Brevet FR2985773A1 — publié le 20130719

DESCRIPTION La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de recirculation de gaz d'échappement et plus particulièrement au domaine des dispositifs de positionnement de capteurs dans ces systèmes de recirculation de gaz d'échappement. Lors du fonctionnement d'un système de recirculation de gaz, une partie des gaz chauds issus de l'échappement est introduite dans le conduit d'admission pour y être mélangée à de l'air plus frais. Afin de limiter d'éventuels problèmes thermiques, la recirculation des gaz chauds est opérée avec un contrôle qui met en jeu un ou plusieurs capteurs. Il est donc impératif que le positionnement de ces capteurs s'effectue au plus près de l'entrée des gaz recirculés dans le conduit d'admission. Classiquement, au moins un de ces capteurs est un capteur de température. Ce positionnement particulier du capteur de température permet une surveillance de la quantité de gaz recirculé et donc de la quantité de chaleur entrant dans le conduit d'admission afin d'éviter une dégradation de pièces du moteur sous l'effet de fortes températures. En effet, afin de résister à la chaleur, le conduit de recirculation de gaz présente une structure en métal. A l'inverse, le conduit d'admission traversé par de l'air plus frais est couramment réalisé à partir d'un matériau 20 thermoplastique moulé. Actuellement, notamment pour des raisons de coût, on cherche à réaliser le dispositif de connexion ou de raccordement du conduit de recirculation de gaz sur le conduit d'admission à partir d'un matériau synthétique moulé sensible à la dilatation et à la déformation. 25 Une telle déformation de la structure plastique ne permet pas la fixation optimale d'un capteur de température au niveau du dispositif de connexion, ni en termes de précision de positionnement, ni en termes d'étanchéité. En effet, le corps d'un capteur de température présente classiquement une structure métallique. Or, dans un environnement soumis 30 à des températures importantes, la fixation du corps métallique d'un capteur sur la structure plastique d'un dispositif de connexion est à l'origine de la génération de contraintes du fait de la différence de dilatation des pièces. Ces différences de dilatation peuvent alors être, d'une part, à l'origine de variations de pressions qui s'exercent sur les parois du capteur de - 2 - température et le dégradent ou en altèrent les mesures (déformations, déplacements) et, d'autre part, à l'origine de problèmes d'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur du conduit. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif permettant le positionnement d'un capteur au plus près du point connexion du conduit de recirculation sur le conduit d'admission tout en mettant en oeuvre majoritairement un matériau non métallique et en s'affranchissant des problèmes d'étanchéité résultant des déformations dues aux variations thermiques. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de montage et de fixation étanche d'un capteur sur et/ou dans une paroi d'un corps creux en matériau thermoplastique ou thermodurcissable, comportant un conduit d'insertion et de positionnement du capteur prolongeant un passage traversant ladite paroi et définissant un embout ou un épaississement saillant d'un seul tenant avec un orifice intérieur et un orifice extérieur par rapport à la paroi, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend : - un logement formé par au moins une partie des parois internes de l'embout ou épaississement saillant ; - une assise métallique de positionnement présentant une 20 structure tubulaire adaptée pour y monter fixée-serrée une partie du capteur, l'assise de positionnement étant positionnée dans le logement en étant surmoulée par le matériau formant le conduit, et en ce que ledit embout ou épaississement comporte au niveau de l'orifice extérieur une zone d'appui et/ou de réception destinée à coopérer 25 avec un moyen d'étanchéité, interagissant également avec une partie externe du capteur monté dans l'assise, de manière à délimiter un volume autour dudit orifice extérieur étanche par rapport à l'extérieur. L'invention a également pour objet une pièce de raccordement d'un conduit de recirculation de gaz d'échappement de moteur à un conduit 30 d'admission comportant un dispositif isolant de fixation d'un capteur selon l'invention. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à au moins un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins 35 schématiques annexés, dans lesquels : - 3 - - la figure 1 est la représentation schématique d'une section du dispositif de l'invention dans un plan comprenant l'axe médian de l'assise de positionnement faisant partie du dispositif, et, - les figures 2A et 2B sont des vues en perspective selon deux 5 directions différentes d'une pièce de raccordement d'un conduit EGR comportant un logement et une assise de positionnement faisant partie du dispositif selon l'invention (le capteur n'étant pas en place). Dans le présent document, l'expression « fixée-serrée » doit être comprise comme se rapportant à un ajustement serré de pièces entre 10 elles. L'invention se rapporte aux dispositifs de positionnement de capteurs 4 sur des parois 1 soumises à des contraintes de température de l'ordre de 300°Celsius mais pouvant atteindre une température d'environ 500°Celsius et notamment sur des parois 1 plastiques, qui, bien que 15 résistantes à la chaleur, soient susceptibles de présenter une déformation. Le dispositif de l'invention est un dispositif de montage et de fixation étanche d'un capteur 4 sur et/ou dans une paroi 1 d'un corps creux l' en matériaux thermoplastique ou thermodurcissable, comportant un conduit 2 d'insertion et de positionnement du capteur 4 prolongeant un 20 passage traversant ladite paroi 1 et définissant un embout ou un épaississement saillant d'un seul tenant avec un orifice intérieur 8 et un orifice extérieur 7 par rapport à la paroi 1, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un logement 2', préférentiellement rectiligne, formé par au 25 moins une partie des parois 1 internes de l'embout ou épaississement saillant 2, - une assise métallique 3 de positionnement présentant une structure tubulaire adaptée pour y monter fixée-serrée une partie du capteur 4, l'assise 3 de positionnement étant disposée dans le logement 2' 30 en étant surmoulée par le matériau formant le conduit 2 (l'assise 3 constituant ainsi un insert), et en ce que ledit embout ou épaississement 2 comporte au niveau de l'orifice extérieur 8 une zone 5 d'appui et/ou de réception destinée à coopérer avec un moyen d'étanchéité 6, interagissant également 35 avec une partie externe 4' du capteur 4 monté dans l'assise 3, de manière à délimiter un volume autour dudit orifice 8 étanche par rapport à l'extérieur. - 4 - Les données collectées et mesurées par le capteur 4 positionné par le dispositif de l'invention ne sont pas limitatives. En effet, ce capteur 4 peut être, par exemple un capteur de température ou bien encore un capteur de débit. Dans le cadre de l'invention, l'assise métallique 3 de positionnement réalise une structure intermédiaire entre un capteur 4 et la structure plastique de la paroi 1, de sorte que cette structure intermédiaire permet d'absorber, de limiter, voire de supprimer les contraintes de déformation générées par la structure plastique. La fixation et/ou le 10 montage serré de l'assise 3 de positionnement dans le logement 2' rectiligne permet également d'assurer une certaine étanchéité thermique entre les environnements interne et externe situés de part et d'autre de la paroi 1. Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif de l'invention, le dispositif de montage et de fixation d'un capteur 4 sur une 15 paroi 1 est caractérisé en ce que, au niveau de l'orifice extérieur 8, l'embout ou épaississement 2 présente un bord ou une lèvre 5, préférentiellement proéminente vers l'intérieur, fournissant la zone d'appui et/ou de réception et venant en prise avec coopération de formes, avantageusement au niveau d'un rebord ou d'un épaulement 3', avec l'extrémité de l'assise 3 métallique 20 orientée vers l'extérieur. La lèvre 5 proéminente entoure avantageusement l'orifice extérieur du logement 2' de sorte que le bord interne de la lèvre 5 de positionnement se confonde avec le bord interne de l'orifice extérieur. Cette lèvre 5 proéminente présente ainsi une section interne de diamètre inférieur 25 au diamètre de la périphérie de l'assise 3 de positionnement. La face extérieure de l'assise 3 métallique de positionnement, au niveau de la périphérie de l'orifice extérieur de l'assise 3, comprend alors un rebord arrangé pour être disposé en appui contre le bord intérieur de la lèvre 5 proéminente. 30 La zone d'appui et/ou de réception peut aussi être formée au niveau du bord extérieur de l'embout 2 (éventuellement absence de lèvre 5) ou d'un rebord radialement proéminent vers l'extérieur de l'embout 2. Selon un premier mode de réalisation, le rebord de l'assise métallique 3 de positionnement peut être réalisé par une partie de la face 35 extérieure de l'assise 3. Dans une alternative de réalisation, le rebord de l'assise 3 présente un épaulement 3' qui forme un méplat sur le bord de la face extérieure de l'assise 3. Selon une particularité, ce méplat peut - 5 - présenter une hauteur adaptée à l'épaisseur de la lèvre 5 proéminente, de sorte qu'au moins une partie de la face extérieure de l'assise 3 est positionnée de niveau avec le bord extérieur de l'orifice du logement 2'. Selon un autre mode de réalisation préféré mais non limitatif de l'invention, le moyen d'étanchéité 6 du dispositif comprend, d'une part, une face ou un premier bord coopérant avec la zone 5 périphérique de l'orifice extérieur 8 du logement 2' et, d'autre part, un second bord ou une seconde face en appui contre une partie externe 4' du capteur 4 monté dans l'assise 3 de positionnement, par exemple un rebord annulaire. Ainsi positionné, ce moyen d'étanchéité 6 réalise une enceinte étanche qui recouvre l'orifice extérieur du logement 2' et limite, voire évite, des transferts de chaleurs au travers de la zone de fixation du capteur 4 sur la paroi 1. En étant positionné directement contre la périphérie de l'orifice extérieur du logement 2', c'est à dire contre la structure plastique du dispositif, le moyen d'étanchéité 6 s'affranchit des fuites de chaleur dues à des déformations qui peuvent exister entre la structure plastique et l'assise 3 métallique du dispositif Ce moyen isole ainsi totalement l'orifice extérieur du dispositif dans lequel est positionné le capteur 4. Bien que le moyen d'étanchéité 6 puisse être fixé sur l'orifice 20 extérieur du logement 2', ce moyen d'étanchéité 6 et le logement 2' peuvent être des éléments structurellement indépendants et séparables l'un de 1' autre. Afin d'améliorer le contact entre le moyen d'étanchéité 6 et la périphérie de l'orifice extérieur du logement 2' du dispositif et donc de 25 rendre plus efficace l'étanchéité thermique à ce niveau, la périphérie de l'orifice extérieur 8 du logement 2' comprend une gorge centrée sur l'orifice du logement 2' et destiné à interagir avec le moyen d'étanchéité 6 en recevant celui-ci et en augmentant la surface de contact entre ces deux éléments. 30 Le contact entre le moyen d'étanchéité 6 et la périphérie de l'orifice extérieur du logement 2' est également amélioré grâce à la partie externe du capteur 4 qui réalise une saillie 4' disposée sur le corps du capteur 4. Cette saillie 4' présente une face formant un rebord qui appuie sur le moyen d'étanchéité 6 et presse le moyen d'étanchéité 6 contre la 35 périphérie de l'orifice extérieur du logement 2'. Ce rebord de la saillie 4' peut également comporter une gorge périphérique destinée à recevoir le - 6 - moyen d'étanchéité 6 pour faciliter le contact et l'étanchéité entre le moyen d'étanchéité 6 et le capteur 4. Il convient de noter que lorsque le moyen d'étanchéité 6 est pressé contre la surface de la périphérie de l'orifice extérieur du logement 2', la pression exercée et transmise à la lèvre 5 de positionnement qui appuie contre le rebord périphérique de l'extrémité de l'assise 3 métallique orientée vers l'extérieur. La lèvre 5 de positionnement est alors pincée entre le moyen d'étanchéité 6 et le rebord périphérique de l'extrémité de l'assise 3 métallique. Selon les contraintes de réalisation de l'invention, la structure de ce moyen d'étanchéité 6 peut être continue ou discontinue. Un exemple de réalisation de ce moyen d'étanchéité 6 consiste, par exemple, à utiliser un joint de compression, par exemple à lèvre ou torique, le montage du capteur 4 dans l'assise 3 étant préférentiellement réalisé par vissage. Selon une alternative de réalisation, le montage du capteur 4 dans l'assise 3 est opérée par une interaction de type baïonnette. Structurellement, le moyen d'étanchéité 6 peut être fixé à la périphérie de l'orifice extérieur du logement 2'. Alternativement, le moyen d'étanchéité 6 et le logement 2' du dispositif peuvent être des éléments 20 structurellement indépendants. Dans cette alternative, le moyen d'étanchéité 6 peut alors être monté-fixé directement sur le corps du capteur 4, voire sur une face d'un rebord porté par le capteur 4 et en saillie par rapport au corps du capteur 4. La réalisation de l'invention et en particulier la construction 25 permettant d'associer l'assise 3 métallique de positionnement avec la structure plastique du logement 2' peut être effectuée selon des modes différents. Selon un premier mode de réalisation, l'assise 3 métallique de positionnement peut être montée dans une structure plastique préexistante. 30 Par exemple, ce montage peut être opéré par un encastrement de l'assise 3 métallique dans la structure plastique, l'insertion étant alors limitée en translation par au moins une butée. Selon un mode alternatif de réalisation, la structure plastique est surmoulée sur l'assise 3 métallique de positionnement. 35 La fixation du capteur 4 dans l'assise 3 de positionnement correspondante peut être opérée par tout moyen connu. Selon un premier mode de réalisation, l'assise 3 présente une structure tubulaire de diamètre - 7 - et section complémentaire au corps du capteur 4, de sorte que le capteur 4 est simplement inséré dans l'assise 3 de positionnement. Selon un mode de réalisation alternatif, au moins une partie de la paroi interne de l'assise 3 comprend un taraudage adapté pour interagir avec un filetage disposé sur au moins une partie de la paroi externe du corps du capteur 4. (Une variante avec un montage d'un capteur sans insert, directement dans un logement du plastique serait ici contraire à l'invention). Bien que l'invention puisse être réalisée pour différents types de parois 1 destinées à positionner un capteur 4 tout en conservant une 10 étanchéité thermique, l'invention est particulièrement adaptée pour des conduits ou tubes de recirculation de gaz d'échappement de moteur. Aussi, l'invention porte également, comme le montrent les figures 2A et 2B, sur une pièce de raccordement l' d'un conduit de recirculation de gaz d'échappement de moteur à un conduit d'admission, 15 caractérisée en ce que la pièce de raccordement l' comporte un dispositif étanche de montage et fixation d'un capteur 4 selon l'invention. Ce dispositif intégré à la pièce de raccordement permet alors un positionnement préférentiel du capteur 4 au plus près du point de raccordement. 20 Contrairement à la représentation de la figure 1, le conduit 2 avec le logement 2' renfermant l'assise 3 des représentations 2A et 2B, ne forme pas un embout à proprement parler (comme représenté sur la figure 1), mais constitue plutôt une surépaisseur au niveau de la paroi 1 de la pièce 1'. 25 La pièce 1' est avantageusement entièrement réalisée par moulage d'un matériau thermoplastique ou thermodurcissable adapté et peut aussi comporter, à son extrémité destinée à être insérée dans le conduit d'admission, une structure de diffusion des gaz. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de 30 réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif de montage et de fixation étanche d'un capteur (4) sur et/ou dans une paroi (1) d'un corps creux (1') en matériau thermoplastique ou thermodurcissable, comportant un conduit (2) d'insertion et de positionnement du capteur (4) prolongeant un passage 5 traversant ladite paroi (1) et définissant un embout ou épaississement saillant d'un seul tenant avec un orifice intérieur (8) et un orifice extérieur (7) par rapport à la paroi (1), dispositif caractérisé en ce qu'il comprend : - un logement (2') formé par au moins une partie des parois internes de l'embout ou épaississement saillant (2) ; 10 - une assise métallique (3) de positionnement présentant une structure tubulaire adaptée pour y monter fixée-serrée une partie du capteur (4), l'assise (3) de positionnement étant disposée fixée dans le logement (2') en étant surmoulée par le matériau formant le conduit (2), et en ce que ledit embout ou épaississement (2) comporte au 15 niveau de l'orifice extérieur (7) une zone (5) d'appui et/ou de réception destinée à coopérer avec un moyen d'étanchéité (6), interagissant également avec une partie externe (4') du capteur (4) monté dans l'assise (3), de manière à délimiter un volume autour dudit orifice extérieur (7) étanche par rapport à l'extérieur. 20 2. Dispositif de montage et de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au niveau de l'orifice extérieur (7), l'embout ou épaississement (2) présente un bord ou une lèvre (5), préférentiellement proéminente, vers l'intérieur, fournissant la zone d'appui et/ou de réception et venant en prise, avec coopération de formes, avantageusement au niveau 25 d'un rebord ou d'un épaulement (3'), avec l'extrémité de l'assise (3) métallique orientée vers l'extérieur. 3. Dispositif de montage et de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (6) du dispositif comprend, d'une part, une première face ou un premier bord 30 coopérant avec la zone (5) périphérique de l'orifice extérieur (7) du logement (2') et, d'autre part, un second bord ou une seconde face en appui contre une partie externe (4') du capteur (4) monté dans l'assise (3) de positionnement, par exemple un rebord annulaire.-9- 4. Dispositif de montage et de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (6) consiste en un joint de compression, par exemple à lèvre ou torique, le montage du capteur (4) dans l'assise (3) étant réalisé par vissage ou par une interaction baïonnette. 5. Dispositif de montage et de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (6) et le logement (2') sont des éléments structurellement indépendants. 6. Dispositif de montage et de fixation selon la revendication 5, 10 caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (6) est monté-fixé sur le corps du capteur (4). 7. Dispositif de montage et de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (6) comporte une structure discontinue. 15 8. Dispositif de montage et de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen d'étanchéité (6) comporte une structure continue. 9. Dispositif de montage et de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la zone (5) périphérique de 20 l'orifice extérieur (7) du logement (2') comprend une gorge centrée sur l'orifice du logement (2') et destiné à interagir avec le moyen d'étanchéité (6). 10. Conduit ou tube de recirculation de gaz d'échappement de moteur raccordé à un répartiteur ou conduit d'admission, caractérisé en ce 25 qu'il comporte un dispositif étanche de montage et fixation d'un capteur (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, préférentiellement arrangé de façon à positionner le capteur (4) au plus près du point de raccordement.