Brevet FR2756917A1 — publié le 19980612

La présente invention concerne un nouveau mécanisme de mesure de pression. Ce mécanisme permet de mesurer des pressions comprises entre 1.5 et 3.5 bars. Un capteur comprenant ce mécanisme sera très simple d'utilisation puisqu'il suffira de positionner l'embout de mesure du capteur, incorporé dans la coquille, sur la valve de pression de l'élément dont on voudra connaître la pression. La coquille est un élément qui contiendra et protégera le mécanisme. Sa forme et son matériau ne sont pas définis dans cette description mais quelques impératifs de liaison entre le mécanisme et la coquille y seront spécifiés. Ce capteur sera destiné au grand public pour la mesure de pression de pneumatiques tels que ceux de 2 roues ou de voitures. Ce mécanisme comprend: - Une bague ayant 2 extrémités ouvertes - Un piston, monté coulissant dans la bague pour délimiter avec l'embout de mesure de pression, la chambre de volume variable. - Un ressort qui assure la mise en position du piston. - Un moyen pour donner au déplacement du piston une valeur numérique correspondant à la valeur de la pressio dans la chambre variable. I1 est composé d'un circuit électronique sur lequel est monté un potentiomètre, une alimentation ainsi qu'un afficheur. L'ajustement du potentiomètre est réalisé par une patte servant de tournevis liée à l'axe de rotation d'une roue dentée entraînée en rotation par des gorges usinées au bout du piston coulissant. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe longitudinale d'un premier pode de réalisation d'un mécanisme conforme à l'invention. La figure 2 représente le même mécanisme vu sous un autre angle. Il permet de mettre en évidence la manière dont fonctionne la roue. Les figures 3, 4, 5 représente les trois vues principales de la roue. Elles permettent de définir complètement la forme de la roue. Ce mécanisme ne comprend que des éléments dont la réalisation est simple, compte tenu de leur géométrie et de leur matériaux. La bague (1), le piston (2) et la roue dentée (5b) ainsi que son axe (Sa) sont en polyoxyméthylènes. En effet, les polyoxyméthylènes ont des propriétés mécaniques et des propriétés physiques qui en font des matériaux particulièrement performants. Le type de polyxyméthylènes utilisé est du DELRIN 500 MP. Ce polyxyméthylène contient du TEFLON en poudre et possède ainsi des caractéristiques améliorées en terme de frottement et d'usure. La mise en oeuvre des polyxyméthylènes est très facile par des techniques classiques de moulage par injection permettant ainsi la fabrication en grande série. Ensuite, leurs propriétés mécaniques et leurs propriétés de résistance aux sollicitations alternées sont très bonnes. Cette propriété est importante pour la résistance dans le temps du mécanisme, même si le mécanisme ne subit pas de contraintes mécaniques élevées. De plus, et grâce à l'incorporation du TEFLON en poudre, les propriétés de frottement et de résistance à l'usure sont améliorées : le coefficient de frottement DELRIN 500 MP-DELRIN 500 MP est de l'ordre de 0.2 en dynamique. Enfin, une propriété de ce matériau très avantageuse pour notre mécanisme est la légèreté puisque la densité des polyxyméthylènes est de 1.40 à 1.42. En ce qui concerne les températures, le mécanisme doit résister dans des conditions extrêmes d'utilisation à une fourchette de températures allant environ de -15 c ou +50 c, températures très bien acceptées par les polyoxyméthylènes puisque ce matériau garde toutes ses propriétés entre de -40 C à +1 500C. Le mécanisme est constitué d'une bague (1) ayant 2 extrémités ouvertes. Elle est liée à la coquille par une liaison encastrement. A l'endroit de fixation de la bague (1), la coquille est conçue de façon à recevoir la valve de pression et réaliser la butée du piston (2) lorsque la pression dans la chambre de volume variable (3) est nulle. Le piston (2) est monté coulissant dans la bague (1). I1 délimite, avec la valve de pression, la chambre de volume variable (3). En réalisant un jeu faible entre la bague (1) et le piston (2) et en considérant que le seul fluide présent dans tout le mécanisme est l'air, réaliser une étanchéité totale entre la bague (1) et le piston (2) s'avère superflu. Un alésage non débouchant est réalisé suivant l'axe du piston (2). Dans cet alésage est logée une partie du ressort (4) en xc 70 avec traitements thermiques dont les extrémités sont sciées. Cette conception permet de diminuer l'encombrement du mécanisme. Le ressort (4) est en butée au fond de l'alésage usiné dans le piston (I) et sur la coquille et guidé sur une grande partie de sa longeur par l'alésage et par la coquille. La coquille sera conçue de façon à assurer ces deux fonctions de butée et de guidage. Ce ressort (4) assure la mise en butée du piston (1) contre la coquille lorsque la pression dans la chambre de volume variable (3) est nulle. I1 est donc précontraint au montage. Lorsque la pression dans la chambre de volume variable (3) n'est pas nulle, le ressort (4) assure l'équilibre du piston (1). Des gorges (2a) sont usinées au bout du piston (2) coulissant. Les profils de ces gorges ou dentures (2a) sont en forme de V, forme simple qui peuvent être obtenue directement lors du moulage par injection du piston (2). Elles permettent de réaliser un entraînement par obstacle. Les efforts qui s'appliquent sur ces dentures (2a) sont faibles. I1 n'est pas nécessaire d'empêcher la rotation du piston (2) suivant son axe car les différents usinages réalisés sur le piston (2), en particulier les gorges (2a), sont symétriques par rapport à son axe. Le principe de fonctionnement de ce mécanisme est le suivant lorsque la pression dans la chambre de volume variable (3) augmente, cette pression est exercée sur la face pleine (2b) du piston (2). En conséquence, le piston (2) se déplace en se rapprochant de la butée du ressort (4) sur la coquille et en comprimant le ressort (4). Le potentiomètre est lié à la coquille par une liaison encastrement. La liaison qui existe entre la roue dentée (5b) et la coquille est une liaison pivot suivant l'axe de la roue dentée. Ces deux liaisons ne seront pas détaillées dans cette description. Les frottements créés dans cette liaison pivot doivent être très faibles afin d'assurer un bon fonctionnement du mécanisme. Les dents de la roue dentée (5b) sont triangulaires et s'engrènent avec les dentures (2a) réalisées sur le piston (2). L'extrémité de la patte de la roue dentée est usiné en forme de tournevis (5a). Ce tournevis (Sa) est logé dans la molette d'ajustement du potentiomètre. Ainsi, les rotations de la roue dentée (5b) dues aux déplacements longitudinaux du piston entraînent la rotation de la molette d'ajustement du potentiomètre par l'intermédiaire de la patte tournevis (5 a). Par conséquence, et parce que les frottements dans le mécanisme sont très faibles, l'ajustement du potentiomètre est proportionnel au déplacement du piston, luimême proportionnel à la pression mesurée. Le potentiomètre est défini par la valeur de sa résistance : on prendra par exemple le potentiomètre ayant comme référence dans la catalogue radiospare 104 8240, ayant de plus un angle mécanique supérieur à 230 ". I1 est relié à un montage électrique défini dans les grandes lignes de la façon suivante : le potentiomètre est monté en série avec une alimentation de 3 volts. La rotation de la molette d'ajustement du potentiomètre fait varier, proportionnellement à la valeur de l'angle, la tension aux bornes du rhéostat. De plus, comme l'angle de rotation de la molette d'ajustement du potentiomètre est proportionnel à la pression, alors la tension aux bornes du rhéostat du potentiomètre est proportionnel à la pression. Un afficheur est monté pour afficher la valeur de la pression mesurée. Ce système élctrique ne sera pas plus détaillé dans cette description et aucune figure ne représente ce système car il ne fait pas partie de l'invention du nouveau mécanisme de pression. Ainsi, le capteur de pression de l'invention qui vient d'être décrite présente un faible encombrement, un faible poids et une bonne précision pour des pressions entre 1.5 bars et 3.5 bars. De réalisation simple, il est aussi très simple d'utilisation. Son application est principalement destinée au grand public pour des mesures de pressions de pneumatiques tels que ceux de deux roues ou de voitures. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de mesure de pression caractérisé en ce qu'il comprend: - Une bague (1) ayant 2 extrémités ouvertes - Un piston (2), monté coulissant dans la bague(l) pour délimiter, lors de la mesure de la pression, avec la valve de mesure de pression, la chambre de volume variable(3). - Un ressort (4) qui assure la mise en position du piston (2). - Un moyen pour mesurer le déplacement du piston (2) relativement à la bague (1) qui comprend un potentiomètre dont l'ajustement est réalisé par une patte servant de tournevis (Sa) liée à l'axe de rotation d'une roue dentée (5b) entraînée en rotation par des gorges (2a) usinées au bout du piston coulissant (2). 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau du piston (2), de la roue dentée (5b) et de son axe sont en DELRIN 500 MP. 3. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le potentiomètre est ajusté à l'aide d'un tournevis (Sa) lié à l'axe de rotation d'une roue dentée (5b) elle même entraînée en rotation par des gorges (2a) usinées au bout du piston coulissant (2).