Brevet FR2958397A1 — publié le 20111007

Capteur de température La présente invention concerne un capteur de température pour la mesure de températures élevées. La présente invention s'applique en particulier aux capteurs de haute température adaptés pour mesurer la température des gaz de véhicules automobiles tels que les gaz d'échappement pour lesquels les températures maximum peuvent atteindre 700°C ou 300°C à 500°C dans le cas de capteurs de température EGR (« Recirculation des Gaz d'Echappement » ou « Exhaust Gas Recirculation » en anglais). On connaît de tels capteurs par exemple des documents FR 2 847 979 ou FR 2 880 685. Ces capteurs comprennent un composant électrique de mesure relié vers l'extérieur par des fils électriques, une gaine céramique bifilaire pour le maintien de ces fils électriques et un boîtier de protection vis-à-vis de l'extérieur (gaz, eau, humidité, etc...) de forme générale tubulaire renfermant ladite gaine et ledit composant électrique de mesure. On utilise généralement des thermistances comme composants électrique de mesure. Ces composants présentent de petites dimensions et une forme générale cylindrique, ils sont donc facilement intégrables dans le boîtier de protection. Certaines applications nécessitent cependant d'utiliser d'autres types de composant électrique de mesure. On utilise par exemple des sondes platine pour lesquelles un élément sensible de platine présente une résistance qui varie avec la température. Les sondes platine standardisées comportent un élément sensible de platine déposé sur une plaquette céramique présentant une forme générale de lamelle. Lorsque la sonde platine est montée dans le boîtier de protection tubulaire du capteur, un battement important de la sonde dans le boîtier est possible. En outre, l'agencement de la sonde platine à l'extrémité de la gaine peut encore amplifier ce battement. Or, les capteurs de haute température montés dans les véhicules automobiles sont soumis à d'importantes vibrations. La sonde platine est alors soumise à ces vibrations qui peuvent l'endommager, en la fissurant ou en désolidarisant les fils électriques de l'élément sensible de platine.30 La présente invention vise notamment à remédier à ce problème en proposant un capteur de température pour véhicule automobile présentant une sonde platine dont le maintien dans le boîtier est amélioré, rendant le capteur plus robuste face aux vibrations. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur de température pour véhicule automobile, comprenant : - une sonde platine comportant : o une plaquette de support, o un élément sensible de platine déposé sur ladite plaquette de support, o deux fils électriques ayant chacun une extrémité reliée à l'élément sensible de platine, pour acheminer le signal de température fourni par l'élément sensible de platine, une gaine céramique de maintien des fils électriques, un boîtier de protection de forme générale tubulaire renfermant ladite gaine céramique de maintien et ladite sonde platine, caractérisé en ce que ledit capteur de température comporte une butée de maintien de ladite sonde platine, distincte de la gaine céramique de maintien, conformée pour caler ladite sonde platine dans ledit boîtier de protection et présentant en outre des moyens de fixation aux fils électriques de ladite sonde platine. 20 Ainsi, la butée de maintien remplit l'espace libre entre la plaquette de support de la sonde platine et le boîtier, par contact et par coopération de forme, ce qui limite le battement de la sonde platine et donc, réduit les vibrations subies par la sonde. En outre, la butée de maintien n'est pas solidaire de la gaine céramique de maintien, ni de l'élément 25 sensible de platine, le seul point de fixation de la sonde platine dans le capteur de température étant situé au niveau des fils électriques. On évite ainsi d'endommager la sonde au cours d'éventuelles dilatations thermiques différentielles entre la sonde platine et la butée de maintien. 30 Selon un mode de réalisation de la butée de maintien, une première extrémité de ladite butée de maintien présente d'une part un méplat coopérant avec la plaquette de 15 support de la sonde platine et d'autre part, une première partie cylindrique coopérant avec le boîtier de protection pour maintenir ladite sonde dans ledit boîtier. Ladite butée de maintien peut présenter au moins deux pattes de retenue disposées 5 de part et d'autre dudit méplat et coopérant avec la plaquette de support de la sonde pour la maintenir. Selon un mode de réalisation des moyens de fixation aux fils électriques de ladite sonde, ladite butée de maintien comporte deux canaux de maintien associés à chaque fils 10 électrique, permettant de maintenir et fixer lesdits fils électriques. Lesdits fils électriques sont fixés par collage ou par pincement dans lesdits canaux de maintien. Selon un premier mode de réalisation des canaux de maintien, la butée de maintien comporte une deuxième extrémité présentant une forme générale cylindrique dans laquelle des conduits sont ménagés pour former des canaux de maintien. 15 Selon un deuxième mode de réalisation des canaux de maintien, la deuxième extrémité de la butée de maintien présente une deuxième partie cylindrique dans laquelle des rainures sont ménagées pour former lesdits canaux de maintien. Ce mode de réalisation permet un meilleur accès aux fils électriques le long des canaux de maintien, facilitant leur fixation, ce qui peut être particulièrement intéressant lorsque les fils électriques sont collés 20 dans lesdits canaux. On prévoit en outre que ladite butée de maintien est en céramique. Les matériaux céramiques sont utilisés pour leur bonne tenue mécanique et leur importante résistance aux températures élevées. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des figures suivantes sur lesquelles : - la figure 1 représente une sonde platine, - la figure 2 représente une sonde platine montée dans une butée de maintien selon 30 un premier mode de réalisation, et 25 - la figure 3 représente une sonde platine montée dans une butée de maintien selon un second mode de réalisation. Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Le capteur de température pour véhicule automobile est en particulier configuré pour mesurer une température élevée des gaz du véhicule, par exemple pour mesurer la température de gaz d'échappement pouvant atteindre 700°C. Selon un autre exemple, le capteur de température est un capteur de température EGR (« Recirculation des Gaz d'Echappement » ou « Exhaust Gas Recirculation » en anglais) pour lequel les températures maximum des gaz à mesurer peuvent être de l'ordre de 300°C ou 500°C. Le capteur de température comprend une sonde platine. Comme on peut le voir sur la figure 1 représentant une sonde platine 1, celle-ci comporte : une plaquette de support 2, en céramique, présentant la forme d'une lamelle parallélépipédique, un élément sensible de platine 3 déposé sur la plaquette de support 2, et deux fils électriques 4a, 4b, ayant chacun une extrémité reliée à l'élément sensible de platine 3 pour acheminer le signal de température fourni par l'élément sensible de platine 3. L'élément sensible de platine 3 présente une résistance qui varie avec la température. Le capteur de température comporte en outre une gaine céramique bifilaire de maintien des fils électriques et un boîtier de protection renfermant ladite gaine et ladite sonde (non représentés). Le boîtier de protection est par exemple en acier réfractaire et présente une forme générale tubulaire s'étendant selon la direction des fils électriques dans l'axe longitudinal du capteur. Le boîtier permet de former une protection de la sonde platine face aux agressions chimiques de l'environnement de mesure sur l'élément sensible de platine. La gaine céramique de maintien, logée dans le boîtier, présente une forme générale cylindrique, de manière à pouvoir épouser la paroi de forme tubulaire du boîtier de protection et être maintenu par celui-ci. La gaine de maintien comporte deux orifices de maintien associés à chacun des deux conducteurs électriques en contact avec l'élément sensible de platine, de sorte qu'ils soient isolés entre eux et maintenus. En amont de la gaine de maintien, à l'extrémité du capteur, le capteur de température comporte une butée de maintien 5 de la sonde platine 1, distincte de la gaine céramique de maintien, et conformée pour caler la sonde platine 1 dans le boîtier. La butée de maintien 5 présente en outre des moyens de fixation aux fils électriques de la sonde platine 1. La butée de maintien 5 forme un élément de support pour stabiliser la sonde platine 1 en remplissant l'espace libre entre la sonde platine 1 et le boîtier, par contact et par coopération de forme, ce qui limite le battement de la sonde platine 1 et donc, réduit les vibrations subies par la sonde. En outre, la butée de maintien 5 n'est pas solidaire de la gaine céramique de maintien, ni de l'élément sensible de platine 3, le seul point de fixation de la sonde platine 1 dans le capteur de température étant situé au niveau des fils électriques 4a, 4b. On évite ainsi d'endommager la sonde au cours d'éventuelles dilatations thermiques différentielles entre la sonde platine 1 et la butée de maintien 5. On prévoit une butée de maintien 5 en céramique. Les matériaux céramiques sont utilisés pour leur bonne tenue mécanique et leur importante résistance aux températures élevées. Un premier mode de réalisation de la butée de maintien 5 est représenté sur la figure 2. La butée de maintien 5, massive, présente une forme générale allongée selon l'axe longitudinal du capteur, se terminant par deux extrémités 6, 10 opposées. Une première extrémité 6 de la butée de maintien 5 présente par exemple d'une part, un méplat 7 coopérant avec la plaquette de support 2 de la sonde platine 1 et d'autre part, une première partie cylindrique 8 coopérant avec le boîtier de protection pour maintenir la sonde platine 1 dans le boîtier. Selon un mode de réalisation des moyens de fixation aux fils électriques de la sonde 30 platine 1, la butée de maintien 5 comporte deux canaux de maintien, pour maintenir et fixer les fils électriques 4a, 4b. Les fils électriques 4a, 4b sont fixés dans les canaux de maintien par collage, par exemple à l'aide d'une colle céramique, ou par pincement. Les canaux de maintien sont ménagés dans la deuxième extrémité 10 de la butée de maintien 5. La deuxième extrémité 10 présente une forme générale cylindrique dans laquelle des conduits 9a, 9b sont ménagés pour former des canaux de maintien et dont une portion s'étend vers la première partie cylindrique 8 de la première extrémité 6. Les faces cylindriques de la butée de maintien sont conformées pour épouser la paroi de forme tubulaire du boîtier de protection, remplissant l'espace entre la sonde platine 2 et le boîtier, et permettant ainsi de caler la sonde platine 1 dans le boîtier. Selon un deuxième mode de réalisation des canaux de maintien de la butée de maintien 5 représenté sur la figure 3, la deuxième extrémité 10 présente une deuxième partie cylindrique dans laquelle des rainures 11a, 11b, sont ménagées pour former les canaux de maintien. La deuxième partie cylindrique s'étend vers la première partie cylindrique 8 de la première extrémité 6. Ce mode de réalisation permet un meilleur accès aux fils électriques 4a, 4b le long des canaux de maintien, facilitant leur fixation, ce qui peut être particulièrement intéressant lorsque les fils électriques 4a, 4b sont collés dans les canaux. La butée de maintien 5 peut présenter en outre au moins deux pattes de retenue 12a, 12b, disposées de part et d'autre du méplat 7 et coopérant avec les bords de la plaquette de support 2 pour la maintenir et empêcher un déplacement latéral de la plaquette de support 2 par rapport au méplat 7. Le maintien de la sonde de platine 1 dans le boîtier est donc amélioré, rendant le capteur de température plus robuste face aux vibrations.25 REVENDICATIONS1. Capteur de température pour véhicule automobile, comprenant : - une sonde platine (1) comportant : o une plaquette de support (2), o un élément sensible de platine (3) déposé sur ladite plaquette de support (2), o deux fils électriques (4a, 4b) ayant chacun une extrémité reliée à l'élément sensible de platine (3), pour acheminer le signal de température fourni par l'élément sensible de platine (3), une gaine céramique de maintien des fils électriques, un boîtier de protection de forme générale tubulaire renfermant ladite gaine céramique de maintien et ladite sonde platine (1), caractérisé en ce que ledit capteur de température comporte une butée de maintien (5) de ladite sonde platine (1), distincte de la gaine céramique de maintien, conformée pour caler ladite sonde platine (1) dans ledit boîtier de protection et présentant en outre des moyens de fixation aux fils électriques (4a, 4b) de ladite sonde platine (1). 2. Capteur de température selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première extrémité (6) de ladite butée de maintien (5) présente d'une part un méplat (7) coopérant avec la plaquette de support (2) de la sonde platine (1) et d'autre part, une première partie cylindrique (8) coopérant avec le boîtier de protection pour maintenir ladite sonde (1) dans ledit boîtier. 3. Capteur de température selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite butée de maintien (5) présente en outre au moins deux pattes de retenue (12a, 12b) disposées de part et d'autre dudit méplat (7) et coopérant avec la plaquette de support (2) de la sonde (1) pour la maintenir. 4. Capteur de température selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite butée de maintien (5) comporte deux canaux de maintien (9a, 9b) pour maintenir et fixer lesdits fils électriques (4a, 4b). 5. Capteur de température selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits fils électriques (4a, 4b) sont fixés par collage dans lesdits canaux de maintien (9a, 9b, 11a, Il b). 6. Capteur de température selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits fils électriques (4a, 4b) sont fixés par pincement dans lesdits canaux de maintien (9a, 9b, 11a, 11b). 7. Capteur de température selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'une deuxième extrémité (10) de ladite butée de maintien (5) présente une forme générale cylindrique dans laquelle des conduits (9a, 9b) sont ménagés pour former des canaux de maintien. 8. Capteur de température selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'une deuxième extrémité (10) de ladite butée de maintien (5) présente une deuxième partie cylindrique dans laquelle des rainures (11a, 11b) sont ménagées pour former lesdits canaux de maintien. 9. Capteur de température selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite butée de maintien (5) est en céramique.