liquide dans le réservoir, ainsi que les positions correspondantes de l'équipage mobile. On voit que, en réponse au déplacement du flotteur 9 en fonction du niveau de liquide, le curseur 5 se déplace sur l'élément résistif 3, engendrant une information représentative de la position dudit flotteur, obtenue par mesure de la résistance électrique existant entre le curseur 5 et l'une des extrémités de l'élément résistif 3. En général, comme on l'a représenté figure 1, le flotteur utilisé est cylindrique ou polyèdrique et le bras 8 est articulé sur lui de telle sorte que sa ligne de flottaison soit toujours parallèle à son axe longitudinal. On conçoit que divers facteurs puissent intervenir pour influer sur la fonction de transfert d'un tel dispositif, de sorte que la position du curseur sur l'élément résistant ne soit pas celle initialement définie pour correspondre à une position donnée du flotteur. On a cité plus haut des exemples de tels facteurs. De sorte que, pour être sûr d'avoir au moins en un point précis une indication exacte du niveau, on procède à un réglage manuel. Celui-ci est couramment réalisé sur le niveau minimal, correspondant au seuil d'alerte, que l'on a référencé en N1 sur les figures. Pour réaliser cet étalonnage, il suffit de placer le flotteur 9 à ce niveau et de modifier la liaison entre le bras 8 et l'élément résistif 3 pour que le curseur 5 soit dans la position correspondant à l'indication de ce niveau N1. Deux solutions sont possibles pour parvenir à ce résultat, soit agir sur la conformation dudit bras 8 pour qu il place le curseur 5 sur le point A de l'élément résistif 3 correspondant à la valeur recherchée, soit agir sur l'élément résistif 3 pour placer le point A en face de la position du curseur 5 fixée par la position du bras du flotteur - Quelle que soit la solution adoptée, il est évident que cet étalonnage n'est valable que pour un niveau du liquide et que, si l'on veut connaître un autre niveau avec exactitude, on ne peut plus l'obtenir avec le même procédé sans modifier le réglage précédent. Sur la figure 2 on a représenté en traits pleins la trajectoire drun équipage mobile selon cet art antérieur et en pointillés celle d'un équipage mobile selon l'invention, les éléments de ce dernier portent les mêmes références distinguées par l'indice "a". Pour une meilleure compréhension, on commencera par l'exposé du procédé d'étalonnage d'un dispositif de mesure de niveau selon l'invention, on décrira ensuite un flotteur permettant de le mettre en oeuvre. Les deux équipages ont été préalablement étalonnés au même niveau N1 de la façon que l'on vient de décrire, de sorte que le curseurs 5 et 5a font le même angle a avec l'axe horizontal XX. En revanche, lorsque le flotteur 9 se trouve au niveau N2, correspondant par exemple au niveau maximum du réservoir, l'angle B' que fait ledit curseur 5 avec l'axe XX est différent de celui B qui serait nécessaire pour obtenir du curseur l'indication exacte du niveau. Dans le cas représenté, celui-ci se trouve légèrement en deçà de cette position. Pour pouvoir procéder à un nouvel étalonnage, il est nécessaire que l'équipage mobile conserve la mémoire du premier. Pour ce faire, la branche lia du bras 8a de liaison est rendue solidaire du flotteur 9a de façon que les positions respectives dudit flotteur 9a et du curseur 5a restent constantes et définies par l'angle e imposé à ladite branche lia par le premier niveau N1 d'étalonnage. Toutefois, il est encore possible de procéder à un ajustement de la branche lia, par rapport au flotteur 9a, à condition que cet angle e soit conserve. Pour obtenir une indication exacte du niveau N2, il suffira de placer le bras 8a de façon que le curseur 5a fasse l'angle B approprié avec l'axe horizontal XX, ce qui imposera à la branche lia et par conséquent au flotteur 9a une inclinaison 6 par rapport à l'horizontale et dont au niveau du liquide. Il suffira ensuite de déplacer le point de fixation 12a de la branche lIa, en conservant cette inclinaison 6, jusqu' à ce que le flotteur ait atteint son équilibre dans le liquide. On voit que ce nouveau réglage ne modifie pas le précédent puisque les positions respectives du flotteur 9a et du curseur 5a restent inchangées. Une réalisation d'un flotteur 13 permettant d'obtenir un tel réglage est illustrée aux figures 3 à 5. Il comporte une gorge 14 dans laquelle est engagée et maintenue la branche 15 d'un bras de liaison au curseur. Le flotteur 13 est aussi traversé de perçages radiaux 16, 17, 18 débouchant dans la gorge 14 et dans lesquels il est possible d'introduire l'extrémité recourbée 19 de la branche 15, celle-ci fait saillie en 20 sur la surface 21 du flotteur radialement opposée à la gorge 14 et elle est arrêtée par un dispositif approprié, par exemple une rondelle élastique 22. On comprendra que le nombre de perçage 16, 17, 18 correspond aux nombres de points d'ajustage que l'on veut pouvoir réaliser entre le flotteur et le bras de liaison pour l'étalonnage du second niveau. Dans cette illustration, la gorge 14 a été représentée parallèle à l'axe longitudinal du flotteur 13, ceci n'est pas obligatoire. On a représenté, figure 6, une variante de réalisation où la gorge 23 fait avec l'axe ZZ d'un flotteur 24 un angle non nul. Dans cette variante on a également représenté des perçages radiaux 25, 26 débouchant dans la gorge 23. Le montage de ces deux variantes de flotteur est identique. Pour procéder à un réglage tel qu'exposé plus haut, il suffit d'engager l'extrémité 19 de la branche 15 du bras de liaison dans l'un des perçages 16, 17, 18 ou bien 25, 26 correspondant à la position d'équilibre du flotteur au niveau N2, tout en engageant la branche 15 dans la gorge 14 ou 23 et à maintenir l'extrémité 20 de celle-ci au moyen de la rondelle élastique 22. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'étalonnage aux niveaux minimum et maximum du dispositif de mesure, cet étalonnage peut être réalisé à n'importe quel niveau intermédiaire. De même le premier niveau étalonné peut être supérieur au second, ainsi que cela est montré sur la variante représentée aux figures 7 et 8. Dans celle-ci, le flotteur 30 est traversé par un alésage axial 31 dans lequel est introduite la branche d'extrémité 32 du bras de liaison 33. Le flotteur 30 peut coulisser le long de la branche 32 et il est axialement arrêté, par exemple, par des écrous molettés 34, 35 coopérant avec un filetage de ladite branche, pour venir en appui sur les faces d'extrémité, respectivement 37 et 38 du flotteur 30. Tout autre moyen approprié peut être utilisé à la place de ces écrous, par exemple, les rondelles élastiques décrites dans les exemples précédents. Sur la figure 8 est illustré le procédé de réglage mettant en oeuvre un flotteur de ce type. Dans ce cas, le premier étalonnage est réalisé au niveau N4 le plus élevé. Le bras 33 est ajusté de façon que le curseur 36 forme avec l'axe XX l'angle ss correspondant à la valeur exacte du niveau N4. Ensuite, l'équipage mobile est amené au niveau N3 le plus bas, le curseur 36 est placé sur l'indication appropriée et l'on règle la position du flotteur 30 sur la branche 32 jusqu'à ce que son équilibre dans le liquide soit atteint. Ce réglage se traduit, par exemple, par un déplacement axial de la position 30a à la position 30b où ledit flotteur est ensuite arrêté et maintenu en position par le serrage des écrous 34 et 35. REVENDICATIONS 1- Dispositif de mesure de niveau de liquide dans un réservoir, étalonné en deux points de sa fonction de transfert, du type comportant un équipage mobile formé d'un flotteur (9), (30) solidaire d'un bras de liaison (8), (33) mobile en rotation autour d'un axe (4), pour suivre le niveau de liquide et lié à un curseur (5), (36) apte à se déplacer sur la piste d'un élément résistif (3) lui-même relié à un dispositif de mesure capable de fournir, à partir de la valeur de la résistance comprise entre l'une de ses extrémités et le curseur mobile, une information représentative de la position du flotteur (9), (30), cette information étant étalonnée à un niveau (N1), (N4) prédéterminé par un moyen de réglage de la position du bras (8), (33) du flotteur (9), (30) par rapport à celle du curseur sur l'élément résistif, caractérisé en ce que le flotteur (9a), (13), (24), (30) comporte des moyens (14), (23), (31) pour rendre fixe sa position par rapport au curseur (5a), (36) telle que définie par le premier étalonnage au niveau (N1), (N4) et des moyens pour régler sa position par rapport au bras de liaison (8a), (15), (33) en fonction de l'indication du curseur (5a), (36) pour un second niveau (N2J,(N3) détermi ne. 2- Dispositif de mesure de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour rendre la position du flotteur (9a), (13) (24) fixe par rapport à celle du curseur (5a) et constitué par une gorge (14) (23) pratiquée, dans sa surface externe dans laquelle est engagée et maintenue une branche (lIa), (15) de son bras de liaison (8a). 3- Dispositif de mesure de niveau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour régler la position du flotteur (9a), (13), (24) par rapport à son bras de liaison (8a) sont constitués par au moins un perçage (16, 17, 18), (25, 26) traversant ledit flotteur selon une direction radiale et débouchant d'un coté dans la gorge (14), (23) pour recevoir l'extrémité recourbée (19) de la branche (15) du bras de liaison (8a). 4- Dispositif de mesure de niveau selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité recourbée (19) du bras de liaison fait saillie (20) sur la surface (21) du flotteur (13) opposée à la gorge (14) et est retenue par un moyen approprié (22). 5- Dispositif de mesure de niveau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge (14) est pratiquée dans le flotteur (13) selon une direction axiale. 6- Dispositif de mesure de niveau selon l'une des revendications 1à 4, caractérisé en ce que la gorge (23) forme un angle (E) non nul avec la direction axiale du flotteur. 7- Dispositif de mesure de niveau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flotteur (13), (24) comporte plusieurs perçages radiaux (16,17,18), (25,26) 8- Dispositif de mesure de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour rendre la position du flotteur (30) fixe par rapport à celle du curseur (36) est un alésage axial (31) dans lequel est engagé, libre en translation, la branche d'extrémité (32) de son bras de liaison (33). 9- Dispositif de mesure de niveau selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'arrêt en translation (34), (35) du flotteur (30) sur la branche d'extrémité (32), coopérant en appui avec les faces dlextré- mité respectives (37), (38) dudit flotteur. 10- Dispositif de mesure de niveau selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt en translation (34), (35) sont constitués par des écrous molettés coopérant avec un filetage de la branche d'extrémité (32). 11- Dispositif de mesure de niveau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flotteur est un solide polyèdrique. 12- Dispositif de mesure de niveau selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le flotteur est un solide cylindrique. 13- Procédé d'étalonnage en deux points de sa fonction de transfert d'un dispositif de mesure de niveau conforme aux caractéristique d'au moins une des revendications précédentes par lequel on règle la position du curseur (5) sur l'élément résistif (3) en fonction de la position du flotteur (9a) correspondant au premier niveau (N1) d'étalonnage, caractérisé en ce que on fixe ensuite le flotteur (9a) par rapport au curseur (5a) dans la position ainsi déterminée et on règle enfin la position du flotteur (9a) par rapport à son bras de liaison (lla) de façon que ledit flotteur soit en équilibre dans le liquide au second niveau (N2) d'étalonnage, lorsque la position du curseur (5a) sur l'élément résistif correspond à l'indication exacte dudit niveau. 14- Procédé d'étalonnage en deux points de la fonction de transfert d'un dispositif de mesure de niveau conforme aux caractéristiques d'une des revendications 1 et 8 à 12, par lequel on règle la position du curseur (36) sur l'élément résistif en fonction de la position du flotteur (30) au premier niveau (N4) d'étalonnage, caractérisé en ce que l'on règle la position du flotteur (30), par rapport à son bras de liaison (33) au moyen d'une translation axiale dudit flotteur sur le bras d'extrémité (32), de façon qu'il soit en équilibre dans le liquide au second niveau (N3) d'étalonnage, lorsque la position du curseur (36) sur l'élément résistif correspond à l'indication exacte dudit niveau.