Brevet FR2882434A3 — publié le 20060825

FR 2882434 A3 20060825 FR 0601421 A 20060217 Plus particulièrement, la présente invention concerne un capteur inductif de pression hydraulique, particulièrement pour des appareils électroménagers, des chaudières et autres, d'un type comprenant une enveloppe rigide présentant au moins une (première) entrée pour une pression hydraulique à mesurer, et dans laquelle est définie une chambre dans laquelle est montée, de manière étanche à un liquide, une membrane mobile ayant une surface exposée, de manière opérationnelle, à la pression hydraulique provenant de l'entrée; à la membrane est relié un noyau ferromagnétique mobile, sous l'effet de ladite pression par rapport à une bobine stationnaire supportée par ladite enveloppe, contre la réaction de premiers moyens élastiques, de telle sorte, que pendant le fonctionnement, l'inductance de ladite bobine varie en fonction de la valeur de ladite pression hydraulique. L'objectif de la présente invention est de réaliser un capteur inductif de pression du type susmentionné, qui présente des caractéristiques améliorées, aussi bien en ce qui concerne l'isolation par rapport à l'eau de ses pièces électriques que la simplification de sa structure et de son assemblage. Ces objectifs ainsi que d'autres objectifs sont atteints selon l'invention avec un capteur inductif de pression du type susmentionné, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend: un premier corps, cintré essentiellement en forme de verre, ayant un pied tubulaire dans lequel est définie ladite entrée, et une embouchure située sur la partie opposée audit pied tubulaire, et un deuxième corps, en forme de bobine tubulaire, fixé sur le premier corps et qui présente une première portion d'extrémité qui renferme, de manière étanche à un liquide, une portion périphérique de ladite membrane, une portion axiale intermédiaire autour de laquelle est enroulée ladite bobine; et une deuxième portion d'extrémité qui définit une surface de réaction contre laquelle réagissent lesdits moyens élastiques associés au noyau mobile; la disposition étant: telle que le noyau est monté de façon mobile à l'intérieur dudit deuxième corps, entre la membrane et lesdits moyens élastiques de réaction. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mentionnés dans la description détaillée qui suit, effectuée simplement à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures jointes, qui montrent: Figure 1: une vue frontale d'un premier capteur inductif de pression selon la présente invention; Figure 2: une vue en perspective éclatée qui montre le capteur inductif 1.5 de pression selon la figure 1; Figure 3: une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1, Figure 4: une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, Figure 5: une vue latérale d'un corps en forme de bobine compris dans le capteur selon les figures précédentes, Figure 6: une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 3, Figures 7 et 8: des vues en coupe semblables à celle de la figure 4, qui montrent deux variantes de réalisation du dispositif de capteur selon la présente invention, et Figure 9: une vue en coupe qui montre une autre variante de réalisation du dispositif selon la présente invention. Sur les figures, le repère 1 désigne globalement un capteur inductif de pression hydraulique selon la présente invention. Le capteur 1 comprend une enveloppe rigide, globalement désigné par 2, constitué d'un premier corps 3, cintré légèrement en forme de verre, et d'un deuxième corps 4 essentiellement en forme de bobine tubulaire. Le corps en forme de verre 3 présente, au niveau de sa partie inférieure, un pied tubulaire 3a dans lequel est défini un raccord ou conduit d'entrée 5 (figures 3 et 4) pour une pression hydraulique à mesurer. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, à côté du pied tubulaire 3a, le corps en forme de verre 3 présente une première portion 3b ayant un diamètre augmenté, puis une portion intermédiaire 3c présentant un diamètre encore augmenté, et enfin une portion d'extrémité supérieure 3d ayant un diamètre encore augmenté. Le corps en forme de bobine tubulaire 4 présente une portion d'extrémité inférieure 4a dont le bord d'extrémité appuie, de manière étanche à un liquide, contre le corps en forme de verre 3, par la portion périphérique 6a d'une membrane globalement désignée par le repère 6. Ladite membrane présente une surface 6b exposée de manière opérationnelle à la pression hydraulique provenant du raccord ou du conduit d'entrée 5 (figures 3 et 4) . Le corps en forme de bobine 4 présente une portion axiale intermédiaire 4b qui présente une bride annulaire externe 7, laquelle appuie un organe annulaire d'étanchéité hydraulique 18, (de préférence sur la partie tournée vers la membrane 6, c'est-à-dire vers le raccord d'entrée 5), contre le corps en forme de verre 3. Le corps en forme de bobine 4 présente une deuxième portion d'extrémité 4c, ayant une portion terminale 4d qui renferme l'embouchure supérieure 3e du corps en forme de verre 3 et qui définit une deuxième bride annulaire externe 8 sensiblement parallèle à la bride 7. Entre les brides 7 et 8, autour des portions intermédiaires 4b du corps en forme de bobine 4, est enroulée une bobine 9. La fixation du corps en forme de bobine 4 au corps en forme de verre 3 est effectuée à l'aide de nervures d'encliquetage 10 (figures 3 et 4), réalisées dans la portion axiale inférieure 4a dudit corps et qui s'emboîtent dans des ouvertures ou des logements 11 correspondants, prédisposés dans la portion 3b du corps en forme de verre 3. Dans l'enveloppe rigide du capteur, entre l'extrémité supérieure du pied 3a du corps en forme de verre et à l'intérieur des portions d'extrémité 4a et intermédiaire 4b du corps en forme de bobine 4, est définie une chambre globalement désignée par le repère 12. Dans ladite chambre, s'étend un noyau ferromagnétique mobile 13 relié à la membrane 6. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, le noyau 13 comprend un anneau 14 constitué d'un matériau ferromagnétique, entièrement encapsulé dans une enveloppe 15 constituée d'un matériau électriquement isolant, par exemple de la matière plastique moulée. Un ressort hélicoïdal 16 s'appuie en bas contre l'extrémité supérieure du noyau 13 et en haut contre une surface de réaction 4e définie dans la portion d'extrémité supérieure 4c du corps de bobine 4. 2882434 5 Lors du fonctionnement, le noyau 13 se déplace par rapport à la bobine stationnaire 9, sous l'effet de la pression exercée sur le raccord ou le conduit d'entrée 5, de telle sorte que l'inductance de la bobine 9 varie en fonction de ladite pression. La bobine 9 est reliée d'une façon non représentée à un circuit d'élaboration, comprenant par exemple un condensateur dont la capacité constitue, grâce à l'inductance de ladite bobine 9, un circuit LC résonant à une fréquence variable en fonction de l'inductance de la bobine 9 et par conséquent de la pression à l'entrée 5 du capteur. Ledit circuit d'élaboration peut être supporté de manière appropriée par une plaque a circuits imprimés 30 (figures 2-6) qui, dans le mode de réalisation représenté, présente sensiblement une forme de U (figure 2) et est insérée entre la portion supérieure 4d et la bride 8 du corps 4, autour de la portion 4c de ce dernier. Une extrémité 30a de la plaque 30 comporte des pistes conductrices de liaison et elle est couplée à un connecteur 31 (figures 2 et 3) qui est coincé entre le corps en forme de bobine 4 et le corps en forme de verre 3. Le capteur selon l'invention, décrit ci-dessus, présente de nombreux avantages. En premier lieu, sa structure porteuse ou enveloppe 2 est constituée uniquement de deux corps, c'est-à-dire le corps en forme de verre 3 et le corps 25 en forme de bobine 4, pouvant facilement être couplés entre eux. Une autre caractéristique avantageuse est représentée par la double isolation électrique de la bobine 9 par rapport au fluide hydraulique (eau) introduit au niveau du raccord d'entrée 5. La double isolation est garantie d'une part par la portion périphérique 6a de la membrane 6, insérée de manière étanche entre les corps 3 et 4, et d'autre part par l'organe annulaire étanche 18 inséré entre le corps 3 et la bride 7 du corps en forme de bobine 4. Une autre protection est constituée par l'encapsulage intégral du noyau ferromagnétique 4 dans l'enveloppe électriquement isolante 15. Sur la figure 7, est représenté un capteur de pression selon l'invention qui 10 présente quelques modifications par rapport au mode de réalisation décrit ci-dessus en référence aux figures 1-6. Sur la figure 7, aux parties et éléments déjà décrits, ont été attribués à nouveau les mêmes repères que ceux utilisés précédemment. Une première différence du dispositif selon la figure 7 est que, dans la portion de l'extrémité supérieure 4c du corps en forme de bobine 4, est réalisé un second raccord d'entrée 19 par l'intermédiaire duquel une seconde pression peut être injectée dans la portion de la chambre 12 qui est située du côté opposé au premier raccord d'entrée 5 par rapport à la membrane 6. Grâce à ladite caractéristique, le dispositif de capteur selon la figure 7 est de type différentiel, et pendant le fonctionnement, la position axiale du noyau 13 par rapport à la bobine 9 dépend de la différence entre les pressions appliquées aux raccords d'entrée 5 et 19. De manière correspondante, l'inductance de la bobine 9 dépend également de ladite différence de pression. Une deuxième différence présentée par le dispositif selon la figure 7 est l'ajout d'un ressort hélicoïdal 17 supplémentaire qui s'appuie, au niveau de sa partie inférieure, contre un épaulement prédisposé sur le pied tubulaire 3a du corps en forme de verre 3, et au niveau de sa partie supérieure, contre la membrane 6. Le ressort 17 agit sur la membrane 6 et sur le noyau associé 13 dans le sens opposé à l'action exercée sur ceux-ci par le ressort 16. L'ajout du ressort 17 n'est pas obligatoirement lié à la réalisation du dispositif de capteur de pression de type différentiel, comme sur la figure, ce ressort pouvant éventuellement être ajouté également dans un capteur réalisé avec une seule entrée de pression, comme sur les figures 1-6. Sur la figure 8, est représentée une variante supplémentaire de réalisation d'un capteur de pression selon la présente invention. Sur cette figure également, aux parties et aux éléments déjà décrits, ont été à nouveau attribués les mêmes repères. Le capteur selon la figure 8 est destiné plus particulièrement à l'utilisation dans une chaudière pour le chauffage domestique, par exemple une chaudière murale. Lorsque ladite chaudière est installée sur le chantier de construction d'un immeuble ou autre, l'installateur peut se demander si, au niveau du raccord d'entrée 5 du capteur de pression, il y a un fluide sous pression, et ceci avant que le capteur soit alimenté électriquement et puisse fournir son propre signal. Afin de permettre à l'installateur de savoir dans de telles conditions si le raccord d'entrée 5 du capteur de pression est en pression, sur la variante selon la figure 3, le raccord d'entrée 5 communique avec un conduit 20 qui s'étend au 2882434 8 moins en partie à l'extérieur de l'enveloppe 2 du capteur, et est de préférence au moins partiellernent transparent. Dans le conduit 20, est monté un corps mobile, tel qu'une petite bille 21, par exemple de couleur rouge, susceptible, lorsque est appliquée, au niveau du raccord d'entrée 5, une pression hydraulique, de prendre une position (telle qu'elle est représentée en ligne continue sur la figure 8) dans laquelle elle est visible de l'extérieur et signale la présence de pression au niveau du raccord d'entrée 5. Lorsque la pression diminue au niveau du raccord d'entrée 5, le corps 21 I0 descend sous l'effet de la gravité, en se plaçant en position de repos comme celle qui est représentée en pointillés sur la figure 8, en appui sur des éléments de butée prévus dans le conduit 20. La variante ci-dessus, décrite en référence à la figure 8, peut éventuellement 15 être mise en application dans un capteur différentiel du type représenté sur la figure 7, avec ou sans le ressort supplémentaire 17. Dans la variante représentée sur la figure 9, aux parties et aux éléments déjà décrits, ont été à nouveau attribués les repères utilisés précédemment. Ladite variante se distingue des précédentes essentiellement en ce qui concerne les aspects suivants. Le corps en forme de verre 3 présente encore un profil échelonné, mais présente un nombre réduit de portions axiales: sur les figures 3 et 7, il manque la portion indiquée par le repère 3d, tandis que la portion 3c est plus longue, et son sommet définit l'embouchure 3e du corps 3. Ladite embouchure 3e n'est pas renfermée par une portion supérieure du corps en forme de bobine 4, mais par un couvercle 50 séparé et couplé, par exemple à l'aide d'un encliquetage, avec la portion du sommet du corps 3. Dans la variante selon la figure 9, la portion centrale du corps à membrane 6 est fortement agrandie. Comme dans la variante représentée sur la figure 7, entre ledit corps à, membrane 6 et la portion inférieure 3a du corps 3 est disposée de façon adéquate un ressort 17. Le noyau 13 est en outre réalisé de façon simplifiée. Dans la variante selon la figure 9, peut également être ajouté un dispositif de signalisation de la présence de pression, comme celui qui est indiqué par les repères 20 et 21 de la figure 8. Bien entendu, tout en maintenant le principe de l'invention, les modes et les détails de réalisation pourront être largement modifiés par rapport à ce qui a été décrit et représenté ci-dessus à simple titre d'exemple non limitatif, la présente invention s'étendant à tous les modes de réalisation qui ont pour but la même utilité grâce aux mêmes concepts innovants. 2882434 10 REVENDICATIONS 1. Capteur inductif de pression hydraulique (1), plus particulièrement pour des appareils électroménagers, des chaudières et autres, comportant une enveloppe rigide (2) présentant au moins une première entrée (5) pour une pression hydraulique à mesurer, et dans lequel est définie une chambre (12) dans laquelle est monté, de manière étanche à un liquide, une membrane mobile (6) ayant une surface (6b) exposée de manière opérationnelle, à la pression hydraulique provenant de ladite entrée (5), un noyau ferromagnétique (13) mobile relié à ladite membrane, sous l'effet de ladite pression, par rapport à une bobine stationnaire (9) supportée par ladite enveloppe (2), contre l'action de moyens élastiques de réaction (16), de telle sorte que pendant le fonctionnement l'inductance de ladite bobine (9) varie en fonction de la valeur de ladite pression hydraulique, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) comprend un premier corps (3) cintré sensiblement en forme de verre, avec un pied tubulaire (3a) dans lequel est définie ladite entrée (5), et avec une embouchure (3e) située sur la partie opposée audit pied tubulaire (3a) , et un second corps (4), en forme de bobine tubulaire, fixé au premier corps (3) et présentant une première portion d'extrémité (4a) qui renferme, de manière étanche à l'aide d'un joint hydraulique, une portion périphérique (6a) de ladite membrane (6), une portion axiale intermédiaire (4b) autour de laquelle est enroulée ladite bobine (9), ,et une deuxième portion d'extrémité (4c) qui définit une surface de réaction (4e) contre laquelle s'appuient lesdits moyens élastiques (16) associés au noyau mobile (13) ; la disposition étant telle que le noyau (13) est monté de façon mobile à l'intérieur dudit deuxième corps (4), entre la membrane (6) et lesdits moyens élastiques (16). 2. Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion intermédiaire (4b) du corps à bobine (4) renferme, du côté orienté vers la membrane (6), par rapport audit premier corps (3), un organe d'étanchéité hydraulique (18). 3. Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première portion d'extrémité (4a) du corps à bobine (4) présente des moyens d'ancrage à encliquetage (10) engagés dans des logements de retenue correspondants (11) du premier corps (3). 4. Capteur de pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'ancrage (10) sont situés entre la membrane (6) et ledit organe annulaire d'étanchéité (18). 5. Capteur de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau (13) présente un élément tubulaire (14) constitué d'un matériau ferromagnétique, encapsulé dans une enveloppe électriquement isolante (15). 6. Capteur de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens élastiques supplémentaires (17), qui agissent sur le côté (6b) de la membrane (6) qui est exposé, de manière opérationnelle, à ladite pression hydraulique à mesurer, et le sollicitent dans le sens opposé à l'action exercée par lesdits premiers moyens élastiques (16), sont associés à la membrane (6). 2882434 12 7. Capteur de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans ladite deuxième portion d'extrémité (4c) du corps à bobine (4), est réalisée une deuxième entrée (18) pour une deuxième pression à mesurer, ladite deuxième entrée (19) communicant avec une portion de ladite chambre (12) qui est située du côté opposé à la première entrée (5) par rapport à la membrane (6), la disposition étant telle que, lors du fonctionnement, la position du noyau (13) par rapport à la bobine (9) dépend de la différence entre les pressions appliquées auxdites première et deuxième entrées (5, 18). 8. Capteur de pression selon l'une des revendications précédentes, plus particulièrement pour l'utilisation dans des chaudières destinées au chauffage domestique, caractérisé en ce qu'au moins une première entrée (5) est en communication avec: un conduit (20) dans lequel est monté un corps mobile (21) susceptible, lorsqu'une pression est appliquée au niveau de ladite première entrée (5), de prendre une position dans laquelle il est visible de l'extérieur de l'enveloppe (2) et signale la présence d'une pression au niveau de ladite première entrée. 9. Capteur de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bobine (9) est reliée à un circuit d'élaboration supporté au moins en partie par une plaque de connexion (30) connectée audit corps à bobine (4). 10. Capteur de pression selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite plaque de connexion (30) est sensiblement en forme de U, et est disposée autour d'une portion (4c) du corps à bobine (4). 2882434 13 11. Capteur de pression hydraulique, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite deuxième portion d'extrémité (4c) dudit deuxième corps (4) renferme l'embouchure (3e) du premier corps (3). 12. Capteur de pression selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'à l'embouchure (3e) dudit premier corps (3) est associé un couvercle de fermeture (50).