Brevet FR3108978A1 — publié le 20211008

L’invention propose un procédé de fabrication d’un capteur de vibrations (1), le dit capteur de vibrations (1) comprenant au moins un premier anneau de contact (3’), un élément piézo-électrique (4), un terminal de connexion (10’) l’invention réside dans le fait que l’au moins premier anneau de contact est obtenu lors d’étapes de : de découpe dans une feuille de matière (B’’), d’une bande de matière (20), possédant des encoches de pliage (E) le long de côtés longitudinaux desdites bandes (20) et deux extrémités, une première extrémité (T1), et une deuxième extrémité (T2), de pliage de ladite bande (20) adaptée pour rejoindre les deux extrémités (T1, T2) et former un anneau de contact (3’, 5’) annulaire, Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Procédé de fabrication d’un capteur de vibrations et capteur de vibrations associé La présente invention se rapporte au domaine des capteurs de vibrations et concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’un capteur de vibrations. L’invention a notamment pour but d’améliorer la fiabilité du capteur et d’améliorer le procédé de fabrication dudit capteur en réduisant la quantité de matière utilisée par la réduction de la quantité de déchets produits pendant le procédé de fabrication. Un véhicule automobile comprend de nos jours une multitude de capteurs embarqués utilisés pour diverses applications. En particulier, il est connu d’utiliser des capteurs de vibrations, par exemple des capteurs de cliquetis dans un moteur thermique de véhicule automobile pour détecter l’avance ou le retard de la combustion du mélange air-carburant. De tels capteurs permettent ainsi au calculateur de contrôle moteur de corriger les instants d’injection de carburant afin d’éviter d’endommager le moteur. En particulier, il est connu d'utiliser des capteurs de cliquetis dans un moteur thermique de véhicule automobile pour détecter toute vibration générée par une combustion anormale dans la chambre de combustion. De tels capteurs permettent au calculateur de contrôle moteur d'effectuer un contrôle en boucle fermée de l'avance à l'allumage et des ajustements de richesse de l'injection. Dans une forme connue illustrée à la figure 1, un capteur 1 de vibrations comprend une embase 2, une rondelle isolante (hachurée mais non référencée) un premier connecteur 3, appelé aussi « premier anneau de contact » 3, un élément piézo-électrique 4, un deuxième connecteur 5, appelé aussi « deuxième anneau de contact 5 », une rondelle isolante (hachurée mais non référencée), une masse sismique 6, un écrou 7 et un surmoulage 8 en matériau plastique. L’embase 2 permet de fixer le capteur 1 sur le moteur 9A à l’aide d’une vis 9B. A cette fin, l’embase 2 comprend une base annulaire 2A métallique de laquelle s’étend, perpendiculairement au plan de ladite base annulaire 2A, un cylindre 2B creux. La base annulaire 2A et le cylindre 2B sont issus de même matière métallique et délimitent un espace cylindrique traversant l’embase 2 adapté pour recevoir la vis 9B. Le premier anneau de contact 3, l’élément piézo-électrique 4, le deuxième anneau de contact 5, la masse sismique 6 et l’écrou 7 sont de forme annulaire et sont montés dans cet ordre de bas en haut de manière superposée au-dessus de la base annulaire 2A et autour du cylindre 2B, l’écrou 7 ayant pour fonction de maintenir le premier anneau de contact 3, l’élément piézo-électrique 4, le deuxième anneau de contact 5 et la masse sismique 6 sur l’embase 2, notamment lors de la fabrication du capteur 1. Le surmoulage 8 est formé par l’injection d’un matériau plastique autour de l’embase 2 de sorte que la face 2A1 de fixation de la base annulaire 2A et l’extrémité 2B1 libre du cylindre 2B soient apparentes. Le premier et deuxième anneaux de contacts 3, 5 permettent la transmission du signal de l’élément piézo-électrique 4 vers des raccords électriques 11 (cf. figure 1). Dans ce but des terminaux de connexion 10 (ou appelés aussi « broches » adaptés pour être insérés dans les raccords électriques 11 sont soudés (cf. figure 2) à une extrémité de chaque anneau de contacts 3, 5. Cependant, lesdits premier et deuxième anneaux de contacts 3, 5 présentent des inconvénients : le procédé de soudure des terminaux 10 sur les anneau de contacts 3, 5 génère un stress mécanique et thermique sur lesdits anneau de contacts 3, 5, qui peut altérer le positionnement des cosses des anneau de contacts 10 sur les terminaux, le procédé de soudure des terminaux 10 sur les anneaux de contacts 3, 5 peut générer de « mauvaises soudures » qui engendrent des défauts de contacts intermittents, avec des retours de capteurs défectueux en provenance du réseau de garages, le procédé de fabrication des anneaux de contacts 3, 5 et des terminaux est réalisé par la découpe dans une feuille de matière, en l’occurrence dans des feuilles de cuivre B, B’ (cf. figures 3 et 4), ce qui génère une quantité de l’ordre de 80% de matière non utilisée, et donc une quantité non négligeable de cuivre mise au rebut ou recyclée. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de renforcer la fiabilité des contacts au niveau des terminaux ainsi que de réduire la quantité de matière métallique mise au rebut ou recyclé lors de la fabrication des capteurs de vibrations. L’invention propose un procédé de fabrication d’un capteur de vibrations, le dit capteur de vibrations comprenant au moins un premier anneau de contact, un élément piézo-électrique, un terminal de connexion, ledit procédé étant remarquable en ce que le premier anneau de contact est obtenu lors d’étapes de : de découpe dans une feuille de matière, d’une bande de matière, possédant des encoches de pliage le long de côtés longitudinaux desdites bandes et deux extrémités, une première extrémité, et une deuxième extrémité, de pliage de ladite bande adaptée pour rejoindre les deux extrémités et former un anneau de contact annulaire, Le procédé peut comprendre également une étape de découpe du terminal dans une feuille de matière, et de soudure du terminal à une deuxième extrémité de l’anneau de contact. Dans un mode de réalisation préférentiel, lors de l’étape de découpe dans la feuille de matière, la bande de matière comprend en plus le terminal à la deuxième extrémité, l’anneau de contact et le terminal n’étant issus que d’une seule pièce. De manière judicieuse, les encoches sont des évidements de matière se présentant sous la forme de triangles ou de trapèzes ou de portions de disques. Avantageusement, les encoches sont équidistantes et/ou de formes identiques entre elles. L’invention concerne également, un capteur de vibrations, le dit capteur comprenant au moins un premier anneau de contact, un élément piézo-électrique, un terminal de connexion, le dit capteur étant remarquable en ce que ledit anneau de contact est issu d’une bande de matière comprenant des encoches de pliage le long de côtés longitudinaux desdites bandes, découpée et pliée afin de former un anneau de contact annulaire. Préférentiellement, l’anneau de contact et le terminal forment une seule pièce, issue d’une bande de matière comprenant des encoches de pliage le long de côtés longitudinaux desdites bandes, découpée et pliée afin de former un anneau de contact annulaire. Avantageusement, les encoches sont des évidements de matière se présentant sous la forme de triangles ou de trapèzes ou de portions de disques. Judicieusement, les encoches sont de formes identiques et/ou équidistantes entre elles. Moteur de véhicule automobile, comprenant un capteur de vibrations selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment. Véhicule automobile, comprenant un capteur de vibrations selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : [Fig. 1] : la figure 1 , déjà expliquée précédemment est une vue en coupe transversale d’un capteur de vibrations de l’art antérieur, [Fig. 2] : la figure 2 , déjà expliquée précédemment est une vue de dessus, d’un anneau de contact 3, 5 ainsi que d’un terminal 10 de connexion, [Fig. 3] : la figure 3 , déjà expliquée précédemment est une vue de dessus de découpes d’anneaux de contacts 3,5 dans une feuille de cuivre lors du procédé de fabrication du capteur de vibrations de l’art antérieur, [Fig. 4] : la figure 4 , déjà expliquée précédemment est une vue de dessus de découpes de terminaux de connexion 10 dans une feuille de cuivre lors du procédé de fabrication du capteur de vibrations de l’art antérieur, [Fig. 5] : la figure 5 est une vue de dessus de découpes de l’ensemble constitué d’anneaux de contacts et de terminaux pendant le procédé de fabrication du capteur de vibrations selon l’invention, [Fig. 6] : la figure 6 est une vue de dessus de l’ensemble constitué d’un anneau de contact et d’un terminal obtenu selon le procédé de fabrication du capteur de vibrations selon l’invention [Fig. 7] : la figure 7 est une vue en coupe transversale d’un capteur de vibrations selon l’invention. Comme expliqué précédemment, le procédé de fabrication d’un capteur de vibrations 1 de l’art antérieur présente plusieurs inconvénients. Le procédé de fabrication du capteur de vibrations 1 selon l’invention qui permet de pallier ces inconvénients va maintenant être décrit. Au lieu de découper l’anneau de contact 3, 5 dans une feuille de matière B, par exemple du cuivre comme dans l’art antérieur, le procédé de fabrication selon l’invention propose dans un premier mode de réalisation, judicieusement, : de découper dans une feuille de matière B’’, par exemple de cuivre, une bande de matière rectiligne 20, possédant des encoches de pliage E, le long des côtés longitudinaux desdites bandes 20, 20’ et deux extrémités, une première extrémité T1, et une deuxième extrémité T2 (cf. figure 5), de plier sur elle-même ladite bande 20 afin de rejoindre les deux extrémités T1, T2 et de former un anneau de contact 3’, 5’ en forme d’anneau (cf. figure 6) de découper les terminaux 10’ dans une feuille de matière B’, et de souder chaque terminal 10’ à une première extrémité T1 de l’anneau de contact 3’, 5’ ainsi formé. Dans un deuxième mode de réalisation, le procédé de fabrication selon l’invention propose de : de découper dans une feuille de matière B’’, une bande de matière 20’ possédant des encoches de pliage E le long des côtés longitudinaux desdites bandes 20, 20’, et comprenant en plus un terminal 10’ à la deuxième extrémité T2, (cf. figure 5), de plier sur elle-même ladite bande 20’ afin de rejoindre les deux extrémités T1, T2 et de former un anneau de contact 3’, 5’ en forme d’anneau (cf. figure 6) possédant un terminal 10’ à une troisième extrémité T3 Ainsi, dans le premier mode de réalisation, plusieurs bandes de matière 20’ peuvent être découpées les unes à côté des autres, alignées sur une feuille B’’, comme illustré à la figure 5. L’invention permet ainsi de réaliser beaucoup plus d’anneaux de contact par unité de surface de feuille B’’ que l’art antérieur et donc de réduire de manière significative la quantité de matière, en l’occurrence de cuivre mise au rebut ou recyclée. Dans le deuxième mode de réalisation, non seulement plusieurs bandes de matière peuvent être découpées les unes à côté des autres, mais aussi l’étape de soudure du terminal 10’ sur l’anneau de contact 3’, 5’ est évitée. Le deuxième mode de réalisation de l’invention permet de s’affranchir de l’étape de soudure de l’art antérieur, qui était une étape comprenant des risques pour la fiabilité du capteur de vibrations 1, comme expliqué précédemment, puisque l’anneau de contact 3’, 5’ et le terminal 10’ ne forment qu’une seule et même pièce A (cf. figure 6 et figure 7). On entend par feuille de matière B’’, toute plaque de matière, de surface sensiblement plane. On entend par matière d’anneau de contact, toute matière conductrice, par exemple mais de manière non limitative du cuivre. On entend ici par bande 20, 20’, une bande sensiblement rectiligne de forme rectangulaire, et on entend par encoches E, des évidements de matière, ou des découpes dans la matière, c’est-à-dire des parties évidées ou découpées le long des cotés longitudinaux desdites bandes 20, 20’. Ces encoches E ou évidements peuvent se présenter sous la forme de triangles, de trapèzes, ou de portion de disque. Ces encoches E sont des portions de métal découpées le long des cotés longitudinaux des dites bandes 20, 20’ afin d’être ôtées desdites bandes 20, 20’. Préférentiellement, les encoches E peuvent être réparties de manière homogène le long des côtes longitudinaux desdites bandes 20, 20’. En d’autres termes, les encoches E peuvent être équidistantes entre elles le long d’un côté longitudinal. Les encoches E peuvent être situées en vis-à-vis de part et d’autre de la bande de matière 20, 20’, ceci est illustré à la figure 5. Les encoches E peuvent être également de formes identiques entre elles. Préférentiellement, les nombres d’encoches E situés des deux côtés longitudinaux sont égaux entre eux. Les encoches E apportent une flexibilité à la bande de matière, nécessaire lors du pliage de la bande 20, 20’ rectiligne en un anneau. Les encoches E, permettent également lors du pliage d’éviter une surépaisseur de matière au niveau des encoches situées au niveau du périmètre intérieur C de l’anneau de contact 3’, 5’. En effet, il est nécessaire que l’anneau de contact 3’, 5’ ainsi formé soit plat, afin de transmettre d’une part de manière fiable le signal provenant de l’élément piézo-électrique 4 et d’autre part de transmettre de manière homogène sur toute sa surface les vibrations issues du moteur audit élément 4. Il est important de noter que la quantité de surface ainsi retirée des bandes 20,20’ par les encoches E ne doit pas être supérieure à un pourcentage prédéterminé de la surface totale de la bande 20, 20’ afin de ne pas impacter ni la qualité du signal électrique transmis par l’anneau de contact 3’, 5’, ni la fiabilité de transmission des vibrations issues du moteur par ledit anneau de contact vers l’élément piézo-électrique 4. Le capteur de vibrations1 ainsi réalisé par le procédé de fabrication selon l’invention, comprend donc au moins un anneau de contact 3, 5, qui : dans le premier mode de réalisation est issu d’une bande de matière 20 comprenant des encoches E de pliage, découpée et pliée et, dans le deuxième mode de réalisation est issue d’une bande de matière 20’ découpée puis pliée, comprenant des encoches E de pliage et un terminal à une extrémité. Bien sûr, l’invention ne s’applique pas de manière limitative au capteur de vibrations, tel que le capteur de cliquetis destiné à être monté sur un moteur de véhicule automobile, mais l’invention s’applique à tout capteur de vibrations comprenant un anneau de contact pour transmettre un signal électrique, tout domaine technique confondu. L’invention permet donc judicieusement de pallier les inconvénients de l’art antérieur, en l’occurrence de réduire de manière notable la quantité de matière mise au rebut et donc gaspillée lors de la fabrication du capteur de vibrations mais aussi d’améliorer la fiabilité du capteur en éliminant une soudure entre l’anneau de contact et le terminal. La transmission du signal électrique du capteur de vibrations vers un organe de traitement n’est donc plus impactée par la présence de la soudure, puisque celle-ci n’existe plus. L’invention est ingénieuse dans la mesure ou elle est simple, facile à mettre en œuvre et permet de réduire le cout de fabrication du capteur et simultanément d’améliorer sa qualité. Procédé de fabrication d’un capteur de vibrations (1), le dit capteur de vibrations (1) comprenant au moins un premier anneau de contact (3’), un élément piézo-électrique (4), un terminal de connexion (10’) ledit procédé étant caractérisé en ce que l’au moins premier anneau de contact est obtenu lors d’étapes de : de découpe dans une feuille de matière (B’’), d’une bande de matière (20), possédant des encoches de pliage (E) le long de côtés longitudinaux desdites bandes (20) et deux extrémités, une première extrémité (T1), et une deuxième extrémité (T2), de pliage de ladite bande (20) adaptée pour rejoindre les deux extrémités (T1, T2) et former un anneau de contact (3’, 5’) annulaire, Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend également une étape de découpe du terminal (10’) dans une feuille de matière (B’), et de soudure du terminal (10)’ à une deuxième extrémité (T2) de l’anneau de contact (3’, 5’). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lors de l’étape de découpe dans la feuille de matière (B’’), la bande de matière (20’) comprend en plus le terminal (10) à la deuxième extrémité (T2), l’anneau de contact (3’, 5’) et le terminal n’étant issus que d’une seule pièce (A). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches (E) sont des évidements de matière se présentant sous la forme de triangles ou de trapèzes ou de portion de disques. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches (E) sont équidistantes et/ou de formes identiques entre elles. Capteur de vibrations (1), le dit capteur comprenant au moins un premier anneau de contact (3’), un élément piézo-électrique (4), un terminal de connexion (10’), le dit capteur (1) étant caractérisé en ce que ledit anneau de contact (3’, 5’) est issu d’une bande de matière (20) comprenant des encoches de pliage (E) le long de côtés longitudinaux desdites bandes (20), découpée et pliée afin de former un anneau de contact (3’, 5’) annulaire. Capteur de vibrations (1) selon la revendication précédente, caractérisé en que l’anneau de contact (3’, 5’) et le terminal (10) forment une seule pièce (A), issue d’une bande de matière (20’) comprenant des encoches de pliage (E) le long de côtés longitudinaux desdites bandes (20’), découpée et pliée afin de former un anneau de contact (3’, 5’) annulaire. Capteur de vibrations (1), selon l’une quelconque des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que les encoches (E) sont des évidements de matière se présentant sous la forme de triangles ou de trapèzes ou de portions de disques . Capteur de vibrations (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches (E) sont de formes identiques et/ou équidistantes entre elles. Moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de vibrations (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de vibrations (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 9.