Brevet FR3088424A1 — publié le 20200515

Capteur de température avec butée anti-rotation La présente invention concerne un capteur de température, notamment pour mesurer des températures comprises entre -40°C et 1100°C. L'invention s'applique en particulier aux capteurs de température adaptés pour mesurer la température des gaz d'échappement de véhicules automobiles. L'invention s'applique aussi au capteurs de température utilisés dans les dispositifs de chauffe et de reformage embarqué du carburant (Ethanol, Méthane) pour les véhicules à pile à combustible. Ces capteurs comprennent généralement un élément sensible à la température, tel qu'une thermistance ou un thermocouple, relié vers l'extérieur à un circuit électrique / électronique d'exploitation d'un signal de mesure via des fils électriques. Un tel capteur de température de l'art antérieur comprend à une extrémité une partie chaude exposée à la très haute température. Cette partie chaude contient l'élément sensible de type thermistance (PTC/NTC) pour un capteur résistif la jonction chaude des fils thermocouple pour un capteur thermocouple Deux fils électriques relient l'élément sensible à la température à un connecteur électrique. Une gaine isolante entoure les deux fils électriques. Les fils électriques cheminent le long de l'embout de protection et de la gaine isolante pour être accessibles à l'extérieur de ceux-ci et pour fournir - une tension électrique représentative de la résistance de la thermistance pour un capteur résistif, ou une tension électrique qui est fonction de la différence de température entre ses deux extrémités pour un capteur thermocouple. Pour cela, les fils électriques sont reliés à un connecteur électrique, lui-même relié au circuit électrique / électronique du véhicule. Le capteur de température comprend un moyen de fixation traversé par la gaine isolante. Celle-ci peut être entourée d'une enveloppe de protection métallique. Le moyen de fixation comprend un élément fileté destiné à se visser dans un orifice fileté prévu dans un élément d'interface moteur du véhicule pour fixer le capteur de température à celui-ci. Le moyen de fixation comprend également une butée fixée à la gaine isolante. La butée entoure la gaine isolante et est destinée à assurer l'étanchéité entre l'intérieur de l'élément d'interface moteur et l'extérieur. Ceci est particulièrement gênant lorsque le capteur de température présente une gaine courbée qui doit présenter une orientation fixe par rapport à l'élément d'interface moteur du véhicule De plus, lors de l'assemblage de ce type de capteur de température courbé sur l'élément d'interface moteur, le capteur de température n'est pas toujours bien orienté, ce qui pose problème pour le raccordement électrique étant donné que le connecteur du capteur de température n'est pas à la bonne position ou éloigné du connecteur du 2 véhicule avec lequel il doit être connecté. Egalement, lors de l'assemblage et du serrage du capteur sur le véhicule, le capteur a tendance à tourner. Cette difficulté à trouver la bonne orientation du capteur de température entrai ne des difficultés de montage et une perte de temps. 5 L'invention a donc pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un capteur de température plus simple à monter et dont la rotation est bloquée une fois qu'il est fixé sur le moteur. L'invention concerne un capteur de température pour véhicule automobile comprenant : 10 - un élément sensible à la température, - deux fils électriques reliant l'élément sensible à la température à un connecteur électrique, - une gaine isolante entourant les deux fils électriques, un embout de protection comportant une extrémité fermée dans laquelle est 15 logé l'élément sensible à la température, et un moyen de fixation traversé par la gaine isolante, le moyen de fixation comprenant un élément fileté destiné à se visser dans un orifice fileté prévu dans un élément d'interface du véhicule pour fixer le capteur de température à l'élément d'interface moteur et une butée fixée à la gaine isolante. La butée entoure la gaine 20 isolante et est destinée à assurer l'étanchéité entre l'intérieur de l'élément d'interface moteur et l'extérieur. L'élément fileté est mobile en rotation par rapport à la butée. Selon l'invention, la butée comprend au moins un ergot destiné à s'insérer dans une fente prévue dans l'élément d'interface moteur pour bloquer la rotation du capteur de température par rapport à l'élément d'interface moteur. 25 L'ergot forme une seule pièce avec la butée. Cela permet d'avoir les deux fonctions étanchéité et anti-rotation avec une seule pièce contrairement à l'art antérieur qui utilise deux pièces : une pour l'étanchéité, une pour l'anti-rotation. L'ergot est positionné latéralement sur la butée de façon à faire saillie par rapport à la gaine isolante. 30 La butée comprend une partie tubulaire fixée à la gaine isolante et entourant celle-ci. La partie tubulaire de la butée du moyen de fixation s'insère dans l'élément fileté du moyen de fixation. L'élément fileté du moyen de fixation entoure donc la partie tubulaire de la butée. La partie tubulaire de la butée est prolongée par une couronne à une extrémité 35 inférieure. La couronne s'étend radialement et perpendiculairement par rapport à la partie tubulaire et étant destinée à assurer l'étanchéité entre l'orifice fileté de l'élément d'interface moteur et l'extérieur. La couronne comprend une surface interne destinée à buter contre un rebord interne entourant l'orifice fileté de l'élément d'interface moteur et une surface externe destinée à former une butée pour l'élément fileté du moyen de 40 fixation. L'ergot forme une languette s'étendant depuis la couronne de la butée suivant une direction perpendiculaire à la partie tubulaire. L'ergot peut être incurvé. L'ergot est incurvé pour assurer le changement de plan dans une même pièce obtenue par emboutissage 3 Selon un autre mode de réalisation, la butée comprend deux ergots. Les deux ergots sont contigus en formant un angle l'un par rapport à l'autre. L'invention fournit ainsi un capteur de température plus simple à monter, 5 réduisant le temps de montage. Son mouvement de rotation par rapport à l'élément d'interface moteur est bloqué. Lorsque le capteur de température comprend une gaine isolante courbée, la butée indexée permet de monter le capteur de température sur l'élément d'interface 10 moteur selon une orientation constante, simplifiant le montage. La butée présente ainsi des fonctions d'étanchéité, d'indexation et d'antirotation. Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 15 la figure 1 représente une vue en perspective d'un capteur de température avant son montage sur un élément d'interface moteur, selon un mode de réalisation l'invention ; la figure 2 représente en perspective le capteur de température monté sur l'élément d'interface moteur ; 20 - la figure 3 représente en perspective le capteur de température seul et sans élément fileté ; - la figure 4 représente une coupe longitudinale d'une butée ; la figure 5 représente en perspective un capteur de température, selon un autre mode de réalisation l'invention ; 25 la figure 6 représente en perspective ce capteur de température seul et sans élément fileté. La figure 1 représente une vue en perspective d'un capteur de température 1 avant son montage sur un élément d'interface moteur 9, selon un mode de réalisation l'invention. 30 Le capteur de température est destiné à mesurer la température des gaz d'échappement de véhicules automobiles. Le capteur est également destiné à mesurer des températures dans les dispositifs de chauffe et de reformage embarqué du carburant (Ethanol, Méthane) pour les véhicules à pile à combustible. Le capteur de température est notamment destiné à mesurer des températures 35 dites moyennes comprises entre -40°C et 1100°C. Ce capteur de température 1 comprend à une extrémité une partie chaude exposée à la très haute température. Cette partie chaude contient - l'élément sensible de type thermistance (PTC/NTC) pour un capteur résistif 40 - la jonction chaude des fils thermocouple pour un capteur Le capteur comporte également , deux fils électriques 3 reliant l'élément sensible à la température ou la jonction chaude à un connecteur électrique (non représenté), une gaine isolante 5 entourant les deux fils électriques 3, et un embout de protection 4 4 comportant une extrémité fermée 2 dans laquelle est logé l'élément sensible à la température ou la jonction chaude. Le connecteur électrique est relié à un dispositif électronique de contrôle du véhicule (non représenté). 5 La gaine isolante 5 peut être entourée partiellement ou complètement d'une enveloppe de protection métallique. L'enveloppe de protection présente une forme générale tubulaire se prolongeant longitudinalement. L'enveloppe de protection est réalisée dans un super alliage tel que 10 l'InconeI600®, l'Incone1625@ ou l'Incone1601® Le capteur de température 1 comprend un moyen de fixation 6 traversé par la gaine isolante 5. Le moyen de fixation 6 comprend un élément fileté 8 destiné à se visser dans un orifice fileté 7 prévu dans un élément d'interface moteur 9 du véhicule pour fixer le 15 capteur de température 1 à ce dernier et une butée 10 fixée à la gaine isolante 5. L'élément d'interface moteur 9 est monté sur une paroi 23 d'un conduit du véhicule. La paroi 23 délimite un milieu dont on cherche à connaître la température. La paroi 23 peut être une paroi d'un conduit d'un système d'échappement des gaz de 20 combustion, à titre d'exemple. L'élément fileté 8 comprend un écrou 19 à sa partie supérieure 20 pour permettre le vissage ou le dévissage de l'élément fileté 8 dans l'orifice fileté 7 de l'élément d'interface moteur 9 avec un outil telle une clé. L'élément fileté 8 comprend une surface inférieure à son extrémité inférieure 21 25 qui vient en butée contre la butée 10. La butée 10 entoure la gaine isolante 5 et est destinée à assurer l'étanchéité entre l'intérieur de l'élément d'interface moteur 9 et l'extérieur. L'élément fileté 8 est mobile en rotation par rapport à la butée 10 pour permettre le vissage. 30 L'élément fileté 8 comprend un canal central permettant le passage de la gaine isolante 5. La butée 10 comprend également un canal central 22 permettant le passage de la gaine isolante 5, comme représenté sur la figure 4. Le moyen de fixation 6 peut être constitué d'un acier inoxydable tel que le 304, le 316L ou le 316Ti. 35 L'élément sensible à la température peut être une thermistance, par exemple. La thermistance est un composant passif en matériau semi-conducteur dont la résistance varie en fonction de la température. La thermistance peut être du type CTN, coefficient de température négatif (ou NTC, Négative Température Coefficient en anglais) lorsque la résistance décroît en 40 fonction de l'élévation de la température ou de type CTP, coefficient de température positif (ou PTC, Positive Température Coefficient en anglais) dans le cas contraire, telle qu'une thermistance en platine. 5 En variante, l'élément sensible à la température peut être une soudure chaude de thermocouple. Selon l'invention, la butée 10 comprend au moins un ergot 11 destiné à s'insérer dans une fente 12 prévu dans l'élément d'interface moteur 9 pour empêcher la rotation 5 du capteur de température 1 par rapport à l'élément d'interface moteur 9, comme illustré sur les figures 1 à 4. Les figures 1 à 4 montrent un mode de réalisation dans lequel la butée 10 comprend un seul ergot 11. Sur les figures 2 à 6, l'élément fileté 8 n'est pas représenté pour simplifier les 10 figures. L'ergot est réalisé en une seule pièce avec la butée. C'est-à-dire quel l'ergot et la butée sont monobloc. L'ergot 11 et la butée 10 sont en continuité de matière, c'est à dire de la même matière. L'ergot 11 est positionné latéralement sur la butée 10 de façon à faire saillie 15 par rapport à la gaine isolante 5, comme illustré sur la figure 3. La butée 10 comprend une partie tubulaire 18 de section circulaire fixée à la gaine isolante 5 et entourant celle-ci. La butée 10 est bloquée en rotation par rapport à la gaine isolante 5. L'élément fileté 8 du moyen de fixation 6 entoure la partie tubulaire 18 de la 20 butée 10 du moyen de fixation 6 lorsque l'élément fileté 8 est vissé dans l'orifice fileté 7 de l'élément d'interface moteur 9 et lorsqu'il n'est pas vissé dedans, comme illustré sur la figure 1. L'élément fileté 8 est mobile en rotation par rapport à la butée 10. La partie tubulaire 18 de la butée 10 est prolongée par une couronne 13 à une 25 extrémité inférieure 14. La partie tubulaire 18 de la butée 10 et la couronne sont réalisée en une seule pièce. La couronne 13 s'étend radialement et sensiblement perpendiculairement par rapport à la partie tubulaire 18. Et dans un plan distinct du plan d'étanchéité. Elle est destinée à assurer l'étanchéité entre l'orifice fileté 7 de l'élément d'interface moteur 9 30 et l'extérieur de la paroi 23 du moteur. La couronne 13 comprend une surface interne 15 destinée à buter ou faire contact contre un rebord 17 entourant l'orifice fileté 7 de l'élément d'interface moteur 9. La couronne 13 comprend une surface externe 16 destinée à former une butée 35 pour l'élément fileté 8 du moyen de fixation 6. Autrement dit, la partie tubulaire 18 de la butée 10 est insérée dans l'orifice de l'élément fileté 8 qui est retenu par la couronne 13. La surface inférieure localisée à l'extrémité inférieure 21 de l'élément fileté 8 vient buter contre la surface externe 16 de la couronne 13 de la butée 10. 40 L'ergot 11 forme une languette s'étendant depuis la couronne 13 de la butée 10 suivant une direction perpendiculaire à la partie tubulaire 18. La largeur de l'ergot 11 est légèrement inférieure à celle de la fente 12 de l'élément d'interface moteur 9 pour y permettre son introduction. 6 L'ergot 11 est incurvé. Il s'étend depuis la couronne 13 avec une première portion 24 remontant vers la partie tubulaire 18 qui est prolongée par une deuxième portion 25 s'étendant perpendiculairement à la partie tubulaire 18. Un creux 26 est formé entre la partie tubulaire 18 et la deuxième portion 25 de l'ergot 11. 5 La surface inférieure localisée à l'extrémité inférieure 21 de l'élément fileté 8 est logée dans ce creux 26. La gaine isolante 5 est courbée (ou incurvée). Elle comprend une première portion 27 comportant l'élément sensible à la température et l'embout de protection 4 et une deuxième portion 28 reliée au connecteur. 10 La deuxième portion 28 est perpendiculaire à la première portion 27, dans cet exemple. La deuxième portion 28 et la première portion 27 sont séparées par une courbure 29. Le moyen de fixation 6 est disposé entre l'élément sensible à la température et 15 la courbure 29. La fente 12 de l'élément d'interface moteur 9 s'étend parallèlement à la première portion 27 et depuis un rebord externe 30 de l'élément d'interface moteur 9 jusqu'au rebord interne 17 de l'élément d'interface moteur 9. Lors de l'insertion du capteur de température 1 dans l'orifice fileté 7 de l'élément 20 d'interface moteur 9, l'ergot 11 de la butée est inséré dans la fente 12 de l'élément d'interface moteur 9 et coulisse le long celle-ci jusqu'au rebord interne 17. L'ergot 11 présente une orientation par rapport à la deuxième portion 28 du capteur de température 1 qui est prédéfinie. Dans l'exemple de la figure 2, les directions de l'ergot 11 et de la deuxième 25 portion 28 du capteur de température 1 sont sensiblement parallèles et opposées. Lors du montage du capteur de température 1 sur l'élément d'interface moteur 9, cette orientation est toujours conservée. Il n'est pas possible d'orienter le capteur de température 1 différemment. L'opérateur ne peut donc pas se tromper pendant le montage. 30 De plus, l'ergot 11 est bloqué en rotation dans la fente 12 de l'élément d'interface moteur 9, empêchant donc la rotation du capteur de température 1 lors de l'utilisation du véhicule. L'élément fileté 8 est vissé dans l'orifice fileté 7 de l'élément d'interface moteur 9 et serré dedans, entrainant le serrage de la butée 10 contre le rebord interne 17 de 35 l'élément d'interface moteur 9. La couronne 13 de la butée 10 est comprimée entre l'extrémité inférieure 21 de l'élément fileté 8 et le rebord interne 17 de l'élément d'interface moteur 9, assurant l'étanchéité entre l'orifice fileté 7 et l'extérieur de la paroi 23 du moteur. Les figures 5 et 6 représentent un capteur de température 1 dont la butée 10 40 comprend deux ergots 11, selon un autre mode de réalisation l'invention. Les deux ergots 11 sont contigües en formant un angle l'un par rapport à l'autre. Les deux ergots 11 forment un « V » et s'étendent depuis la couronne 13. 7 Parallèlement, l'élément d'interface moteur 9 comprend deux fentes 12 contigües formant un angle l'une par rapport à l'autre et dans lesquelles peuvent s'insérer les deux ergots 11 respectifs de la butée 10. L'angle entre les 2 ergots sert de détrompage lorsque plusieurs capteurs du 5 même type sont assemblés à proximité les uns des autres. Par exemple : Un premier capteur avec un angle de 30° Un second avec un angle de 60° Un troisième avec un angle de 90° 10 - Etc Il est donc impossible au montage de monter le second capteur dans l'interface du premier, et ainsi de suite. On peut définir tout angle dans l'intervalle compris entre 0° et 180° degrés. - 0° correspondant à un seul ergot 15 - 180° correspondant à sans détrompage Dans la plage 180 °à 360° on retrouve par symétrie la plage de 0 °à 180°. On considérant la largeur angulaire (15° à 20°) de l'ergot, la dispersion de montage (5°), on peut considérer une gamme de position par tranche de 30°, ce qui offre 5 positions possibles : 30°, 60°, 90°, REVENDICATIONS1. Capteur de température (1) pour véhicule automobile comprenant : - un élément sensible à la température, - deux fils électriques (3) reliant l'élément sensible à la température à un connecteur électrique, - une gaine isolante (5) entourant les deux fils électriques (3) et l'éléments sensible, - un moyen de fixation (6) traversé par la gaine isolante (5), ledit moyen de fixation (6) comprenant un élément fileté (8) destiné à se visser dans un orifice fileté (7) prévu dans un élément d'interface du véhicule (9) du véhicule pour fixer le capteur de température (1) à l'élément d'interface moteur (9) et une butée (10) fixée à la gaine isolante (5), la butée (10) entourant la gaine isolante (5) et étant destinée à assurer l'étanchéité entre l'intérieur de l'élément d'interface moteur (9) et l'extérieur, l'élément fileté (8) étant mobile en rotation par rapport à la butée (10), caractérisé en ce que : la butée (10) comprend au moins un ergot (11) destiné à s'insérer dans une fente (12) prévu dans l'élément d'interface moteur (9) pour bloquer la rotation du capteur de température (1) par rapport à l'élément d'interface moteur (9). 2. Capteur de température (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ergot (11) forme une seule pièce avec la butée. 3. Capteur de température (1) selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ergot (11) est positionné latéralement sur la butée (10) de façon à faire saillie par rapport à la gaine isolante (5). 4. Capteur de température (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la butée (10) comprend une partie tubulaire (18) fixée à la gaine isolante (5) et entourant celle-ci, la partie tubulaire (18) de la butée (10) du moyen de fixation (6) s'insérant dans l'élément fileté (8) du moyen de fixation (6). 5. Capteur de température (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie tubulaire (18) de la butée (10) est prolongée par une couronne (13) à une extrémité inférieure (14), la couronne (13) s'étendant radialement par rapport à la partie tubulaire (18) et étant destinée à assurer l'étanchéité entre l'orifice fileté (7) de l'élément d'interface moteur (9) et l'extérieur, la couronne (13) comprenant une surface 9 interne (15) destinée à buter contre un rebord interne (17) entourant l'orifice fileté (7) de l'élément d'interface moteur (9) et une surface externe (16) destinée à former une butée pour l'élément fileté (8) du moyen de fixation (6). 5 6. Capteur de température (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ergot (11) forme une languette s'étendant depuis la couronne (13) de la butée (10) suivant une direction perpendiculaire à la partie tubulaire (18). 7. Capteur de température (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que 10 l'ergot (11) est incurvé. 8. Capteur de température (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la butée (10) comprend deux ergots (11). 15 9. Capteur de température (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux ergots (11) sont contigües en formant un angle l'un par rapport à l'autre. 20