Brevet FR2709179A1 — publié le 19950224

La présente invention concerne le domaine des jauges de liquide, en particulier de carburant, contenu dans un réservoir de véhicule. Plus précisément, la présente invention concerne les dispositifs de jaugeage à bras de levier et flotteur. La présente invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux véhicules automobiles terrestres. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce domaine spécifique mais s'étend à tous les véhicules, que ceux-ci se déplacent sur terre, sur mer ou dans les airs. Les dispositifs de jaugeage de carburant sur véhicules automobiles comprennent généralement un flotteur porté par une extrémité d'un bras de levier pivotant autour d'un axe général horizontal. Le levier est muni de moyens de commande d'un capteur, le plus souvent de type résistif. Plus précisément, le levier porteur du flotteur est généralement pourvu d'un curseur monté à déplacement sur une piste résistive intégrée au capteur. Le transducteur ainsi formé curseur/piste résistive délivre une information de sortie électrique représentative du niveau et/ou volume de liquide dans le réservoir. Cette information de sortie du capteur est appliquée à un indicateur, tel que par exemple un indicateur de type logométrique. Les dispositifs de jaugeage à flotteur évoqués cidessus ont donné lieu à une large utilisation. Toutefois, il s'avère que ces dispositifs sont très sensibles aux accélérations du véhicule, voire aux oscillations de la partie suspendue de celui-ci. En effet, le flotteur tend à suivre fidèlement les évolutions parasites du niveau de liquide dues à ces derniers phénomènes. De ce fait, si aucune mesure additionnelle n'est prise pour éviter ou limiter l'influence de ces phénomènes, les dispositifs de jaugeage connus fournissent souvent, sur l'indicateur, une information fluctuante. Différents moyens ont été proposés pour tenter de limiter ces fluctuations. Comme décrit dans le document US-A-4229973, on a proposé par exemple de munir l'équipage à flotteur d'un amortisseur mécanique à fluide visqueux. Comme décrit dans le document FR-A-2561379, on a également proposé des dispositifs opérant un amortissement mécanique sur le capteur à flotteur. Plus précisément, selon ce document, il a été proposé de monter le flotteur sur une première extrémité d'un levier et de lier en rotation la seconde extrémité du levier au pignon d'entrée d'un train d'engrenages multiplicateur constituant le dispositif amortisseur. Le document FR-A-2561379 précise que l'axe du dernier pignon du train d'engrenages peut porter une masse assimilable à un volant d'inertie. Le document DE-A-3011357 décrit un autre dispositif d'amortissement mécanique à train d'engrenages lié à l'axe du levier pivotant support de flotteur. Ce même document DE -A- 3011357 ainsi que le document FR-A-2665532 décrivent également d'autres moyens comprenant un détecteur ou capteur d'accélération sensible aux accélérations du véhicule et adapté pour bloquer mécaniquement le levier du flotteur quand l'accélération du véhicule détectée par le capteur est supérieure à un seuil. Ces dispositifs incorporant un capteur d'accélération sensible à l'accélération du véhicule ne donnent pas totalement satisfaction. En particulier, l'inertie du capteur d'accélération peut conduire au blocage du levier et du flotteur dans une position erronée du fait de l'influence de l'accélération sur ceux-ci. On a également proposé, comme décrit par exemple dans le document FR-A-2592479 d'opérer un filtrage électrique du signal de sortie délivré par le transducteur curseur/piste résistive. Généralement, ces moyens de filtrage électrique comprennent un filtre passe-bas analogique intercalé entre la sortie du transducteur curseur/piste résistive et l'entrée de l'indicateur logométrique. Ces moyens de filtrage électrique ne donnent cependant pas totalement satisfaction. En particulier, les capacités des filtres passe-bas analogiques présentent des fuites non négligeables, ce qui réduit en pratique la valeur et la stabilité des constantes de temps réalisables. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les dispositifs connus existant de jaugeage à flotteur. La présente invention a en particulier pour but de garantir l'élimination des évolutions dynamiques parasites de l'information fournie par l'indicateur. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif de jaugeage de niveau de liquide dans un réservoir, notamment du carburant dans un réservoir de véhicules automobiles, comprenant un flotteur monté sur un levier pivotant et un capteur piloté par les déplacements du levier, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens sensibles aux accélérations du levier pour bloquer celui-ci quand l'accélération détectée est supérieure à un seuil prédéterminé. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention le dispositif de jaugeage comprend en outre un système d'amortissement mécanique à masse inertielle. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente'invention, le capteur d'accélération sensible aux accélérations du levier agit sur la masse inertielle du système d'amortissement mécanique. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la masse inertielle du système d'amortissement mécanique est susceptible de déplacement selon deux degrés de liberté, et le dispositif comprend en outre une cage fixe placée en regard de la masse inertielle selon un degré de liberté de déplacement de celle-ci et des moyens de liaison d'entraînement intercalés entre le levier et la masse inertielle, aptes à entraîner celle-ci selon le second degré de liberté de déplacement tant que 1 l'accélération du levier est inférieure à un seuil prédéterminé et selon le premier degré de liberté de déplacement si l'accélération du levier franchit ce seuil. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la masse inertielle est susceptible de déplacement, d'une part à translation parallèlement à un axe selon le premier degré de liberté, et d'autre part à rotation autour du même axe selon un second degré de liberté. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le dispositif de jaugeage comprend en outre des moyens aptes à maintenir élastiquement la masse inertielle dans une position de repos selon son premier degré de liberté de déplacement. De préférence, ces moyens de maintien élastiques sont formés de deux ressorts disposés respectivement de part et d'autre de la masse inertielle. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, ladite position de repos de la masse inertielle correspond à une position médiane de sa course selon le premier degré de liberté. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les moyens de liaison d'entraînement intercalés entre le levier et la masse inertielle comprennent une denture hélicoïdale. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la prés ente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de jaugeage conforme à la présente invention comportant un équipage mobile pivotant à flotteur, - la figure 2 représente schématiquement un dispositif d'amortissement conforme à la présente invention, - la figure 3 représente schématiquement une variante de réalisation d'un dispositif d'amortissement conforme à la présente invention, et - la figure 4 représente une vue de détail d'une variante de réalisation de l'amortisseur illustré sur la figure 2. On a représenté schématiquement sur la figure 1 annexée un dispositfif de jaugeage conforme à la présente invention. On aperçoit sur la figure 1 annexée, un réservoir 10 contenant un liquide 12, tel que du carburant, dont le niveau supérieur est référencé 14. Un dispositif de jaugeage 50 est fixé sur une paroi du réservoir qui est dans l'exemple choisi la paroi supérieure 16. Ce dispositif de jaugeage est porté par une platine 18 fixée sur la paroi supérieure 16. Le dispositif de jaugeage 50 comporte un équipage mobile 60 formé d'un levier 62 monté à pivotement autour d'un axe horizontal 64 sur la platine 18. Le levier 62 est pourvu à une extrémité d'un flotteur 66 apte à suivre le niveau 14 du liquide 12. Le dispositif de jaugeage 50 comprend également un transducteur 70 formé d'une piste résistive 72 sur laquelle se déplace un curseur 74 solidaire du levier 62. De façon connue en soi, ce transducteur 72/74 délivre une information de sortie représentative du niveau et/ou du volume de liquide 12 dans le réservoir 10. En outre, comme indiqué précédemment, le dispositif de jaugeage conforme à la présente invention comprend, schématisés sur la figure 1 sous forme de l'encadré référencé 100, des moyens de blocage du levier 62 en cas de dépassement d'un seuil d'accélération par celui-ci. On va maintenant décrire plus en détail, la structure de ces moyens 100 conforme au mode de réalisation représenté sur la figure 2. On retrouve sur la figure 2 annexée, le flotteur 66 lié au levier 62 monté à rotation autour de l'axe 64. Comme indiqué précédemment, le levier 62 commande un capteur non représenté sur la figure 2 pour simplifier l'illustration. Le dispositif d'amortissement 100 représenté sur la figure 2 comprend un train d'engrenages 102, 104, 106, 108, 110 et 112 dont l'étage de sortie comporte une masse 130. Ainsi, par effet d'inertie, le train d'engrenages 102 à 112 associé à la masse 130 génère un effet d'amortissement limitant la vitesse du déplacement du levier 62 et par conséquent la vitesse de variation de l'information délivrée par l'indicateur associé. Le train d'engrenages peut bien entendu faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Il s'agit de préférence d'un train d'engrenages multiplicateur de vitesse de l'axe du levier 62 vers l'étage de sortie muni de la masse 130. Par ailleurs, le nombre d'étages du train d'engrenages peut faire l'objet de nombreuses variantes. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 2, le train d'engrenage comprend trois étages. t'étage d'entrée comporte un premier pignon conique 102 lié au levier 62 et monté à rotation autour de l'axe horizontal 64. Ce premier pignon conique 102 engrène avec un second pignon conique 104 monté à rotation autour d'un axe vertical 103. Le pignon conique 104 est solidaire d'un pignon 106 de préférence à denture droite qui lui est coaxial. Ce pignon 106 engrène avec un pignon 108 monté à rotation autour d'un axe vertical 107. Le pignon 108 est solidaire d'un pignon 110 à denture droite, qui lui est coaxial. Ce pignon 110 engrène avec un pignon 112 monté à rotation autour d'un axe vertical 111. Le pignon 112- de sortie est associé à la masse 130. Plus précisément, selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 2, la masse 130 est formée d'un volant guidé à déplacement selon deux degrés de liberté : d'une part une translation selon l'axe 111 du pignon 112, d'autre part une rotation autour de ce même axe 111. Plus précisément encore, le pignon 112 est solidaire d'un fût 114 dont la périphérie extérieure cylindrique 116 est centrée sur l'axe 111. Le volant 130 comporte un fourreau interne 132 de section interne complémentaire de la périphérie extérieure 116 du fût 114. Ainsi on comprend que le volant 130 est guidé à la fois à translation selon l'axe 111 et à rotation autour de ce même axe sur le fût 114. Par ailleurs, le volant 130 est sollicité dans une position de repos médiane, dans sa translation selon l'axe 111, sur le fût 114, grâce à deux ressorts 150, 152. Ces ressorts 150, 152, sont disposés respectivement de part et d'autre du volant 130. Ils s'appuient par ailleurs sur des viroles ou équivalents 117, 118 fixées respectivement au voisinage des extrémités axiales du fût 114. Il est défini par ailleurs une liaison d'entraînement à denture hélicoïdale centrée sur l'axe 111 entre le fût 114 lié au pignon 112 et le fourreau interne 132 du volant 130. Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, il est ainsi prévu une gorge hélicoïdale 120 dans la périphérie extérieure 116 du fût 114 et un doigt complémentaire 134 solidaire de la périphérie interne 131 du fourreau 132 du volant 130. Par ailleurs, on notera que selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 2, une cage fixe 160 liée à la platine 18 est placée axialement en regard de la périphérie extérieure du volant 130. Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le volant 130 comprend un anneau 136 radialement externe relié au fourreau cylindrique central 132 par un voile 135 radial en regard de l'axe 111. La cage fixe 160 présente un jeu radial par rapport à la périphérie extérieure 137 de l'anneau 136. Elle possède en revanche deux flasques 162, 164 disposés respectivement de part et d'autre axialement de l'anneau 136. Le jeu axial existant entre l'anneau 136 et respectivement chacun des deux flasques 162, 164 est inférieur à la course de translation parallèlement à l'axe 111 autorisé au volant 130 sur le fût 114. t'homme de l'art comprendra aisément que tant que l'accélération du levier 62, dans son pivotement autour de l'axe 64 reste inférieure à un seuil prédéterminé, et que par conséquent l'accélération du pignon de sortie 112 du train d'engrenage reste inférieure à un seuil, grâce à la sollicitation élastique exercée par les ressorts 150, 152, le volant 130 est entraîné à rotation autour de l'axe 111 en parfait synchronisme avec le pignon de sortie 112. Le volant 130 est par conséquent maintenu en position médiane sur le fût 114, à distance des flasques 162, 164. En revanche, lorsque l'accélération du levier 62 dans son pivotement autour de l'axe 64 dépasse le seuil prédéterminé, l'inertie du volant 130 conduit à un déphasage dans le mouvement de rotation entre le volant 130 et le fût 114. En raison de la coopération définie entre le volant 130 et le fût 114 par la gorge hélicoïdale 120, ce déphasage dans le mouvement de rotation autour de l'axe 111 conduit à un déplacement axial du volant 130 de sorte que, selon le sens de rotation du fût 114, l'anneau extérieur 136 de la masse 130 vient reposer contre l'un ou l'autre des deux flasques fixes 162, 164. Dès que le volant 130 vient ainsi reposer contre l'un des flasques fixes 162 ou 164, le train d'engrenage et par conséquent le levier 62 sont bloqués. Par conséquent, l'information délivrée par l'indicateur associé est ainsi stabilisée. Pour améliorer le blocage ainsi défini du volant -130 et par conséquent du train d'engrenages et du levier 62, on peut prévoir des aspérités, dentures ou encore des surfaces de friction adaptées sur les surfaces en regard 138 du volant 130 et 163, 165 des flasques 162, 164. Bien entendu, la disposition gorge hélicoïdale 120, doigt 134 peut être inversée en ce sens que la gorge hélicoïdale peut être prévue sur la surface interne 131 du fourreau 132 lié au volant 130 tandis que le doigt d'entraînement complémentaire serait solidaire de la surface extérieure 116 du fût 114. Il faut noter que de préférence l'axe 111 du volant 130 est vertical pour éviter toute influence des accélérations latérales du véhicule sur le volant 130. On a représenté sur la figure 3 une autre variante de réalisation d'un dispositif amortisseur conforme à la présente invention. Sur cette figure 3, le levier 62, le flotteur 66 et le train d'engrenage n'ont pas été représentés pour simplifier l'illustration. On retrouve simplement sur la figure 3 les deux pignons 110, 112 de l'étage de sortie du train d'engrenages, la masselotte 130, les deux ressorts associés 150, 152 et la cage fixe 160. te volant 130 représenté sur la figure 3 comprend également un anneau radialement externe 136 relié par une toile radiale 135 à un moyeu central 132. Par ailleurs, la cage fixe 160 comporte deux flasques 162, 164 disposés respectivement de part et d'autre de l'anneau externe 136. Toutefois, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le moyeu 132 du volant 130 n'est pas susceptible de déplacement par rapport au pignon 112, mais solidaire de ce dernier. Par ailleurs, les dentures des pignons 110, 112 ne sont plus droites, mais hélicoïdales. Les ressorts 150, 152 sont disposés respectivement de part et d'autre axialement de l'ensemble formé par le pignon 112 et le volant 130. Les ressorts 150, 152 reposent sur les platines fixes 117, 118 respectivement. On comprend qu'ainsi les ressorts 150, 152 sollicitent l'ensemble 112, 130 dans une position médiane entre les platines 117, 118. Tant que l'accélération du levier 62 dans sa rotation autour de l'axe 64 reste inférieure à un seuil, le pignon 112 et le volant 130 associé tournent en synchronisme avec le pignon 110, sans déphasage. En revanche, lorsque l'accélération du levier 62 dans sa rotation autour de l'axe 64 dépasse un seuil, l'inertie de la masse 130 conduit à un déphasage du pignon 112 dans sa rotation autour de l'axe 111, par rapport au pignon d'entraînement 110. Par conséquent, en raison de la liaison à denture hélicoïdale définie entre les deux pignons 110, 112, ce déphasage conduit à un déplacement axial du pignon 112 et du volant 130 selon l'axe 111. Là encore, le levier 62 est par conséquent bloqué dès que l'anneau extérieur 136 du volant 130 vient reposer contre l'un des deux flasques fixes 162 ou 164. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier, comme on la représenté sur la figure 4, on peut prévoir sur le fût 114 du mode de réalisation illustré sur la figure 2, non pas une gorge hélicoïdale sans fin continue sur toute la longueur du fût 114, pour entraîner le volant 130 axialement dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation du fût 114, mais une gorge 120 symétrique par rapport à un plan médian transversal à l'axe 111. En d'autres termes, la gorge 120 formée dans le fût 114, selon la variante de réalisation de la figure 4, est composée de deux rainures hélicoïdales 122, 124 de pas opposés symétriques par rapport au plan médian précité transversal à l'axe 111. Ces deux rainures 122, 124 se rejoignent au niveau de ce plan médian. On comprend que selon cette variante de réalisation représentée sur la figure 4, le doigt 134 et par conséquent le volant 130 sont maintenus en position médiane sur le fût 114, lorsque celui-ci tourne dans un premier sens correspondant au sens de rotation référencé R1 sur la figure 4, alors qu'au contraire le doigt 134 et le volant 130 seront entraînés axialement dans un sens ou dans l'autre lorsque le fût 114 est entraîné dans le second sens référencé R2 sur la figure 4. On comprend par conséquent que la variante de réalisation représentée sur la figure 4 introduit une dissymétrie dans le blocage du levier 62. Grâce à cette variante le volant d'inertie 130 bloque le levier 62 lorsque son accélération dépasse un seuil dans un sens de rotation alors que le volant d'inertie 130 autorise le dépassement du seuil d'accélération dans l'autre sens de rotation du levier 62. Bien entendu, le train d'engrenages défini entre le levier 62 et le fût 114 est de préférence adapté pour bloquer le levier 62 lorsque l'accélération de celui-ci dépasse le seuil prédéterminé dans un déplacement vers le haut. On comprend en effet que lorsque des vagues sont générées par l'accélération du véhicule, et que le flotteur est soulevé par un sommet de vague, la poussée d'Archimède exercée sur le flotteur 66 tend à solliciter celui-ci vers le haut avec une forte accélération, alors que lorsque le flotteur 66 est dans un creux de vague, l'amortissement dû à l'inertie du train d'engrenages peut s'avérer suffisante pour freiner le déplacement du flotteur 66 de sorte que l'accélération de celui-ci reste toujours inférieure au seuil prédéterminé. Par ailleurs cette dissymétrie peut être exploitée, par exemple à des fins de sécurité, pour autoriser l'abaissement du flotteur sous l'effet des accélérations tout en interdisant son élévation. Cette disposition peut être importante pour de faibles niveaux de carburant car elle permet d'améliorer la fiabilité de l'alerte délivrée au conducteur. Bien entendu les diverses caractéristiques des variantes illustrées sur les figures 2 et 3 peuvent être combinées entre elles. Ainsi par exemple on peut prévoir une masse inertielle commandée par une gorge hélicoïdale et un doigt conformément à la figure 2 et sollicitée par deux ressorts reposant sur des flasques fixes conformément à la figure 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif de jaugeage du niveau de liquide dans un réservoir, notamment pour la mesure de niveau de carburant dans un réservoir de véhicule automobile, comprenant un flotteur monté sur un levier pivotant et un capteur piloté par le déplacement du levier, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (130) sensibles aux accélérations du levier (62) pour bloquer celui-ci lorsque l'accélération détectée devient supérieure à un seuil prédéterminé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un système d'amortissement mécanique (100) à masse inertielle. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le capteur d'accélération agit sur la masse inertielle (130). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la masse inertielle (130) est susceptible de déplacement selon deux degrés de liberté, et que le dispositif comprend en outre une cage fixe (160) placée en regard de la masse (130) selon un premier degré de liberté de déplacement de celle-ci et des moyens de liaison d'entraînement (120, 134) intercalés entre le levier (62) et la masse inertielle (130) aptes à entraîner celle-ci selon un second degré de liberté de déplacement tant que l'accélération du levier reste inférieure à un seuil prédéterminé, et selon le premier degré de liberté si l'accélération du levier (62) devient supérieure à ce seuil. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la masse inertielle est susceptible de déplacement à rotation autour d'un axe (111) et susceptible de translation parallèlement à ce même axe. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens (150, 152) aptes à maintenir élastiquement la masse inertielle (130) dans une position de repos dans son déplacement selon le premier degré de liberté. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de maintien élastique comprennent deux ressorts (150, 152) disposés respectivement de part et d'autre de la masse inertielle (130). 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou -7, caractérisé par le fait que la position de repos correspond à une position médiane de la course de déplacement selon le premier degré de liberté. 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que les moyens de liaison d'entraînement intercalés entre le levier (62) et la masse inertielle (130) comprennent une denture hélicoïdale (120). 10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que la cage fixe (160) comprend deux flasques (162, 164) disposés respectivement de part et d'autre de l'anneau extérieur (136) du volant inertiel (130). 11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé par le fait qu'il est prévu des aspérités, des surfaces de friction ou équivalents, sur les surfaces en regard de l'un au moins de la cage fixe (160) et de la masse inertielle (130). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il est prévu un train d'engrenages (104, 106, 108, 110, 112) entre le levier (62) et une masse inertielle de sortie (130). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le train d'engrenages comprend au moins un jeu de pignons coniques (102, 104). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que les axes du train d'engrenages (103, 107, 111) sont verticaux. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend une masse inertielle (130) montée à rotation et à translation sur un fût cylindrique (114) relié par des moyens d'entraînement (102, 104, 106, 108, 110, 112) au levier (62) et qu'il est prévu une liaison d'entraînement à denture hélicoïdale (120) entre le volant (130) et le fût (114). 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la denture hélicoïdale est formée d'une gorge hélicoïdale continue (120). 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la denture hélicoïdale est formée de deux rainures hélicoïdales (122, 124) symétriques et de pas opposés. 18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la masse inertielle (130) est solidaire d'un pignon (112) lié au levier (62) par l'intermédiaire d'une denture hélicoïdale.