Brevet FR2679333A1 — publié le 19930122

La présente invention concerne d'une façon générale les capteurs de température, et notamment un capteur de température d'air extérieur pour véhicule automobile. I1 est maintenant fréquent de prévoir dans un véhicule automobile un capteur de température d'air extérieur. L'information recueillie peut être utilisée pour protéger certains organes notamment contre le gel, pour modifier les conditions de fonctionnement du moteur en fonction de la température extérieure, etc..., ou encore simplement pour un thermomètre d'air extérieur. Le capteur de température proprement-dit est classiquement constitué par un élément sensible à la température tel qu'une thermistance, abrité dans une cartouche, cassette ou analogue elle-même fixée sur ou dans un organe extérieur du véhicule (pare-chocs, rétroviseur, etc...). Dans certains cas, on souhaite monter le capteur dans une ouverture prévue dans un élément plan prévu par exemple dans un pare-chocs (par exemple la paroi du pare-chocs lui-même, une membrure interne du pare-chocs, etc...). Lorsque cet élément plan présente une tolérance importante notamment quant à son épaisseur, il devient extrêmement difficile d'assurer une fixation ferme du capteur de température quelle que soit l'épaisseur effective dans l'intervalle de tolérances. Concrètement, lorsque ces tolérances atteignent par exemple 0,5 ou 1 mm, les dispositifs de fixation classiques, par encliquetage ou analogue, ne conviennent plus car au moins pour certaines valeurs de l'épaisseur de l'élément plan, un jeu de fixation subsiste et l'on assite alors, par usure et/ou rupture sous l'effet des vibrations propres à l'environnement d'un véhicule, à une séparation de l'élément plan et du capteur. Dans certains cas, une tolérance importante quant au diamètre de l'ouverture formée dans l'élément plan peut également s'avérer préjudiciable. La présente invention vise à pallier ces inconvénients de la technique antérieure. Ainsi la présente invention concerne un capteur de température, notamment capteur de température de l'air extérieur dans un véhicule automobile, du type comprenant un corps dont une partie abrite un élément sensible à la température et des moyens de fixation dudit corps par coopération avec une ouverture formée dans un élément essentiellement plan, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent:: - au moins deux pattes montées de façon flexible sur le corps de capteur, séparées par des espaces et comportant des zones intermédiaires sont inscrites dans un contour correspondant à la forme de l'ouverture et des zones d'extrémité libre définissant chacune un décrochement vers l'extérieur, par rapport à la zone intermédiaire associée, et - au moins deux languettes flexibles de rattrapage de jeu s'étendant en oblique par rapport à la direction générale des pattes, l'insertion des pattes dans l'ouverture amenant l'élément plan, au voisinage de ladite ouverture, à être pincé élastiquement entre lesdits décrochements et des régions d'extrémité libre des languettes pour des valeurs variables de l'épaisseur de l'élément plan. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation verticale partielle d'une partie d'un capteur de température selon l'invention, à un stade intermédiaire de sa fabrication, la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II d'une partie du capteur, à un deuxième stade intermédiaire de sa fabrication, la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la partie de capteur de la figure 2, la figure 4 est une vue en perspective de la partie de capteur des figures 2 et 3, la figure 5 est une vue en coupe longidutinale médiane du capteur selon l'invention, une fois terminé, la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5, la figure 7 est une vue de face du capteur des figures 5 et 6, et la figure 8 est une vue de dessous du capteur des figures 5 à 7. En référence tout d'abord à la figure 1, un élément capteur de température, en l'espèce une thermistance 10, comporte deux pattes métalliques 12 pour sa connexion avec l'extérieur. On réalise selon la présente invention un premier surmoulage d'une matière plastique appropriée autour de la thermistance, le corps surmoulé étant indiqué en 20. Ce corps comprend au niveau de la thermistance proprement dite une partie essentiellement sphérique 22 qui entoure entièrement la thermistance et présente quatre bossages saillants 24 dirigés selon quatre directions horizontales (par rapport à l'orientation de la figure) perpendiculaires deux à deux. La fonction de ces bossages sera expliquée plus loin. Une autre partie 26 du corps surmoulé entoure étroitement les pattes de connexion 12 et présente un trou 28 correspondant à la présence dans le moule d'une tige destinée à maintenir un espacement correct entre les deux pattes 12. On observe à cet égard que les deux pattes viennent affleurer sur le trou 28. Le corps surmoulé 20 est réalisé en même temps qu'un autre corps surmoulé 30 dans lequel sont partiellement noyés deux éléments métalliques de connexion électrique 50. Ces éléments, disposés dans des plans essentiellement verticaux, sont généralement en forme de "U", avec leurs branches s'étendant horizontalement. Sur les branches inférieures 52 sont respectivement soudées les deux pattes de connexion 12 de la thermistance. Les deux branches supérieures 51 font saillie latéralement par rapport à une partie surélevée 34 du corps 30. Une partie de base cylindrique de faible hauteur 32 sépare le corps 30 du corps 20. On observe ici que, grâce à cette première étape de surmoulage dans laquelle on apporte autour de la thermistance 10 le strict minimum de matière, on peut effectuer le surmoulage sans risque de détérioration de la thermistance. Plus précisément, alors que, pour la thermistance utilisée concrètement par l'inventeur, le fabricant recommandait que celle-ci ne soit pas exposée à une température supérieure à environ 1500C, on a constaté de façon surprenante que ce premier surmoulage, effectué à environ 2100C mais très rapidement et avec peu de matière, ne provoquait aucune détérioration de la thermistance, et en particulier aucune modification de la courbe caractéristique de sa valeur ohmique en fonction de la température. On peut noter à cet égard que, même si ce premier surmoulage peut induire une légère modification de cette courbe caractéristique, cette modification s'avère provisoire et, pratiquement, la thermistance retrouve sa courbe caractéristique nominale après un certain temps, par exemple quarante-huit heures. Une fois le premier surmoulage effectué, on effectue un deuxième surmoulage autour du corps 20, en laissant le corps 30 inchangé. Ce deuxième surmoulage correspond à la zone de matière indiquée en 40 sur les figures 2, 3 et 4, et la partie résultante du capteur, abritant la thermistance, est de forme générale cylindrique. On observe ici que les bossages 24 réalisés lors du premier surmoulage permettent de centrer le corps 20 dans le moule utilisé pour le second surmoulage, la distance entre les surface extrêmes de deux bossages diamétralement opposés étant sensiblement égale au diamètre du cylindre 40 finalement obtenu. On évite de cette manière que la thermistance ne vienne à trop grande proximité de la surface extérieure du surmoulage 20, 40 qui la contient et qu'elle ne soit détériorée en cas de chocs, usures, ... sur cette surface. Maintenant en référence aux figures 5 à 8, on réalise un troisième surmoulage 60 pour obtenir le capteur sans sa forme finale. Au cours de ce troisième surmoulage, on réalise une superstructure qui vient pour l'essentiel entourer le corps 30 et qui définit une cavité 66 pour un connecteur destiné à la liaison électrique du capteur avec sa circuiterie. Cette cavité, de section transversale ovale, est étagée en une partie extérieure de plus grande section 66a et une partie intérieure de plus petite section 66b. Dans la partie 66b font saillie les branches supérieures 51 des éléments de liaison 50. Un muret médian 69 s'étend verticalement à partir de la paroi supérieure de la partie 66b de la cavité, sur une partie seulement de sa hauteur et essentiellement à mi-chemin entre les branches 51. Ce muret fait office de détrompeur pour éviter une mise en place incorrecte du connecteur associé (non représenté et classique en soi). Il participe en outre au guidage de ce connecteur lors de sa mise en place. Un taquet 68 fait saillie vers le haut à partir de la paroi supérieure de la cavité 66, et est apte à coopérer avec un moyen de verrouillage élastique prévu sur le connecteur pour assurer la liaison ferme entre le connecteur et le capteur. Le capteur est conçu selon la présente invention pour être fixé, au niveau d'une partie de base 61 du corps 60 située à la hauteur de la partie intermédiaire 32 réalisée lors du premier surmoulage, dans une ouverture circulaire traversante 102 de diamètre bien défini formée dans une plaque 100. Cette plaque peut par exemple faire partie d'un pare-chocs ou bouclier avant d'un véhicule automobile. Les moyens de fixation que l'on va maintenant décrire sont spécialement conçus pour s'adapter à des variations assez importantes de l'épaisseur de la plaque 100 et, dans une moindre mesure, du diamètre de ltouverture circulaire 102. Ces moyens de fixation comprennent une pluralité de pattes flexibles 62, en l'espèce au nombre de quatre, qui s'étendent vers le bas à partir de la partie de base 61 du corps 60. Ces pattes sont inscrites dans un contour de révolution d'axe A, A étant l'axe de la partie 20, 40 du capteur abritant la thermistance, en étant séparées par des espaces radiaux verticaux de largeur bien déterminée, espacés angulairement deux à deux de 90 . Elles définissent en outre du côté intérieur un espace libre cylindrique de même axe A, de diamètre sensiblement plus grand que celui de la partie 20, 40, dans lequel est reçue cette dernière. Chaque patte 62 comprend une partie inférieure d'extrémité libre 62a, une partie intermédiaire 62b et une partie supérieure de liaison avec la base 61 du corps 60. Les parties intermédiaires 62b définissent conjointement un diamètre sensiblement égal à celui de l'ouverture 102 de la plaque 100. Chaque partie inférieure 62a définit un décrochement vers l'extérieur sur une distance radiale bien déterminée par rapport à la partie intermédiaire, et présente un bord en biseau. Typiquement, la longueur radiale du décrochement est égale ou légèrement inférieure à la distance radiale entre la patte 62 et la partie cylindrique centrale 20, 40 du capteur lorsque la patte est au repos. Chaque partie supérieure de liaison 62c présente une section réduite par rapport au reste de la patte, de manière à définir une zone privilégiée de flexion élastique. Le troisième surmoulage définit en outre quatre languettes de compensation de tolérances 64. Ces quatre languettes sont orientées en oblique, vers le bas et vers l'extérieur, par rapport à la base du corps 60. Elles sont situées de préférence à l'aplomb des espaces radiaux respectifs entre les quatre pattes 62. Les languettes 64 sont capables de fléchir élastiquement dans des limites déterminées de manière à faire varier la distance verticale entre leur arête extrême inférieure 64a et plan contenant les décrochements entre les parties 62a et 62b des pattes 62. Comme le montre en particulier la figure 8, la largeur de chaque languette 64 en direction circonférentielle est de préférence sensiblement égale à la largeur dans cette même direction de chaque espace entre deux pattes adjacentes 62. Enfin sont définies lors du troisième surmoulage quatre nervures 72 qui s'étendent verticalement à cheval sur la partie de base 61 et sur la partie supérieure 62c des pattes 62. Ces nervures définissent des surfaces inférieures de butée 72a, situées à une distance bien déterminée du plan passant par les décrochements entre les parties 62a et 62b des pattes, et dont la fonction sera décrite plus loin. On va maintenant expliquer la manière de monter le capteur selon l'invention dans l'ouverture 102 de la plaque 100 et son comportement lors de ce montage. Le capteur étant positionné de telle sorte que les pattes 62 soient situées au-dessus de l'ouverture 102, ces pattes sont engagées à force dans l'ouverture. Les deux ailes 70 du corps 60 facilitent l'exercice de cette force par l'opérateur. Au cours de ce mouvement, les pattes 62 fléchissent élastiquement vers l'intérieur et, une fois que les décrochements entre les parties 62a et 62b atteignent l'arête circulaire inférieure de l'ouverture, les pattes tendent à retrouver par rappel élastique leur position de repos et viennent s'accrocher au-dessous de la plaque 100. Dans cette position, les arêtes inférieures 64a des languettes 64 sont venues s'appliquer contre la surface supérieure de la plaque 100 et se sont déformées par flexion élastique dans la région de leur liaison avec la partie de base 61. Elles exercent donc une force qui tend à maintenir la plaque fermement appliquée contre les décrochements des pattes 62. On notera que les languettes 64 permettent d'assurer cette fixation ferme pour une large gamme d'épaisseurs de la plaque 100; concrètement, avec des languettes telles que décrites et représentées, une telle fermeté est obtenue avec une plaque présentant une tolérance en épaisseur pouvant atteindre 0,5 à 1 mm. A titre purement illustratif, la figure 5 illustre dans sa partie gauche le comportement des moyens de fixation avec une plaque 100 ayant une première épaisseur et dans sa partie droite le comportement avec une plaque ayant une seconde épaisseur sensiblement plus importante. On observe qu'à droite, la languette 64 a subi une flexion plus importante, mais à droite comme à gauche, l'arête 64a de la languette exercesur la plaque la force de rappel élastique propre à assurer la fermeté de la fixation. Cette fermeté est particulièrement importante car tout jeu dans cette fixation conduirait à terme, par les vibrations propres à l'environnement d'un véhicule automobile, à une séparation du capteur et de la plaque par phénomènes d'usure et/ou de rupture. Les surfaces de butée 72a prévues sur le corps du capteur permettent d'éviter que, lors de l'engagement à force des pattes 62 dans l'ouverture 102, la déformation des languettes 64 ne vienne excéder leur limite élastique. Plus précisément, la venue en contact de la surface supérieure de la plaque 100 avec les surfaces de butée lors de la mise en place permet d'éviter que la distance verticale entre les arêtes 64a et les points d'ancrage des languettes 64 ne vienne en deçà d'une limite déterminée, afin de limiter leur flexion. On observe qu'à l'état monté, l'extrémité inférieure de la partie 20, 40 abritant la thermistance est située en retrait par rapport au plan des extrémités inférieures des pattes 62. Cette partie est donc particulièrement bien protégée, en particulier lorsque le capteur est monté dans une paroi inférieure d'un parechocs avant de véhicule (avec les extrémités 62a des pattes et la partie 20, 40 tournées vers l'extérieur) et qu'il est donc exposé à de nombreux projectiles (gravillons,...). De façon particulièrement avantageuse, le diamètre extérieur défini par les parties centrales 62b des pattes 62 au repos est légèrement supérieur à la valeur limite maximale que peut prendre l'ouverture 102 de la plaque 100 dans ses tolérances prescrites. De cette manière, quel que soit le diamètre réel de cette ouverture, les pattes 62 vont être légèrement inclinées par rapport à l'axe et à la paroi de l'ouverture, de même que les décrochements entre les parties 62a et 62b vont être légèrement inclinés par rapport à la surface inférieure de la plaque, et l'effet de "coin" résultant, en accroissant les forces de frottement entre le capteur et la plaque, empêcheront d'autant mieux la rotation du capteur dans l'ouverture, autour de l'axe A. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite cidessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. On notera par ailleurs que les expressions "dessus", "dessous", "horizontal", "vertical" sont à considérer dans un sens relatif, par rapport à l'orientation du capteur telle que représentée sur les figures 1, 2, 3 , 5 et 7. En pratique, le capteur pourra prendre toute orientation dans l'espace. En outre, l'application de l'invention n'est pas limitée aux capteurs à thermistance. On pourra notamment employer à la place de la thermistance une résistance à coefficient de température positif, ou tout autre élément équivalent. REVENDICATIONS 1. Capteur de température, notamment capteur de température de l'air extérieur dans un véhicule automobile, du type comprenant un corps (20, 30, 40, 60) dont une partie (20, 40) abrite un élément sensible à la température (10) et des moyens de fixation dudit corps par coopération avec une ouverture (102) formée dans un élément essentiellement plan (100), caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent:: - au moins deux pattes (62) montées de façon flexible sur le corps de capteur, séparées par des espaces et comportant des zones intermédiaires (62b) sont inscrites dans un contour correspondant à la forme de l'ouverture et des zones d'extrémité libre (62a) définissant chacune un décrochement vers l'extérieur, par rapport à la zone intermédiaire associée, et - au moins deux languettes flexibles (64) de rattrapage de jeu s'étendant en oblique par rapport à la direction générale des pattes, l'insertion des pattes dans l'ouverture amenant l'élément plan, au voisinage de ladite ouverture, à être pincé élastiquement entre lesdits décrochements et des régions d'extrémité libre (64a) des languettes pour des valeurs variables de l'épaisseur de l'élément plan. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie du corps de capteur (20, 40) abritant l'élément sensible à la température (10) est disposée à l'intérieur d'un espace défini entre les pattes (62). 3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie du corps de capteur (20, 40) abritant l'élément sensible (10) comporte une extrémité libre située en retrait par rapport aux extrémités libres des pattes (62), 4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque languette de rattrapage de jeu (64) s'étend à l'aplomb d'un espace entre deux pattes adjacentes (62). 5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de butée (72, 72a) capables de maintenir au delà d'une limite prédéterminée la distance, mesurée perpendiculairement à l'élément plan, entre les zones (64a) de contact des languettes (64) avec l'élément plan (100) et des régions de liaison des languettes avec le corps du capteur. 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de butée sont définis par des surfaces d'extrémité (72a), tournées vers les pattes (64), de nervures saillantes (72) formées sur le corps de capteur. 7. Capteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps de capteur définit un connecteur (51, 66) et en ce que sont formées de part et d'autre du connecteur deux ailes (70) pour exercer manuellement sur le capteur une force d'insertion des pattes (62) dans l'ouverture de l'élément plan. 8. Capteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque patte (62) comprend une partie (62c) de liaison avec le corps de capteur de section réduite, formant une région de flexion privilégiée. 9. Capteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit contour dans lequel sont inscrites les parties intermédiaires (62b) des pattes est essentiellement cylindrique, en ce que l'ouverture (102) de l'élément plan est circulaire, avec un diamètre inclus dans des tolérances prédéterminées, et en ce que le diamètre du contour cylindrique des pattes est égal ou légèrement supérieur au diamètre maximal de l'ouveture dans lesdites tolérances.