Brevet FR2780780A1 — publié le 20000107

État de la technique L'invention se rapporte à un capteur d'oscillations comportant une douille de pression, dans lequel la douille de pression est agencée via une fixation directe ou indirecte sur un composant provoquant des oscillations, et comportant un élément palpeur qui est maintenu radialement à l'extérieur sur la douille de pression sous une précontrainte axiale au moyen d'un ressort et qui est susceptible d'être mis en contact électrique. On connaît déjà du document DE 195 24 147.9 un capteur d'oscillations comportant une douille de pression, qui est utilisé comme palpeur de cognements pour surveiller le fonctionnement d'un moteur à combustion interne dans un véhicule automobile. Cette douille de pression est reliée via une zone d'appui fermement au composant provoquant les oscillations, ici sur le bloc moteur du moteur à combustion interne. Les oscillations à détecter sont des bruits de cognement du moteur à combustion interne en fonctionnement, qui sont transmis via la douille de pression sur un disque piézocéramique en tant qu'élément palpeur proprement dit avec des disques de contact et des disques d'isolation interposés qui permettent la prise de signal, afin de former un signal de sortie électrique exploitable. Le type d'agencement ou le serrage de cet élément palpeur sur la douille de pression et la fixation de la douille de pression sur le composant en oscillations présente ici une influence importante sur le mode de fabrication. Dans ce capteur d'oscillations connu, le serrage de l'élément palpeur conjointement avec une multitude de pièces individuelles, par exemple avec un ressort et une masse séismique, s'effectue au moyen d'une bague taraudée que l'on peut visser sur un filetage correspondant sur la douille de pression et qui s'applique directement contre la masse séismique. Le serrage des composants sur la douille de pression représente un facteur de coûts essentiel, et tous les composants doivent être fermement pressés les uns contre les autres et rester dans cet état avec une précontrainte mécanique définie lorsque des accélérations apparaissent. Lorsque la précontrainte se modifie, la courbe caractéristique de transmission se modifie également ce qui rend io difficile l'évaluation. Avantages de l'invention Le capteur d'oscillations conforme à l'invention du type mentionné en introduction est caractérisé en ce qu'il est prévu entre la périphérie intérieure du ressort annulaire et la paroi extérieure de la douille de pression une bague conique qui est introduite axialement par son côté pointu et qui dans sa position finale serre le ressort radialement, et au moyen de laquelle les composants sont susceptibles d'être maintenus simultanément sous précontrainte axiale conjointement avec l'élément palpeur. L'avantage en est en particulier que l'on peut fabriquer le capteur d'oscillations avec des opérations de réalisation relativement simples et qu'il présente une grande solidité à long terme. Grâce à la bague conique introduite conformément à l'invention entre le ressort annulaire et la paroi de la douille de pression, on peut obtenir de manière simple une liaison sûre des composants sur la douille de pression. La bague conique enfilée axialement par son côté pointu serre dans sa position finale radialement le ressort, et on peut obtenir de manière simple et sûre la précontrainte axiale nécessaire pour l'élément palpeur. Il est particulièrement avantageux que la bague conique présente une fente axiale, grâce à quoi même une utilisation avec des tolérances de fabrication élevées est possible. Cette réalisation présente également l'avantage que lors de l'injection définitive de l'agencement, la matière plastique peut pénétrer à travers la fente dans la zone intérieure entre la douille de pression et la masse séismique. Les intervalles précités se forment aussi lorsque, selon un autre mode de réalisation, au moins trois cales sont agencées entre la périphérie intérieure du ressort annulaire et la paroi extérieure de la douille de pression, qui sont enfilées axialement par leur côté pointu et qui serrent dans leur position finale le ressort radialement de la même manière que dans le premier exemple de réalisation. De façon avantageuse, les cales peuvent être des segments de cercle, des cales à contour rectiligne ou également des tiges coniques. Pour assurer la durabilité de la liaison entre la douille de pression et la bague conique ou les cales, la bague conique ou les cales sont fabriquées en un matériau dans lequel, après le serrage de tous les composants du capteur d'oscillations, le ressort et une barbe sur la douille de pression sont enfoncés dans la bague conique ou dans les cales. Une aussi bonne fixation de la bague conique ou des cales signifie que la courbe caractéristique du capteur d'oscillations peut être maintenue très stable sur la durée de vie. On obtient une assise particulièrement bonne de la bague conique ou des cales lorsque la surface d'attaque de la bague conique ou des cales sur la douille de pression présente un contour superficiel rugueux. Dans ce cas, on peut imaginer par exemple une gorge, un pas de vis ou bien un motif gaufré, grâce à quoi on peut assurer de manière simple une assise ferme même lorsque les vibrations du capteur d'oscillations sont très fortes. Selon un autre mode de réalisation en variante de l'invention, il est prévu de manière avantageuse entre la périphérie intérieure du ressort annulaire et la paroi extérieure de la douille de pression une bague comportant un taraudage et un talon conique, qui est introduite axialement par son côté pointu et qui serre dans sa position finale le ressort radialement, tout comme dans les modes de réalisation décrits auparavant. Dans ce mode de réalisation, on peut assurer le serrage des composants par le pas de vis, car ici on n'obtient pas d'effet auto- bloquant par la forme conique. La pointe conique inférieure de la bague sert ici en premier lieu au centrage des composants sur la douille de pression, grâce à quoi on peut utiliser également des angles relativement obtus pour la forme conique. La pointe conique de la bague du mode de réalisation cité ci-dessus peut être rectiligne ou bien présenter par exemple un contour approximativement concave ou convexe, parabolique ou hyperbolique. Dans une modification du mode de réalisation mentionné auparavant, on prévoit entre la périphérie intérieure du ressort annulaire et la paroi extérieure de la douille de pression une bague comportant un taraudage et un talon en gradins, qui est introduite axialement par son côté pointu avec au moins un gradin et qui serre dans sa position finale le ressort radialement et le centre ce faisant de manière avantageuse. Pour ce qui concerne le matériau pour la bague conique, les cales ou la bague taraudée, on peut choisir du métal, par exemple de l'acier. Selon un exemple de réalisation préféré, la bague conique ou les cales sont constituées en matière plastique. Ceci présente l'avantage supplémentaire que grâce à ceci, c'est la douille de pression qui peut assurer l'isolation électrique de l'élément palpeur. Grâce à ceci, on peut omettre le disque isolant supérieur qui serait autrement nécessaire sur l'élément palpeur. Étant donné que l'on peut dériver la prise de signal également directement de la masse métallique séismique, on peut également omettre le disque de contact supérieur sur l'élément palpeur. Grâce au mode de réalisation conforme à l'invention, en utilisant une bague conique en matière plastique, on peut également améliorer les propriétés acoustiques du capteur d'oscillations. Le bruit de structure qui parvient depuis l'extérieur dans le capteur d'oscillations peut être couplé par l'appui au fond du capteur d'oscillations et il est fortement amorti sur son trajet passant par le vissage depuis le haut grâce à l'introduction de la bague conique ou des cales en matière plastique. Après le montage, on peut souder de manière simple la bague conique ou les cales avec la douille de pression sans organes de maintien supplémentaires, en particulier par soudage au laser. Grâce à l'agencement décrit de la bague conique ou des cales, une précontrainte est déjà appliquée qui permet une mesure intermédiaire du capteur d'oscillations, et après avoir effectué le soudage, l'injection avec la masse plastique fait que la fixation devient définitivement résistante aux vibrations. Dans une utilisation avantageuse, le capteur d'oscillations est un palpeur de cognement pour des oscillations sur le bloc moteur d'un moteur à combustion interne dans un véhicule automobile. Ces caractéristiques et d'autres que présentent des développements avantageux de l'invention ressortent plus en détail de la description et des dessins, et l'on pourra réaliser les caractéristiques individuelles à elles seules ou à plusieurs sous forme de sous-combinaisons dans le mode de réalisation de l'invention et dans d'autres domaines, qui peuvent représenter des réalisations brevetables pour lesquelles on demande protection par la présente. Dessins Des exemples de réalisation du capteur d'oscillations conforme à l'invention comportant une douille de pression seront expliqués en se rapportant aux dessins. Les figures montrent: figure 1 une coupe à travers un boîtier de palpeur de cognements sous forme de capteur d'oscillations comportant une bague conique entre un ressort et la douille de pression; figure 2 une bague conique à fente; figure 3 une cale sous forme de segment de cercle; figure 4 une cale avec un contour rectiligne; figure 5 une cale sous forme de tige conique; figure 6 une coupe partielle du capteur d'oscillations comportant des barbes sur la douille de pression, avant de serrer les composants; figure 7 une coupe partielle du capteur d'oscillations comportant des barbes sur la douille de pression, après avoir serré les composants sous forme d'un composite enfoncé dans son ensemble; io figure 8 une coupe à travers un capteur d'oscillations comportant une bague conique taraudée; figure 9 différents contours de la bague conique selon la figure 8; figure 10 une coupe à travers un capteur d'oscillations dont la bague conique taraudée présente une forme en gradins; figure 11 différents contours de la bague conique selon la figure 1 0; et figure 12 un exemple de réalisation dont la douille de pression présente un contour en forme de dents de scie. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre, à titre de capteur d'oscillations, un palpeur de cognements pour un moteur à combustion interne, comportant un boîtier extérieur 1 en matière plastique dans lequel est agencée une douille de pression 2 qui s'appuie par sa surface inférieure 3 sur le bloc moteur non illustré ici dont on doit détecter les oscillations. En partant du bord inférieur, les pièces suivantessont agencées sur la périphérie extérieure de la douille de pression 2: un disque d'isolation 4, un premier disque de contact 5, un disque piézocéramique 6 en tant qu'élément palpeur proprement dit et sur celui-ci un second disque de contact 5 ainsi qu'un second disque d'isolation 4. Sur cet agencement est posée une masse séismique 7 qui est pressée par un ressort annulaire 20 en direction du disque piézocéramique 6. Une bague conique 21 est introduite en direction axiale selon la flèche 22 entre la périphérie du ressort 20 et la paroi de la douille de pression 2. La bague conique 21 introduite axialement par son côté pointu serre le ressort 20 radialement et elle assure simultanément la précontrainte axiale nécessaire pour l'élément palpeur 6 et elle assure ainsi une liaison sûre et durable des composants. La bague conique 21 peut également présenter une fente radiale non visible dans cette figure, grâce à quoi on peut l'utiliser même en cas de tolérances de fabrication importantes. La fente 23 est traversante en direction axiale, comme illustré dans la figure 2. Dans l'exemple de réalisation illustré dans la figure 1, la bague conique 21 est en métal, par exemple en acier. Au cas o la bague conique est fabriquée en matière plastique, on peut choisir une réalisation encore plus simplifiée qui n'est pas illustrée ici. Dans ce cas, c'est la bague conique 21 qui peut se charger de l'isolation électrique du disque piézocéramique ou de l'élément palpeur 6 vis-à-vis de la douille de pression 2. Ainsi, on peut omettre le disque d'isolation supérieur 4 qui serait autrement nécessaire sur l'élément palpeur 6. Étant donné que la prise de signal peut également être dérivée directement de la masse métallique séismique 7, on peut également omettre le disque de contact supérieur 5 sur l'élément palpeur 6. Une borne électrique 1 1 pour les disques de contact 5 est intégrée dans une pièce de raccordement intégrale 10 du boîtier 1 réalisé en particulier par un procédé de coulée par injection de matière plastique. La borne électrique 11 est ici réalisée en une seule pièce avec le disque de contact respectif 5. Grâce à ceci, il existe une connexion électrique vers les deux côtés du disque piézocéramique 6 par l'intermédiaire des deux disques de contact 5. Une tension électrique qui est générée par une sollicitation en pression du disque piézocéramique 6 peut être prélevée aux bornes 11. Une vis de fixation non illustrée ici, au moyen de laquelle ce palpeur de cognement peut être fixé dans son ensemble directement ou indirectement sur le bloc moteur d'un moteur à combustion interne, traverse un évidement central ou un perçage 12 dans la douille de s pression 2. Lors du montage du palpeur de cognements, la totalité du couple de rotation exercé par la vis de fixation décrite ci-dessus pour le montage sur le bloc moteur est transmise à la douille de pression 2 via la surface inférieure 3, c'est-à-dire qu'aucune force exercée par la fixation n'agit sur le disque piézocéramique 6 en tant qu'élément palpeur. Une force de précontrainte agit ici par la pression du ressort 20 avec la bague conique 21 introduite sous contrainte. La force de précontrainte est ainsi choisie que des forces axiales tout juste encore supportables sans détérioration durable du signal électrique agissent sur le disque piézocéramique 6 et que celui-ci est très largement indépendant des dilatations thermiques ainsi que des refoulements inévitables de la douille de pression 2 lors du montage. Les impulsions exercées par la masse séismique 7 de façon proportionnelle aux oscillations du moteur à combustion interne sont converties dans le disque piézocéramique 6 en impulsions de charge que l'on peut lire sur un appareil de mesure correspondant. La figure 2 montre une bague conique 21 qui est pourvue d'une fente 23. L'angle ca de la forme conique peut être par exemple de l'ordre de 3 0 à 30 par rapport à la surface d'attaque sur la douille de pression 2. La figure 3 montre un segment de cercle 24, la figure 4 montre une cale 25 présentant une section pratiquement carrée et une section rectangulaire à contour rectiligne, et la figure 5 montre une tige conique 26; dans ce cas, déjà trois cales ou segments de cercle suffisent pour fixer l'ensemble du composite, comme décrit ci-dessus. La figure 6 montre de quelle façon une bague conique 21 (la bague conique 21 selon la figure 2 ou les cales 24, 25 ou 26 sont également possibles) est introduite pour serrer l'ensemble de l'agencement. Dans ce cas, une barbe 27 est agencée sur la douille de pression 2. Lors de l'introduction de la bague conique 21, celle-ci est serrée entre la barbe 27 et le ressort 20 de telle sorte que ces composants sont enfoncés dans la bague conique 21 par la pression qui en résulte et que l'ensemble de l'agencement est fermement serré, comme le montre la figure 7. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 8, on visse une bague 30 sur un filetage sur la douille de pression 2, cette bague 30 étant également réalisée en forme conique dans la zone inférieure et ayant l'effet décrit ci-dessus lors du serrage des composants. La figure 9 montre en variante une pointe conique rectiligne 31, une pointe approximativement concave ou parabolique 32 et une pointe approximativement convexe 33 sur la bague conique 30 présentant le taraudage. Un autre exemple de réalisation selon la figure 10 montre une modification de la forme structurelle selon la figure 8, dans laquelle une bague 34 présente dans la zone inférieure une pointe en gradins qui est montrée en détail dans la figure 11. De plus, la figure 11 montre un mode de réalisation de la bague 34 avec plusieurs gradins 35 en forme d'escalier. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 12, la paroi extérieure de la douille de pression 2 présente un contour du moins en partie en forme de dents de scie. La forme en dents de scie peut être constituée par exemple par des prolongements concentriques 36; ces prolongements agissent comme des barbes pour la rondelle-ressort 20. Lors du montage, la rondelle-ressort 20 est enfilée sur le ou les prolongements et elle vient en appui dans la position désirée contre l'épaulement du prolongement 36. Revendications 1. Capteur d'oscillations comportant une douille de pression, dans lequel: - la douille de pression (2) est agencée via une fixation directe ou indirecte sur un composant provoquant des oscillations, et - comportant un élément palpeur (6) qui est maintenu radialement à l'extérieur sur la douille de pression (2) sous une précontrainte axiale au moyen d'un ressort (20) et qui est susceptible d'être mis en contact électrique, caractérisé en ce que - il est prévu entre la périphérie intérieure du ressort annulaire (20) et la paroi extérieure de la douille de pression (2) une bague conique (21), qui est introduite axialement par son côté pointu et qui, dans sa position finale, serre le ressort (20) radialement, et au moyen de laquelle les composants sont susceptibles d'être maintenus simultanément sous précontrainte axiale conjointement avec l'élément palpeur (6). 2. Capteur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague conique (21) présente une fente (23) traversante en direction axiale du capteur d'oscillations. 3. Capteur d'oscillations comportant une douille de pression, dans lequel: - la douille de pression (2) est agencée via une fixation directe ou indirecte sur un composant provoquant des oscillations, et - comportant un élément palpeur (6) qui est maintenu radialement à l'extérieur sur la douille de pression (2) sous une précontrainte axiale au moyen d'un ressort (20) et qui est susceptible d'être mis en contact électrique, caractérisé en ce que - il est prévu au moins trois cales (24; 25; 26) agencées entre la périphérie intérieure du ressort annulaire (20) et la paroi extérieure de la douille de pression (2), qui sont enfilées axialement par leur côté pointu et qui, dans leur position finale, serrent le ressort (20) radialement, et au moyen desquelles les composants sont susceptibles d'être maintenus simultanément sous précontrainte axiale conjointement avec l'élément palpeur (6). 4. Capteur d'oscillations selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cales (24) sont des segments de cercle. 5. Capteur d'oscillations selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cales (25) sont des cales à contour rectiligne. 6. Capteur d'oscillations selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cales (26) sont des tiges coniques. 7. Capteur d'oscillations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague conique (21) ou les cales (24; 25; 26) sont fabriquées en un matériau dans lequel, après le serrage de tous les composants du capteur d'oscillations, le ressort (20) et une barbe (27) sur la douille de pression (2) sont enfoncés dans la bague conique (21) ou dans les cales (24; 25; 26). 8. Capteur d'oscillations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface d'attaque de la bague conique (21) ou des cales (24; 25; 26) sur la douille de pression (2) présente un contour superficiel rugueux. 9. Capteur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague conique est une bague (30; 34) présentant un taraudage, sur laquelle est agencé un talon conique qui est introduit axialement par son côté pointu. 10. Capteur d'oscillations selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pointe conique de la bague (10) présente un contour approximativement concave, convexe, parabolique ou hyperbolique. 11. Capteur d'oscillations selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pointe conique de la bague (30) présente un contour rectiligne. 12. Capteur d'oscillations selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bague taraudée (34) présente une forme conique, au moyen d'un talon en gradins. 13. Capteur d'oscillations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague conique (21), la bague (30; 34) ou les cales (24; 25; 26) sont en métal. 14. Capteur d'oscillations selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la bague conique (21), la bague (30; 34) ou les cales (24; 25; 26) sont en matière plastique. 15. Capteur d'oscillations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague conique (21) ou les cales (24; 25; 26) sont soudées avec la douille de pression (2) après le montage. 16. Capteur d'oscillations comportant une douille de pression, dans lequel: la douille de pression (2) est agencée via une fixation directe ou indirecte sur un composant provoquant des oscillations, et - comportant un élément palpeur (6) qui est maintenu radialement à l'extérieur sur la douille de pression (2) sous une précontrainte axiale au moyen d'un ressort (20) et qui est susceptible d'être mis en contact électrique, caractérisé en ce que - la paroi extérieure de la douille de pression (2) est réalisée du moins dans une zone partielle en forme de dents de scie, et en ce que le ressort (20) est susceptible de s'enclencher dans les flancs de la forme en dents de scie (36). 17. Capteur d'oscillations comme palpeur de cognement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant qui provoque les oscillations est le bloc moteur d'un moteur à combustion interne dans un véhicule automobile.