Brevet FR2746916A1 — publié le 19971003

La présente invention concerne un capteur de niveau de liquide, notamment pour une installation de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile. Un tel capteur permet de vérifier la présence de liquide de refroidissement dans le radiateur de refroidissement d'un véhicule automobile, et de provoquer l'allumage d'un témoin lumineux sur le tableau de bord afin d'alerter le conducteur en cas d'absence ou de niveau insuffisant du liquide. Il comprend classiquement une sonde formée de deux électrodes parallèles rapprochées, plongeant verticalement par exemple dans le vase d'expansion du radiateur, entre lesquelles on fait circuler un signal électrique. Tant que le liquide, qui est conducteur, baigne les deux électrodes, le signal peut circuler d'une électrode à l'autre. En cas de baisse du niveau du liquide en dessous de l'extrémité inférieure des électrodes, le passage du signal entre les électrodues est interrompu. Un circuit électronique simple commande l'émission du signal dans la sonde et permet de distinguer les deux situations ci-dessus, pour réaliser un capteur de continuité. A la figure 1, on a représenté une vue partielle d'un capteur de niveau de liquide conforme à l'art antérieur, avec, en coupe partielle le détail de ses moyens de montage et de fixation sur une paroi supérieure 10 du vase d'expansion du radiateur. Une partie principale 30 formant boîtier pour contenir le circuit électronique du capteur, partiellement représentée à la figure 1, est prolongée par deux électrodes 21 et 22, ladite partie principale et lesdites électrodes étant séparées par les moyens de montage et de fixation du capteur sur la paroi 10 du vase d'expansion du radiateur. Ces moyens seront décrits plus en détail dans la description qui va suivre. Les électrodes 21 et 22 comprennent deux conducteurs ou tiges conductrices, respectivement 23 et 24, réalisés dans un alliage de cuivre et de zinc et dont les extrémités sont étamées pour les rendre encore mieux conductrices. Ces conducteurs sont recouverts, sauf à leur extrémité, par un gainage isolant, respectivement 25 et 26, réalisé de matière avec la partie principale 30, par exemple par surmoulage de matière plastique sur les conducteurs. Les gainages isolants 25 et 26 remplissent principalement une fonction de maintien des conducteurs 23 et 24 des électrodes 21 et 22. En effet, le diamètre des conducteurs est de l'ordre de 2mm et leur longueur peut atteindre 126mm selon les applications, et est fonction notamment de la forme du vase d'expansion du radiateur et de l'emplacement de montage du capteur sur celui-ci. Les gainages isolants permettent ainsi d'empêcher que les conducteurs ne soient tordus lors du transport du capteur et des manipulations avant son montage sur le radiateur, ce qui pourrait rendre le capteur inmontable voire même provoquer un court-circuit entre les deux conducteurs. La rigidité des électrodes 21 et 22 est encore remforcée par la présence d'une nervure centrale 27 realisee de matière avec les gainages isolants 25 et 26 et avec la partie principale 30. Or, il a été constaté qu'un capteur tel que celui représenté à la figure 1, une fois monté sur le radiateur de refroidissement d'un véhicule automobile, et en l'absence de tout défaut de fonctionnement du circuit électronique, ne fonctionne pas toujours de manière satisfaisante. En particulier, lorsque le circuit de refroidissement du moteur est vidé de façon brutale, par exemple lorsqu'une durite se rompt ou se débranche, et que par conséquent l'extrémité des électrodes 21 et 22 n'est plus baignée dans le liquide, le voyant d'alerte sur le tableau de bord reste parfois éteint. Ceci est évidemment très dommageable puisque le conducteur, n'étant pas informé de ce que le circuit de refroidissement du moteur est défectueux, ne pourra, fatalement, stopper à temps son véhicule pour empêcher la destruction du moteur par élévation de sa température au delà d'une température de destruction. Il semble que ce mauvais fonctionnement du capteur puisse être attribué à la formation d'une goutte de liquide, référencée 50 à la figure 1, entre les conducteurs 23 et 24 et les extrémités chanfreinées des gaines isolantes 25 et 26 des deux électrodes 21 et 22. En effet, une telle goutte maintenant un contact électrique entre les conducteurs 23 et 24 malgré l'absence de liquide dans le radiateur. Pour des raisons touchant à la place disponible pour monter le capteur sur la paroi 10 supérieure du vase d'expansion du radiateur, le trou pratiqué dans celle-ci ne présente qu'un diamètre D de 18 mm environ. Ceci conduit à disposer les électrodes 21 et 22 de façon assez rapprochée. En effet, la distance d entre leurs axes respectifs n'est que de 6 mm environ. Or, sachant que le liquide de refroidissement est en général composé d'un mélange d'eau, de glycol et d'alcool qui lui donne une structure visqueuse, on comprend qu'il est effectivement possible qu'une goutte d'eau se forme entre les extrémités des électrodes lorsque le radiateur se vide brutalement. La présente invention vise à pallier cet inconvénient de l'état de la technique. En effet, l'invention concerne un capteur de niveau de liquide, notamment pour une installation de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile, du type comportant au moins deux électrodes sensiblement parallèles plongeant sensiblement verticalement dans une cavité contenant du liquide en situation normale, et un circuit électronique propre à faire circuler un signal électrique entre lesdites électrodes de manière à réaliser un capteur de continuité. Selon l'invention, le capteur comporte des moyens anti-goutte propres à empêcher la formation d'une goutte de liquide entre les extrémités conductrices des électrodes. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, prises isolément ou selon toutes leurs combinaisons possibles - chaque électrode comprend une tige conductrice recouverte sauf à son extrémité d'une gaine isolante de maintien, et la gaine isolante d'une première électrode est plus courte que celle de la seconde électrode de manière à fournir lestdits moyens anti-goutte - les tiges conductrices de la première et de la seconde électrode sont de la même longueur - la partie de la tige conductrice de ladite première électrode qui n'est pas recouverte par la gaine isolante est sensiblement deux fois plus longue que la partie correspondante de ladite seconde électrode - la tige conductrice de ladite première électrode est plus courte que la tige conductrice de ladite seconde électrode - la partie de la tige conductrice de la première électrode qui n'est pas recouverte de la gaine isolante et la partie correspondante de la tige conductrice de ladite seconde électrode sont de même longueur - les gaines isolantes respectivement de la première et de la seconde électrodes sont réalisées de matière avec une partie principale formant boîtier du capteur, par surmoulage sur les tiges conductrices. L'invention concerne également une installation de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant un radiateur muni d'un vase d'expansion, qui se caractérise en ce qu'elle comprend un capteur de niveau tel que défini ci-dessus, notamment disposé dans ledit vase d'expansion, qui permet d'alerter le conducteur par l'intermédiaire d'un voyant lumineux sur le tableau de bord du véhicule, lorsque le niveau du liquide de refroidissement dans l'installation est insuffisant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitative qui va suivre, en référence aux dessins annexés qui sont - à la figure 1, déjà partiellement analysée : un schéma d'un capteur de niveau selon l'art antérieur - à la figure 2a et à la figure 2 b : des schémas d'un capteur de niveau selon l'invention. A la figure 1, sur laquelle on a représenté un capteur de niveau selon l'art antérieur, on a détaillé les moyens de montage et de fixation du capteur sur la paroi 10 du vase d'expansion du radiateur, en représentant ces moyens sous forme d'une coupe partielle de la partie du capteur comprise entre la partie principale 30 et les électrodes 23 et 24. La paroi 10 du vase d'expansion du radiateur de refroidissement comporte un trou étagé pour passage et fixaation du capteur selon un montage de type bailonnette. Ce trou comporte, du côté de la face externe de la paroi 10, une portion d'alésage de forme cylindrique, et, du côté de la face interne de la paroi 10, une portion d'alésage de forme globalement rectangulaire. Les moyens de montage et de fixation du capteur sur la paroi 10 comprennent, en partant de la partie principale 30 formant boîtier du capteur - une gorge annulaire 41 dont le flanc supérieur 46 se raccorde à la partie principale 30 formant boîtier du capteur et dont le flanc inférieur 47 est chanfreiné pour permettre le montage d'un joint torique 45 - une portion cylindrique 43 comportant deux méplats non visibles à la figure 1, et dont la plus grande dimension ne dépasse pas la plus petite dimension de la portion d'alésage de forme globalement rectangulaire du trou étagé de la paroi 10 - et un épaulement chanfreiné 44 prolongeant ladite portion cylindrique, comprenant deux pattes radiales propres à coopérer avec la surface interne de la paroi 10. Ces moyens permettent de réaliser un montage étanche du capteur sur le vase d'expansion, et ne font pas en eux-même l'objet de l'invention. Aux figures 2a et 2b, sur lesquelles les mêmes éléments qu'à la figure 1 portent les mêmes références, on a représenté un capteur selon l'invention. La figure 2a est par exemple une vue de face et la figure 2 b est par exemple une vue du côté gauche. La partie principale 30 formant boîtier du capteur comporte un demi-boîtier inférieur 31 et un demiboîtier supérieur 32 prologé radialement par une partie 33 formant connecteur pour liaison vers l'extérieur du circuit électronique placé dans le capteur, via un connecteur complémentaire et un faisceau de câbles non représentés. La partie 33 formant connecteur comporte à cet effet au moins trois broches de connexion 34, dont la première est est destinée à être reliée à la masse du véhicule, la deuxième à la tension d'alimentation de la batterie, et la troisième à une première borne d'une lampe témoin disposée sur le tableau de bord du véhicule et dont la seconde borne est reliée à la masse. Le circuit électronique placé à l'intérieur de la partis principale 30 formant boîtier du capteur comporte des moyens, tel qu'un oscillateur de tension, pour générer un signal alternatif entre les deux conducteurs 23 et 24 auxquels ces moyens sont connectés, et pour détecter le passage ou le non passage de ce signal entre les conducteurs 23 et 24 via le liquide de refroidissement. En effet, un signal alternatif permet de s'affranchir des problèmes d'électrolyse du liquide parcouru par ledit signal. En cas de détection d'une non continuité électrique entre les deux conducteurs 23 et 24, une tension continue est générée sur la troisième broche de connexion du connecteur 33 pour allumer la lampe témoin. Conformément au principe de l'invention, le capteur comporte des moyens anti-goutte pour empêcher la formation d'une goutte de liquide entre les extrémités conductrices des électrodes, notamment lorsque le circuit de refroidissement se vide brutalement. Ces moyens anti-goutte sont par exemple réalisés de la façon qui est exposée ci-après. En effet, chaque électrode 21, respectivement 22, comprend une tige conductrice respectivement 23, respectivement 24, recouverte sauf à son extrémité d'une gaine isolante de maintien 53, respectivement 56, la gaine isolante de l'électrode 22 étant plus courte que celle de la l'électrode 21. Selon un premier mode de réalisation, représenté à la figure 2a, les tiges conductrices de la première et de la seconde électrode sont de la même longueur. préférentiellement, la partie de la tige conductrice 24 de l'électrode 22 qui n'est pas recouverte par la gaine isolante 56 est alors sensiblement deux fois plus longue que la partie correspondante de l'électrode 21. Selon un autre mode de réalisation, non représenté aux figures, la tige conductrice 24 l'électrode 22 est plus courte que la tige conductrice 23 de l'électrode 21. Dans ce cas, la partie de la tige conductrice 24 de l'électrode 22 qui n'est pas recouverte de la gaine isolante 56, et la partie correspondante de la tige conductrice 23 de l'électrode 21, sont préférentiellement de même longueur. Dans tous les cas, les extrémités biseautées des gainages 55 et 56 ne se trouvant pas dans le même plan, elles n'offrent pas de prise pour la formation d'une goutte de liquide entre les tiges conductrices 23 et 24. En effet, lorsque le circuit de refroidissement se vide, y compris lorsqu'il se vide brutalement, le liquide glisse tout d'abord le long des gaines isolantes 55 et 56, puis le long de la gaine isolante 55 et de la tige conductrice 24, et enfin le long des tiges conductrices 23 et 24, sans qu'à aucun endroit ne risque de se former et de se maintenir une goutte de liquide susceptible de court-circuiter les deux tiges conductrices. Les gaines isolantes 55 et 56, respectivement de l'électrode 21 et de l'électrode 56 sont réalisées de matière avec la partie principale 30 formant boîtier du capteur, par surmoulage sur les tiges conductrices 23 et 24. De même, la partie 33 formant connecteur est réalisée de matière avec ladite partie principale 30 lors de la même opération, par surmoulage sur les broches de connexion 34. Le capteur est encore complété par une nervure de maintien 27 entre les gainages isolants 55 et 56 réalisée de matière avec eux. Tous ces éléments sont donc réalisés de matière, en matière plastique comme du polyamide 66 (PA66). L'invention concerne également une installation de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant un radiateur muni d'un vase d'expansion. Un capteur de niveau tel que défini cidessus, est disposé par exemple dans ledit vase d'expansion, et permet d'alerter le conducteur par l'intermédiaire d'un voyant lumineux sur le tableau de bord du véhicule lorsque le niveau du liquide de refroidissement dans l'installation est insuffisant. Le capteur selon l'invention a été décrit dans un mode de réalisation préféré mais non limitatif. Notamment, le capteur peut comprendre plus de deux électrodes pour détecter une pluralité de niveaux de liquide, les moyens de l'invention pour empêcher le formation d'une goutte d'eau entre les paires électrodes étant déclinés de façon adaptée. De plus, il a été décrit dans une application dans laquelle les électrodes plongent sensiblement verticalement dans une cavité comme le vase d'expansion du radiateur de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile, mais il est bien évident que d'autres applications sont envisgaebles. REVENDICATIONS 1. Capteur de niveau de liquide, notamment pour une installation de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile, du type comportant au moins deux électrodes (21,22) sensiblement parallèles plongeant sensiblement verticalement dans une cavité contenant du liquide en situation normale, et un circuit électronique propre à faire circuler un signal électrique entre lesdites électrodes de manière à réaliser un capteur de continuité, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens anti-goutte propres à empêcher la formation d'une goutte de liquide (50) entre les extrémités conductrices des électrodes (21,22). 2. Capteur selon la revendication 1, dans lequel chaque électrode (21,22) comprend une tige conductrice (23,24) recouverte sauf à son extrémité d'une gaine isolante de maintien (55,56), caractérisé en ce que la gaine isolante (56) d'une première électrode (22) est plus courte que celle (55) de la seconde électrode (21) de manière à fournir lesdits moyens anti-goutte. 3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tiges conductrices (23,24) de la première (22) et de la seconde (21) électrode sont de la même longueur. 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de la tige conductrice (24) de ladite première électrode (22) qui n'est pas recouverte par la gaine isolante (56) est sensiblement deux fois plus longue que la partie correspondante de ladite seconde électrode (21). 5. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige conductrice (24) de ladite première électrode (22) est plus courte que la tige conductrice (23) de ladite seconde électrode (21). 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie de la tige conductrice (24) de la première électrode (22) qui n'est pas recouverte de la gaine isolante (56), et la partie correspondante de la tige conductrice (23) de ladite seconde électrode (21), sont de même longueur. 7. Capteur selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les gaines isolantes (55,56) respectivement de la première (22) et de la seconde (21) électrodes sont réalisées de matière avec une partie principale (30) formant boîtier du capteur, par surmoulage sur les tiges conductrices (24,23). 8. Installation de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant un radiateur muni d'un vase d'expansion, caractérisée en ce qu'elle comprend un capteur de niveau selon l'une des revendications précédentes, notamment disposé dans ledit vase d'expansion.