Brevet FR2844352A1 — publié le 20040312

L'invention a trait à un dispositif de mesure d'une grandeur électrique dans le cas o cette mesure est utilisée pour la détermination d'une hauteur de liquide dans un réservoir de volume connu, par exemple le réservoir d'un véhicule. Dans le domaine des jauges pour réservoir de véhicule, on connaît des jauges immergées utilisant la mesure d'une grandeur électrique. Dans ce cas un flotteur se déplace en suivant le niveau du liquide dans le réservoir, et il 10 entraîne le déplacement par rapport à une plaque fixe d'un curseur pourvu de contacts électriques. Cette plaque comprend une zone conductrice et une zone résistive reliée à des pistes conductrices séparées par des interpistes isolantes. Selon la position du curseur, le circuit 15 électrique est fermé en un emplacement différent de la zone résistive et l'on obtient de cette manière une résistance variable par pas qui est directement représentative de la hauteur de liquide dans le réservoir. La mesure est effectuée entre un câble couramment 20 dénommé " câble de signal " relié à la zone résistive et un câble couramment dénommé " câble de masse " relié à la zone conductrice. Ces câbles sont ainsi fixés sur la plaque et ne risquent donc pas de subir des pliages successifs, dus par exemple à l'accrochage avec le flotteur et/ou le bras 25 articulé, risquant de les dégrader et/ou de générer des perturbations électriques avec le reste du dispositif. Ces inconvénients se rencontrent avec certaines jauges o le câble de masse est relié au curseur et suit les mouvements de ce dernier qui forme la zone conductrice. L'action mécanique, provoquée par les mouvements du curseur et les attaques physico-chimiques dues au contact avec le carburant, provoquent une usure relativement rapide des points de contact électrique et des pistes conductrices situées sur la plaque, même si les points de contact électrique sont matérialisés par des grains de matériau précieux particulièrement résistants. Il se produit fréquemment des micro-coupures dues soit à l'usure d'un contact et/ou d'une piste, soit à une pression inadaptée du grain de matériau précieux sur la piste. Pour limiter ces micro-coupures, certaines jauges utilisent un contact constitué de plusieurs petites lamelles flexibles portées par un curseur conducteur et pourvues chacune de micro grains en matériau précieux. 10 Ainsi, techniquement, une telle solution réalise, une redondance des contacts. C'est-à-dire qu'il y a au moins deux grains de matériau précieux pour un point de contact électrique sur une même partie conductrice. Pour qu'il y ait coupure, il faut que l'ensemble des micro-contacts en 15 matériau précieux soit défectueux. Du point de vue économique et industriel, une telle solution est onéreuse et très délicate à réaliser car concernant des pièces très petites, fragiles et peu aisées à manipuler. La taille des micro contacts rend également difficile la maîtrise de la 20 pression exercée par ceux-ci sur les pistes conductrices, ce qui peut entraîner une perte, au moins partielle, de la redondance, les contacts ne se faisant plus de façon simultanée. Par ailleurs ces micro-contacts sont difficiles à 25 fixer de manière simple et fiable sur le curseur par des techniques courantes telles la soudure, le sertissage, l'emboutissage. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un 30 dispositif de mesure d'une grandeur électrique réalisé à partir de matériaux et de technologies aisés à mettre en oeuvre. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure de la hauteur d'un liquide dans un réservoir, comprenant un support fixe comportant au moins une zone conductrice et au moins une zone résistive reliée à des pistes conductrices discontinues, chaque zone étant reliée à une borne d'un circuit électrique, et un curseur mobile 5 dont la position varie en fonction du niveau de liquide contenu dans le réservoir, ce curseur étant conducteur de l'électricité et étant pourvu d'au moins deux points de contact électrique coopérant chacun avec une desdites zones de sorte que le déplacement du curseur entraîne une 10 variation de résistance dans le circuit électrique pour fournir une indication représentative de la quantité de liquide contenu dans le réservoir, caractérisé en ce que la zone conductrice comporte des pistes conductrices discontinues reliées à une partie commune conductrice et le 15 curseur comporte une partie non conductrice délimitant une face sur laquelle est fixé un organe conducteur portant lesdits points de contact électrique coopérant respectivement avec les pistes conductrices desdites zones. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de 20 l'invention, le dispositif de mesure incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les zones conductrice et résistive sont placées face à face sur deux arcs de cercle concentriques et dans un même secteur angulaire, les pistes conductrices et isolantes des zones conductrice et résistive sont disposées radialement selon des directions passant toutes par le centre de rotation du curseur, - la face non conductrice du curseur sur laquelle 30 est fixé l'organe conducteur est inclinée par rapport à la face du support pourvue des zones conductrice et résistive, - L'organe conducteur comprend au moins quatre points de contact électrique coopérant par paires simultanément et de manière identique les uns avec une zone conductrice et les autres avec une zone conductrice associée à une zone résistive, - l'organe conducteur a la forme d'un peigne plat muni de lames plates sensiblement identiques et parallèles pourvues chacune d'au moins un point de contact électrique, - les points de contact électrique sont alignés selon une direction passant par le centre de rotation du curseur, - les lames sont orientées selon une direction 10 globalement orthogonale à la direction passant par le centre de rotation du curseur, - l'organe conducteur est réalisé dans un matériau conducteur à haute limite d'élasticité. L'invention concerne également une jauge pour 15 réservoir à carburant d'un véhicule à moteur comprenant un dispositif de mesure de la hauteur d'un liquide dans un réservoir réalisé selon au moins une des caractéristiques précédemment définies. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 20 de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de mesure conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale simplifiée d'un dispositif de mesure d'une variable électrique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue simplifiée à grande échelle des zones conductrices et résistives visibles 30 partiellement à la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessous en perspective du curseur supportant l'organe pourvu de contacts électriques et destiné à assurer le déplacement de cet organe sur les zones conductrices et résistives; - la figure 4 est une vue en coupe simplifiée selon le plan III-III à la figure 3; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 lorsque les contacts électriques sont en appui sur les zones conductrices et résistives et - la figure 6 est une représentation du schéma électrique correspondant au dispositif représenté à la figure 1. Le dispositif de mesure représenté à la figure 1 10 comprend un support plat 1 destiné à être immergé dans un réservoir et pourvu, à une extrémité, de moyens de fixation non représentés. A son autre extrémité, le support 1 a une forme globalement en demi-lune. Le dispositif comprend également un sous-ensemble 15 mobile formé d'un bras articulé 2 reliant un flotteur 3 et un curseur 4. Le bras 2 est articulé sur le support 1. Sur la partie en demi-lune du support, est disposée une plaque 5 en matériau isolant comportant une zone conductrice 6 et une zone 7a de pistes conductrices reliées 20 à une zone résistive 7. La zone conductrice 6 représentée à la figure 2 a une forme analogue à un peigne plat en arc de cercle. Les dents d'un tel peigne sont constituées par des pistes conductrices 8, 9 séparées par des pistes isolantes 10, 11. 25 On entend par pistes isolantes, les couloirs non conducteurs séparant deux pistes conductrices voisines. Ces deux types de pistes ont globalement une forme rectangulaire. Les pistes conductrices 8, 9 s'étendent, radialement de part et d'autre d'un pont conducteur 12 30 relié à un câble de masse 13. Une piste conductrice 8 ou 9 fait face respectivement à une piste isolante 10 ou 11. On obtient ainsi un " peigne double " aux pistes disposées en quinconce. La zone 7a est formée de pistes conductrices 14 et isolantes 15 alternées, globalement rectangulaires et disposées en arc de cercle. La partie résistive 7 est formée par une encre, à base de carbone, recouvrant de manière continue une partie des pistes conductrices 14 et isolantes 15. Les pistes conductrices 14 de même que les 5 pistes conductrices 8 et 9 sont, par exemple, sérigraphiées avec des encres conductrices. Toutes les pistes conductrices 8, 9, 14 et isolantes , 11, 15 sont orientées selon des directions globalement radiales par rapport à l'axe de rotation du bras 2. Une autre piste conductrice 14 de forme globalement rectangulaire se trouve pratiquement en face de chaque piste conductrice 9 du peigne 6. Cette deuxième série de pistes 14 est espacée des pistes 9 précédentes d'un écartement constant e. On obtient ainsi deux arcs de cercle concentriques composés de pistes 8, 9, 14 orientées selon des directions passant par le centre de rotation du bras 2. Les pistes 14 situées sur le cercle de plus grand diamètre forment la zone 7a et sont reliées au câble de signal 16. Sur l'extérieur de la partie en demi-lune se trouve une gorge de guidage 17 visible à la figure 1. Cette gorge reçoit une patte 18 visible à la figure 3, en forme de L et fixée en relief sur la face inférieure d'un curseur 4 globalement en forme de parallélépipède rectangle et 25 réalisé en matériau non conducteur. Cette patte 18 s'étend parallèlement à la face inférieure 19 du curseur 4. Lorsque la patte 18 est engagée dans la gorge 17, le curseur 4 s'étend en regard du support 1 de manière à ce que sa face inférieure 19, visible à la figure 3, soit 30 parallèle à la face supérieure 20 de celui-ci. A une extrémité le curseur 4 présente un orifice 21 qui, lorsque le curseur est en position, se trouve aligné avec un orifice, non représenté, ménagé dans la face supérieure 20 du support 1. Le curseur comporte également sur sa face supérieure 22 quatre reliefs 23 de forme allongée, disposés longitudinalement selon un axe médian A-A' du curseur 4. Deux reliefs 23 parallèles sont séparés par un espace 24 et forment ainsi une pince de clipsage. Un bras 2 en forme de 5 S et à section circulaire présente un diamètre lui permettant, d'une part de venir se loger dans l'orifice terminal 21 du curseur 4 et dans l'orifice du support 1, tout en étant libre en rotation dans ces orifices, et d'autre part de venir se loger dans les deux pinces de 10 clipsage formées par les reliefs 23 du curseur 4 de manière à en être solidaire. L'extrémité de ce bras 2 constitue un axe de rotation pour le flotteur 3. Le curseur 4 comprend, entre l'orifice 21 et la patte 15 18, un évidement 25 globalement parallélépipédique. Au niveau de cet évidement 25 et situé sur l'extérieur du curseur 4, s'étend une patte 26 selon une direction BB' globalement orthogonale à l'axe longitudinal A-A' du curseur 4. Cette patte 26 possède une face inférieure 27 20 inclinée d'un angle a par rapport à la normale à la plaque et a une section transversale globalement triangulaire. La partie la plus épaisse de cette patte 26 est située au niveau de la jonction avec le curseur 4, sa partie la moins épaisse se situant dans la zone la plus éloignée du curseur 4. Au niveau de la jonction entre le curseur 4 et la patte 26, cette dernière présente sur la face inférieure 27 un épaulement 28. Cet épaulement permet à la patte 26 d'avoir sa face inférieure inclinée 27 située en-dessous de 30 la face inférieure 19 du curseur 4 lorsque celui-ci est en place au-dessus de la plaque 5. Une pièce en forme de peigne plat 29 réalisée dans un matériau conducteur est fixée sur la face inclinée 27 de la patte 26. Le peigne 29 est positionné de manière à ce que ses lames plates 30 s'étendent en direction de l'évidement 25. Dans cette configuration, les extrémités 31 des lames 30 sont alignées entre elles et situées sur un axe C-C' 5 globalement parallèle à l'axe longitudinal A-A' du curseur 4 matérialisé par le bras 2. L'extrémité 31 de chaque lame du peigne est munie sur sa face dirigée vers la plaque 5 d'un point de contact électrique 32 réalisé dans un matériau précieux. Les points 10 de contact 32 sont alignés sur l'axe A- A'. A l'extrémité opposée à celle pourvue des contacts électriques 32, les lames 30 se rejoignent en une partie plate commune 33 de dimension suffisante pour permettre sa fixation sur la face inclinée 27 de la patte 26. Cette partie commune 33, elle 15 aussi conductrice, permet d'établir un contact électrique entre les lames 30 du peigne 29. L'épaulement 28 et la longueur des lames 30 du peigne 29 permettent un débattement vertical suffisant de l'extrémité 31 des lames 30 portant les points de contact 32 sans que celles-ci 20 touchent la face inférieure 19 du curseur 4. Avec un peigne 29 muni de quatre lames 30 conductrices fixées sur la face 27 inclinée du curseur 4, comme représenté aux figures 1 et 3, on note que, lorsque le curseur 4 est en position au dessus de la plaque 5 deux 25 lames 30 appuient en même temps sur une piste conductrice 14 associée à la zone résistive 7 et simultanément deux lames 30 appuient sur deux pistes 8, 9 reliées par la partie commune 12 de la zone conductrice. Suivant la position du flotteur 3 dans le réservoir, le curseur 4 se 30 déplace en rotation de manière à ce que les lames 30 soient toujours en contact avec les pistes conductrices 8, 9, 14 de la plaque 5. Les pistes 8, 9, 14, mises en contact par les lames 30 entre le câble de signal 16 et le câble de masse 13, permettent de fermer le circuit électrique en différents endroits de la zone résistive 7 et l'on obtient ainsi une valeur de résistance électrique représentative du niveau de liquide dans le réservoir. Comme le montrent les figures 4 et 5, la disposition des lames 30 en un peigne 29 plat fixé sur un plan incliné permet, par effet ressort, d'obtenir une pression équivalente et simultanée de chaque point de contact 32 sur les pistes conductrices 8, 9 et 14. Les lames 30 se comportent ainsi, du fait de la partie commune 33 du peigne 29, comme s'il n'y avait qu'une seule lame 30 fixée sur le curseur 4. Ainsi tout mouvement du bras 2 transmis par le curseur 4 a le même effet, et en même temps, sur toutes les lames 30 du peigne 29. On 15 diminue donc de manière significative le risque d'une rupture dans le circuit électrique grâce à la redondance des contacts. De plus, avec un tel montage, le câble de masse 13 est relié à un point fixe et non à un organe mobile comme cela 20 se rencontre parfois dans la technique existante. Il n'y a donc pas de risque de détérioration de ce câble par pliages successifs ni d'accrochage avec le bras 2 ou le flotteur 3. De même, les perturbations électriques s'en trouvent réduites. La forme simple du peigne 29 permet une fabrication aisée de cette pièce et à un faible cot. Cette forme permet la fixation des grains 32 sur les lames 30 par soudure, sertissage, emboutissage, laminage ou toutes techniques appropriées. Grâce à l'invention on concilie la redondance des contacts électriques avec la suppression de la mobilité des câbles. La discontinuité des pistes conductrices permet, outre un gain de matière, d'améliorer l'auto nettoyage des contacts en matériau précieux par passages successifs sur les pistes conductrices. La redondance des contacts permet également de minimiser les effets de l'usure sur un tel dispositif. Un 5 tel dispositif est particulièrement adapté pour une utilisation dans une jauge pour réservoir de carburant de véhicule. On peut l'utiliser dans tout réservoir de liquide et d'une manière plus générale, pour toute mesure d'une hauteur de liquide. On peut ainsi envisager un mode de réalisation avec un nombre différent de lames 30 conductrices sur le peigne 29 et/ou des contacts 32 en matériau précieux fixés différemment. On peut réaliser d'autres modes de guidage du curseur 15 4 par exemple par des reliefs sur la face supérieure du support 1 coopérant avec une ou plusieurs rainures situées sur le curseur 4. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la hauteur d'un liquide 5 dans un réservoir comprenant un support fixe comportant au moins une zone conductrice (6) et au moins une zone résistive (7) reliée à des pistes conductrices (14) discontinues, chaque zone étant reliée à une borne d'un circuit électrique, et un curseur mobile (4) dont la 10 position varie en fonction du niveau de liquide contenu dans le réservoir, ce curseur (4) étant conducteur de l'électricité et étant pourvu d'au moins deux points de contact électrique (32) coopérant chacun avec une desdites zones de sorte que le déplacement du curseur (4) entraîne 15 une variation de résistance dans le circuit électrique pour fournir une indication représentative de la quantité de liquide contenu dans le réservoir, caractérisé en ce que la zone conductrice (6) comporte des pistes conductrices (8, 9) discontinues reliées à une partie commune conductrice 20 (12) et le curseur (4) comporte une partie non conductrice (26) délimitant une face (27) sur laquelle est fixé un organe conducteur (29) portant lesdits points de contact électrique (32) coopérant respectivement avec les pistes conductrices (8, 9, 14) desdites zones (6, 7a). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones conductrice (6, 7a) et résistive (7) sont placées face-à-face sur deux arcs de cercle concentriques et dans un même secteur angulaire. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en 30 ce que les pistes conductrices (8, 9, 14) et isolantes (10, 11, 15) des zones conductrice (6, 7a) et résistive (7) sont disposées radialement selon des directions passant toutes par le centre de rotation dudit curseur (4). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite face (27) non conductrice du curseur (4) sur laquelle est fixé l'organe conducteur (29) est inclinée par rapport à la face (20) dudit support (1) pourvue des zones conductrice (6, 7a) et résistive (7). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe (29) comprend au moins quatre points de contact électrique (32) coopérant par paires, simultanément et de manière identique, les uns avec une zone conductrice 10 (6) et les autres avec une zone conductrice (7a) associée à une zone résistive (7). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe conducteur a la forme d'un peigne plat (29) muni de lames plates (30) 15 sensiblement identiques et parallèles pourvues chacune d'au moins un point de contact électrique (32). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits points de contact électrique (32) sont alignés selon une direction (AA') passant par le centre de 20 rotation du curseur (4). 8. Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que lesdites lames (30) sont orientées selon une direction (BB') globalement orthogonale à la direction (AA') passant par le centre de rotation du 25 curseur (4). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe conducteur (29) est réalisé dans un matériau conducteur à haute limite d'élasticité. 10. Jauge pour réservoir à carburant d'un véhicule à moteur comprenant un dispositif de mesure de la hauteur d'un liquide dans un réservoir réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.