Brevet FR2970327A1 — publié le 20120713

DETECTEUR DE NIVEAU POUR RESERVOIR ET RESERVOIR DE LIQUIDE COMPRENANT UN TEL DETECTEUR L'invention se situe dans le domaine des réservoirs de liquide à détecteur de niveau. En particulier, l'invention concerne les détecteurs de niveau de liquide pour réservoir et les réservoirs de liquide à détecteur de niveau bas comprenant un interrupteur flottant allant et venant selon une direction verticale au sein d'un puits qui lui sert de guide. Par exemple, l'invention concerne détecteurs de niveau pour les réservoirs de type réservoirs de liquide de frein embarqués sur des véhicules automobiles. Néanmoins l'invention peu s'adapter à d'autres types de réservoirs et à d'autres domaines. La figure 1 a présente un exemple de réservoir (1) classique de liquide hydraulique à détecteur de niveau selon l'art antérieur. Il comprend une enceinte (3) destinée à recevoir et à stocker un liquide (5), pouvant être remplie par un orifice située sur sa partie haute et pouvant être fermé par un bouchon (7) amovible. Le réservoir (1) alimente classiquement un circuit hydraulique (non représenté) au moyen d'un orifice de sortie (non représenté) dudit liquide (5). Le réservoir (1) inclut un détecteur de niveau comprenant un puits de jauge (9) en communication avec le liquide (5) au moyen d'un ou plusieurs orifices (11) situés dans sa partie basse, de telle sorte à ce que le niveau de liquide (5) présent dans le puits soit sensiblement identique au niveau du liquide (5) présent dans l'enceinte (3) dudit réservoir (1). Le puits de jauge (9) sert de guide à un flotteur (13) qui repose sur le liquide (5). Le flotteur (13) présente une hauteur dans le puits (9) dépendante du niveau présenté par le liquide (5) dans le réservoir (1). Afin d'informer d'un niveau bas de liquide (5) présent dans le réservoir (1), le flotteur (13) porte classiquement une tige (15) sur laquelle est fixée une borne de contact (17) destinée à coopérer avec au moins une borne de contact (19) située sur la paroi interne du puits (9), en vue d'activer un dispositif (21) d'alerte en direction du conducteur lorsque le liquide (5) contenu dans le réservoir (1) descend en-deçà d'une valeur donnée. On notera que le flotteur (13) se déplace dans le puits (9) uniquement selon une direction (23) sensiblement verticale et parallèle aux parois du puits (9). Malheureusement, et ainsi qu'illustré à la figure 1 b, lorsque que le véhicule dans lequel est embarqué le réservoir (1) va accélérer, freiner ou tourner brusquement, le liquide (5) contenu dans le réservoir (1) va se déplacer en réponse à l'application de cette force extérieure. Les mouvements du véhicule génèrent donc un effet dynamique au sein du liquide (5) contenu dans le réservoir (1). Un tel déplacement par effet dynamique va par exemple faire prendre au liquide (5) une pente plus ou moins importante en fonction de la force appliquée et selon sa direction. De part les orifices (11) de communication entre l'enceinte principale (3) du réservoir et le puits (9), la pente adoptée par le liquide (5) sous l'effet des forces mises en oeuvre se retrouve également dans le puits (9). Or il arrive que le déplacement du liquide (5) induise un déplacement du flotteur (13) vers le bas qui d'une position en hauteur initiale (25) comme sur la figure 1 a va descendre jusqu'à une position en hauteur (27) comme sur la figure lb au sein du puits (9). Si le différentiel A entre les deux positions est suffisamment important le déplacement du flotteur (13) peut mettre sa borne de contact (17) en contact avec les bornes (19) du réservoir et provoquer un allumage non désiré du dispositif d'alerte (21). Le dispositif d'alerte (21) est donc allumé de manière intempestive puisque la quantité de liquide (5) présente dans le réservoir (1) n'a pas évoluée. Il en est de même lorsque le véhicule est garé sur un terrain en pente. Ce problème d'allumage intempestif est inacceptable. Différentes solutions ont déjà été apportées par l'art antérieur pour palier ce problème d'allumage intempestif du dispositif d'alerte. Par exemple, le document FR2923292 propose de compartimenter le puits de jauge afin de réduire les déplacements du liquide dans ledit puits et donc les mouvements du flotteur au sein de ce puits. Pour ce faire cet art antérieur prévoit la présence d'une cloison horizontale dans le puits dont la fonction est de bloquer les déplacements de liquide. Néanmoins cette solution comporte l'inconvénient de devoir insérer et maintenir en position une cloison horizontale en tant que pièce rapportée au sein du puits ou d'impliquer la fabrication d'un réservoir en deux parties, ou demi-réservoirs, soudées entre elles ce qui implique des coûts supplémentaires lors de la production desdits réservoirs. De même, le document US5083115 présente un réservoir de liquide à détecteur de niveau comprenant des moyens pour retenir le liquide dans le puits de jauge en cas de mouvements dynamiques importants. Ces moyens sont par exemple constitués d'un élément disposé de manière concentrique à la périphérie du puits de jauge et permettant de conserver du liquide autour des orifices de communication du puits de jauge en induisant une inertie dans le déplacement du liquide. Cette solution présente également l'inconvénient d'augmenter le coût du réservoir par le rajout de pièces ou d'éléments à monter. Par ailleurs cette solution implique que le puits de jauge soit positionné à proximité de la paroi du réservoir. L'invention a pour objectif de palier les inconvénients présentés par les dispositifs de l'art antérieur en proposant un nouveau détecteur de niveau permettant d'éviter les allumages intempestifs du dispositif d'alerte d'un réservoir à détecteur de niveau en cas d'accélération ou de décélération importante qui soit simple à monter et économique. A cet effet, l'invention a pour objet un détecteur de niveau pour réservoir destiné à contenir un liquide et comportant un puits et un flotteur disposé dans le puits et flottant sur le liquide, le flotteur pouvant se déplacer dans le puits selon la hauteur dudit puits en fonction du niveau du liquide contenu dans ledit réservoir, ledit flotteur présentant des moyens pour actionner l'allumage d'un dispositif d'alerte associé au réservoir lorsque le niveau de liquide contenu dans le réservoir descend en deçà d'un seuil donné, le détecteur de niveau étant remarquable en ce que le flotteur présente sur son profil extérieur un relief, en ce que la face interne du puits présente également un relief, complémentaire de celui du flotteur, et en ce que les deux reliefs coopèrent afin que le flotteur soit retenu verticalement lorsque, sous l'effet d'une force extérieure suffisante pour créer un mouvement du liquide dans le réservoir, le flotteur est déplacé en direction de la paroi interne du puits. Avantageusement, la force extérieure est une force accélératrice ou décélératrice ou un effet centrifuge. De préférence, le flotteur et le puits sont dimensionnés pour autoriser un déplacement du flotteur dans le puits selon une direction sensiblement transversale au puits. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, les profils du flotteur et/ou du puits sont adaptés pour que la retenue du flotteur soit temporaire et n'excède pas le temps de l'application de la force extérieure. De préférence la retenue en hauteur du flotteur contre la paroi du puits est inférieure à 30 secondes De manière optionnelle, le puits présente un relief sur une partie de sa hauteur uniquement, par exemple sur tout ou partie de sa moitié inférieure. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le flotteur présente une section 20 circulaire et le puits est de forme cylindrique avec une base circulaire. Avantageusement, le relief du flotteur et le relief du puits sont orientés sensiblement horizontalement. 25 Eventuellement, le relief du flotteur et/ou le relief du puits forment des cannelures dont le profil montre une succession de pentes entre le fond et la crête desdites cannelures présentant un angle d'au moins 30° et de préférence d'au moins 45 °. Optionnellement, le flotteur comprend en outre des moyens pour le placer et le 30 maintenir dans une position centrale par rapport au puits. Par exemple, lesdits moyens sont des moyens élastiques comprenant de préférence un collet flexible s'opposant au plaquage du flotteur contre la paroi du 15 puits en dehors de toute application d'une force extérieure suffisamment importante pour générer un effet dynamique dans le liquide. L'invention a également pour objet un réservoir de liquide à détecteur de niveau remarquable en ce qu'il comprend un détecteur de niveau tel que défini plus avant. Enfin, l'invention a pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il comprend un réservoir à détecteur de niveau tel que défini plus haut. On aura compris que la mise en oeuvre de l'invention consiste à permettre à deux pièces d'être temporairement liées en translation verticale l'une par rapport à l'autre sous l'effet d'une force accélératrice ou décélératrice ou encore d'une force ou effet centrifuge. A la différence des dispositifs de l'art antérieur qui s'attachent à réduire les déplacements du liquide dans le puits afin de prévenir les mouvements du flotteur, la mise en oeuvre de l'invention est basée sur un mouvement du flotteur au sein du puits. L'invention est remarquable en ce que le mouvement du flotteur est un mouvement dans une direction transversale par rapport au puits permettant de le placer en une position où il est retenu par la paroi du puits de sorte à empêcher son déplacement selon une direction verticale. L'invention cherche à limiter temporairement les mouvements du flotteur dans la direction verticale et ce indépendamment des déplacements du liquide dans le puits. L'invention introduit un temps de latence entre la variation brusque du niveau de liquide dans le puits de jauge et le déplacement vertical du flotteur dans ce même puits de telle sorte à laisser au liquide le temps ou l'opportunité de revenir à son niveau normal dans le puits sans que son déplacement n'ait eu pour conséquence le déplacement du flotteur. L'invention consiste à supprimer l'obligation d'un déplacement vertical du flotteur lors de l'application d'une force extérieure suffisamment importante pour générer un mouvement dynamique du liquide contenu dans le réservoir. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - Les figures 1 a et lb présentent une vue en coupe d'un réservoir à détecteur de niveau bas selon l'art antérieur - Les figures 2a et 2b présentent une vue en coupe d'un réservoir à détecteur de niveau bas selon l'invention. - Les figures 3a et 3b présentent une vue en coupe d'une variante d'un réservoir à détecteur de niveau bas selon l'invention - Les figures 4a, 4b, 5a et 5b sont des vues schématiques de flotteurs selon l'invention. Les figures 1 a et 1 b ayant été commentées dans la partie introductive, on se référera maintenant à la figure 2a présentant une vue en coupe d'un réservoir (31) comprenant un détecteur de niveau selon l'invention. Le réservoir (31) à détecteur de niveau bas comprend classiquement une enceinte (3) contenant un liquide (5) par exemple un liquide de freinage dont l'orifice d'entrée est fermé par un bouchon (7) et dont l'orifice de sortie (non représenté) débouche sur un circuit hydraulique (non représenté). Le détecteur de niveau comprend un puits (33) de jauge qui est en communication avec le liquide (5) contenu dans le réservoir (31) au moyen d'un ou plusieurs orifices (11). Le flotteur (35) du détecteur de niveau selon l'invention porte classiquement une tige (15) sur laquelle est fixée une borne de contact (17) destinée à venir en contact avec une borne de contact (19) portée par le puits (33) lorsque le niveau de liquide est bas en vue d'allumer le dispositif d'alerte (21) associé au réservoir (31). Selon l'invention, le flotteur (35) présente sur sa surface extérieure un relief (37). Ce relief (37) est complémentaire à un relief (39) porté par la surface interne du puits (33). Lorsque le véhicule freine ou accélère, le flotteur (35), porté par le liquide (5) et sous l'effet des forces mises en jeu, se déplace en direction de la paroi interne du puits de jauge (33). Le relief (37) du flotteur (35) s'emboîte alors dans le relief (39) complémentaire du puits (33). Cet emboîtement va permettre de retenir le flotteur (35) en position dans le puits (33). C'est-à-dire que le flotteur (33) ne changera pas de position en hauteur (41) dans le puits (33) quand bien même le niveau de liquide (5) va descendre du fait de la pente prise par effet dynamique comme illustré sur la figure 2b. On aura compris que cette retenue en translation du flotteur (35) n'est que temporaire et n'excède pas le temps qu'est appliquée la force d'accélération ou de décélération. Par exemple la retenue en hauteur du flotteur (35) dans le puits (33) n'est effective que pendant une durée d'environ 30 secondes, après quoi le flotteur (35) se dégage de la paroi du puits (33) pour reprendre sa position à la surface du liquide (5). En effet, les formes présentées par les reliefs respectifs (37, 39) du flotteur (35) et du puits (33) sont adaptées pour permettre un dégagement du flotteur (35) de la paroi du puits (33) par glissement sous l'effet de la gravité comme nous le verrons plus loin. Au contraire de l'art antérieur illustré à la figure 1 a où le flotteur (13) et le puits (9) sont dimensionnés de telle sorte que le flotteur (13) placé dans le puits (9) n'ait la possibilité de se mouvoir que dans une seule direction, à savoir la direction verticale, le puits (33) et le flotteur (35) du détecteur de niveau selon l'invention sont dimensionnés pour autoriser également un mouvement du flotteur dans le puits dans une direction sensiblement horizontale, autrement dit, transversale par rapport à l'orientation longitudinale du puits (33). Le flotteur (35) présente donc en dehors de toute application d'une force extérieure apte à générer un mouvement dynamique dans le liquide (5) une position sensiblement centrale (43) au sein du puits (33). Sous l'application d'une force extérieure suffisamment importante pour générer un effet dynamique dans le liquide, le flotteur (35), entrainé par le liquide (5), va se déplacer d'une distance y en direction de la paroi interne du puits (33), de telle sorte à ce que leurs reliefs (37, 39) respectifs s'emboîtent l'un dans l'autre. Le flotteur (35) se déplace jusqu'à occuper une position excentrée (45) par rapport à sa position centrale (43) initiale qui le place contre la paroi interne du puits (33). On notera que le relief (39) présenté par le puits (33) peut s'étendre sur toute la hauteur dudit puits (33) ou uniquement sur une portion de celui-ci. Par exemple, le puits (33) peut présenter un relief (39) sur tout ou partie de sa moitié inférieure ainsi qu'illustré aux figures 2a et 2b. Selon l'invention, le puits (33) présente un relief (39) qui s'étend en hauteur au moins sur la zone dans laquelle un mouvement vertical du flotteur (35) est susceptible de générer un allumage du dispositif d'alerte (21). Il est entendu que la liberté de mouvement additionnelle du flotteur (35) au sein du puits de jauge (33), liberté additionnelle lui permettant de se déplacer transversalement en plus d'un déplacement classique vertical, ne doit en aucun cas déboucher sur une retenue prolongée voire définitive dudit flotteur (35) à une hauteur donnée du puits (33). C'est pourquoi, de préférence et ainsi qu'illustré sur les figures 4b et 5b, le flotteur (35) présente une section circulaire. Avantageusement, le puits (33) selon l'invention est cylindrique et présente également une base circulaire. Ceci permet d'éviter le risque qu'une éventuelle rotation sur lui-même du flotteur (35) au sein du puits (33) ne puisse le mettre dans une position où il serait retenu en translation verticale par coopération de leurs reliefs (37, 39) respectifs en dehors de toute application d'une force extérieure. Une telle retenue intempestive du flotteur (35) est en effet à éviter pour que le flotteur (35) puisse continuer d'assurer la fonction qui lui est dévolue. Selon l'invention afin que le flotteur (35) puisse facilement se dégager du relief (39) du puits (33), la forme du relief (37) du flotteur (35) et/ou du relief (39) du puits (33) se présente sous forme d'une série continue d'anneaux horizontaux superposés formant des cannelures circonférentielles horizontales. Les figures 4 et 5 montrent des exemples de flotteurs selon l'invention présentant de tels reliefs (37). Le flotteur (35) peut être creux comme sur la figure 4a ou plein comme sur la figure 5a. Comme on le voit sur la figure 4b le flotteur (35) va présenter un diamètre d1 correspondant au diamètre minimal constaté au fond des cannelures et un diamètre d2 correspondant au diamètre maximal constaté au sommet des cannelures. Selon l'invention, afin de favoriser le dégagement du flotteur (35), les cannelures (37) sont dimensionnées pour que l'angle présenté par leur profil entre le fond et le sommet soit d'environ 45°. De préférence le profil des cannelures (37) du flotteur (35) et/ou des cannelures (39) du puits (33) présente un angle d'au moins 30° entre leur fond et leur sommet, de préférence d'au moins 45°. C'est cet angle présenté par le profil des cannelures (37, 39) qui favorise le dégagement du flotteur (35) sous l'effet de la gravité. La profondeur et les dimensions des cannelures (37, 39) permettent de définir la longueur y selon laquelle le flotteur (35) peut se déplacer transversalement dans le puits (33). On aura bien compris que c'est le mouvement du flotteur (35) en direction de la paroi du puits (33) qui va permettre au relief (37) du flotteur (35) de pénétrer le relief (39) du puits (33). En l'absence de force extérieure suffisamment importante pour générer un effet dynamique au niveau du liquide (5), le flotteur est placé dans une position sensiblement centrale (43) qui lui permet de se mouvoir selon la direction verticale dans le puits (33). En effet le diamètre maximal d2 présenté par le flotteur (35) est inférieur au diamètre minimal du puits dans lequel il se meut. Selon l'invention, le flotteur (35) se place naturellement dans une position plus ou moins centrale au sein du puits (33). Quand bien même, le flotteur (35) se trouverait dans une position excentrée, l'absence de force extérieure le plaquant contre la paroi du puits (33) lui permet de se mouvoir selon la direction verticale en suivant le niveau du liquide (5) sans être retenu de part la forme des reliefs (37, 39) présentés par le flotteur (35) et/ou le puits (33). Néanmoins, le flotteur (35) peut avantageusement présenter des moyens favorisant sa mise en position centrale par rapport au puits (33) ainsi qu'illustrés aux figures 3 et 5. La figure 3a présente un autre type de réservoir (47) à détecteur de niveau bas auquel peut s'appliquer l'invention. Dans un tel réservoir (47) l'allumage du dispositif d'alerte (21) se fait par un interrupteur (49) de type magnétique placé à l'extérieur du réservoir (47). Le flotteur (35) du détecteur de niveau porte au niveau de sa partie inférieure un aimant (51) qui, lorsqu'il est suffisamment proche de l'interrupteur (49), va attirer vers lui une lamelle souple (53) constituant une borne de contact jusqu'à la mettre en contact avec une borne fixe (55). Le fonctionnement de ce type de réservoir est bien connu de l'homme du métier et ne sera pas détaillé plus avant. Sur la figure 3b, on peut voir que la retenue du flotteur (35) translation verticale dans le puits (61) selon l'invention se fait également lorsque la pente présentée par le liquide sous l'action des effets dynamiques fait monter le niveau de liquide (5) dans le puits (61). La force permettant de dégager le flotteur (35) du relief (39) de la paroi interne du puits (61) est alors la poussée d'Archimède. Le flotteur (35) présente sur sa partie basse des moyens élastiques (57) sous forme d'une membrane flexible, souple, disposée en collet, et apte à se déformer lorsque sous l'action d'une force extérieure, ce dernier est plaqué contre la paroi interne du puits (61). En se référant aux figures 5a et 5b on notera que préférentiellement le collet (57) selon l'invention présente au moins une et de préférence plusieurs encoches (59) périphériques. Ces encoches (59) permettent avantageusement d'augmenter la capacité de déformation du collet (57) et permettent également le passage du liquide (5). Le flotteur (35) selon l'invention présente un diamètre d inférieur au diamètre minimal présenté par le puits (61) comme nous l'avons vu plus haut. Le collet (57) présente quant à lui un diamètre D supérieur au diamètre du flotteur (35) et sensiblement égal au diamètre du puits (61). Le collet (57) est avantageusement situé dans une zone du puits (61) ne présentant pas de relief (39). Lorsque le flotteur (35) présente un tel collet (57), il est placé dans un puits (61) présentant des moyens pour limiter son déplacement vers le haut de telle sorte à ce que le collet (57) n'entre pas en contact avec le relief du puits (61). Le collet (57) est suffisamment déformable pour ne pas empêcher le déplacement du flotteur dans le puits, mais est également suffisamment élastique pour remettre le flotteur (35) dans une position centrale une fois que la force extérieure induisant le déplacement ne s'applique plus. Les moyens élastiques (57) présentés par le flotteur (35) s'oppose au plaquage dudit flotteur (35) contre la paroi interne du puits (61). De la sorte, le collet (57) en plus d'aider au maintien du flotteur (35) dans une position centrale permet également d'assister le dégagement du relief (37) du flotteur (35) emboîté dans le relief (39) du puits (61). Il n'est pas nécessaire que le puits (61) utilisé dans le cadre de l'invention permette de réduire les déplacements du liquide (5) en son sein. L'invention s'adresse également aux réservoirs à détecteurs de niveau et aux véhicules présentant un réservoir comprenant un détecteur de niveau selon l'invention. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée. REVENDICATIONS1- Détecteur de niveau pour réservoir (31, 47) destiné à contenir un liquide (5) et comportant un puits (33, 61) et un flotteur (35) disposé dans le puits (33, 61) et flottant sur le liquide (5), le flotteur (35) pouvant se déplacer dans le puits (33, 61) selon la hauteur dudit puits (33, 61) en fonction du niveau du liquide (5) contenu dans ledit réservoir (31, 47), ledit flotteur (35) présentant des moyens (15, 17, 51) pour actionner l'allumage d'un dispositif d'alerte (21) associé au réservoir lorsque le niveau de liquide (5) contenu dans ledit réservoir (31, 47) descend en deçà d'un seuil donné, le détecteur de niveau étant caractérisé en ce que le flotteur (35) présente sur son profil extérieur un relief (37), en ce que la face interne du puits (33, 61) présente un relief (39) complémentaire de celui du flotteur (35) et en ce que les deux reliefs (37, 39) coopèrent afin que le flotteur (35) soit retenu verticalement lorsque, sous l'effet d'une force extérieure suffisante pour créer un mouvement du liquide (5) dans le réservoir, le flotteur (35) est déplacé en direction de la paroi interne du puits (33, 61). 2- Détecteur de niveau selon la revendication 1 caractérisé en ce que la force extérieure est une force accélératrice ou décélératrice ou un effet centrifuge. 3- Détecteur de niveau selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le flotteur (35) et le puits (33, 61) sont dimensionnés pour autoriser un déplacement du flotteur (35) dans le puits selon une direction sensiblement transversale au puits (33, 61). 4- Détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les profils (37, 39) du flotteur et/ou du puits (33, 61) sont adaptés pour que la retenue du flotteur (35) soit temporaire et n'excède pas le temps de l'application de la force extérieure. 12 5- Détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le puits (33, 61) présente un relief (39) sur une partie de sa hauteur uniquement, par exemple sur tout ou partie de sa moitié inférieure. 6- Détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le flotteur (35) présente une section circulaire et en ce que le puits (33, 61) est de forme cylindrique avec une base circulaire. 7- Détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le relief (37) du flotteur (35) et le relief (39) du puits (33, 61) sont orientés sensiblement horizontalement. 8- Détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le relief (37) du flotteur (35) et/ou le relief (39) du puits (33, 61) forment des cannelures dont le profil montre une succession de pentes entre le fond et le sommet desdites cannelures présentant un angle d'au moins 30° et de préférence d'au moins 45 °. 9- Détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le flotteur (37) comprend en outre des moyens (57) pour le placer et le maintenir dans une position centrale par rapport au puits (61). 10-Détecteur de niveau selon la revendication 9 caractérisé en ce que lesdits moyens (57) sont des moyens élastiques comprenant de préférence un collet flexible s'opposant au plaquage du flotteur (35) contre la paroi du puits (61) en dehors de tout application d'une force extérieure suffisamment importante pour générer un effet dynamique dans le liquide (5). 11-Réservoir (31, 47) de liquide à détecteur de niveau caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de niveau selon l'une des revendications 1 à 10. 12-Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend (31, 47) de liquide à détecteur de niveau selon la revendication 11.