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FR2937724A1 - Capteur de temperature, procede de fabrication et procede d'assemblage correspondant - Google Patents

Capteur de temperature, procede de fabrication et procede d'assemblage correspondant Download PDF

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FR2937724A1 FR0805958A FR0805958A FR2937724A1 FR 2937724 A1 FR2937724 A1 FR 2937724A1 FR 0805958 A FR0805958 A FR 0805958A FR 0805958 A FR0805958 A FR 0805958A FR 2937724 A1 FR2937724 A1 FR 2937724A1
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temperature sensor
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Jean Pierre Robic
Bouquin Dominique Le
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un capteur de température comprenant : - un élément sensible à la température (3) et, - une enveloppe périphérique (7) recevant l'élément sensible à la température (3) à une extrémité fermée (9), l'enveloppe périphérique (7) étant apte à s'insérer dans une cavité correspondante (11), caractérisé en ce que l'extrémité fermée (9) de l'enveloppe périphérique (7) comporte une portion périphérique (21) dégageant en bout de l'extrémité fermée une butée flexible d'assemblage (23) consécutivement à ladite portion périphérique (21), ladite butée (23) étant susceptible de se déformer vers la portion périphérique (21) par coopération de forme avec le fond (15) de la cavité correspondante (11). L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication et un procédé d'assemblage d'un capteur de température tel que décrit précédemment.

Description

Capteur de température, procédé de fabrication et procédé d'assemblage correspondant La présente invention concerne un capteur de température, notamment adapté pour mesurer la température des gaz de véhicules automobiles tels que les gaz dans le 5 compartiment moteur. On connaît de tels capteurs par exemple des documents FR 2 847 979, FR 2 880 685 ou FR 2 864 234. Ces capteurs comprennent un élément sensible à une température, relié vers l'extérieur à un circuit électrique / électronique d'exploitation d'un signal de mesure. 10 L'élément sensible à la température est disposé dans une enveloppe périphérique qui s'insère dans une cavité correspondante d'un corps (par exemple la culasse d'un moteur) dont on cherche à connaître la température. De façon connue, le capteur est vissé dans cette cavité correspondante de sorte que l'extrémité fermée de l'enveloppe périphérique soit disposée au plus proche de la 15 zone de température que l'on souhaite mesurer. Il peut toutefois subsister un jeu entre l'extrémité fermée de l'enveloppe périphérique et le fond de la cavité du fait des tolérances dimensionnelles de l'enveloppe périphérique et de la cavité. Ce jeu est nécessaire pour le montage du capteur dans la cavité mais peut cependant contribuer à diminuer sensiblement le temps 20 de réponse du capteur ainsi que de sa précision. La présente invention vise à remédier à ces problèmes en proposant un capteur de température, un procédé de fabrication et un procédé d'assemblage aptes à surmonter les difficultés de l'état de la technique sans augmenter les coûts et les temps de fabrication. 25 A cet effet, l'invention prévoit un capteur de température comprenant : - un élément sensible à la température et, - une enveloppe périphérique recevant l'élément sensible à la température à une extrémité fermée, l'enveloppe périphérique étant apte à s'insérer dans une cavité 30 correspondante, caractérisé en ce que l'extrémité fermée de l'enveloppe périphérique comporte une portion périphérique dégageant en bout de l'extrémité fermée une butée flexible d'assemblage consécutivement à ladite portion périphérique, ladite butée étant susceptible de se déformer vers la portion périphérique par coopération de forme avec le fond de la cavité correspondante. Selon d'autres caractéristiques du capteur de température, la butée flexible d'assemblage présente une forme de disque, - la portion périphérique présente une forme tronconique, la butée flexible d'assemblage et la portion périphérique de l'enveloppe périphérique sont formées d'une seule pièce, - l'enveloppe périphérique est métallique, - l'élément sensible à la température est une thermistance de type CTP (Coefficient de Température Positif) ou une CTN (Coefficient de Température Négatif).
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un capteur de température tel que précédemment décrit, caractérisé en ce qu'on réalise la butée flexible d'assemblage et la portion périphérique par tournage en usinant une gorge de section triangulaire dans l'enveloppe périphérique. L'invention a encore pour objet un procédé d'assemblage d'un capteur de température dans une cavité correspondante, le capteur de température comprenant un élément sensible à la température et une enveloppe périphérique recevant l'élément sensible à la température à une extrémité fermée, l'enveloppe périphérique s'insérant dans ladite cavité, caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape d'assemblage dudit capteur dans la cavité correspondante de façon à positionner une butée flexible d'assemblage de l'extrémité fermée de l'enveloppe périphérique face à un fond de la cavité correspondante, - une seconde étape au cours de laquelle on déforme au moins partiellement des parois saillantes de la butée flexible d'assemblage en direction d'une portion périphérique de ladite extrémité de l'enveloppe périphérique par coopération de forme entre ladite butée et le fond de ladite cavité, de façon à sertir l'assemblage dudit capteur dans ladite cavité.
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 vue en partie en coupe longitudinale d'un capteur de température selon l'invention en cours d'assemblage dans une cavité, - la figure 2 représente une vue agrandie d'une partie du capteur de la figure 1, - la figure 3 représente le capteur de la figure 1 à l'état assemblé dans la cavité et, - la figure 4 représente une vue agrandie d'une partie du capteur de la figure 3. Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Le capteur de température 1 illustré sur la figure 1, comprend un élément sensible à la température 3, un élément de câblage 5 connecté à l'élément sensible à la température 3 et une enveloppe périphérique 7 enveloppant l'élément sensible à la température 3 à une extrémité fermée 9. L'élément sensible à la température 3 est par exemple une thermistance. La thermistance est un composant passif en matériau semi-conducteur dont la résistance varie en fonction de la température et peut être du type CTN , coefficient de température négatif (ou NTC , Negative Temperature Coefficient en anglais) lorsque la température décroît en fonction de l'élévation de la température ou de type CTP coefficient de température positif (ou PTC , Positive Temperature Coefficient en anglais) dans le cas contraire.
L'élément de câblage 5 est connecté à l'élément sensible à la température 3 pour acheminer un signal de température à une unité de traitement. Par exemple, et comme illustré sur la figure 1, l'élément de câblage 5 comporte deux conducteurs électriques en contact avec l'élément sensible à la température 3 et cheminent le long de l'enveloppe périphérique 7 pour être accessibles à l'extérieur de celle-ci et pour fournir une information électrique représentative de la résistance de l'élément 3 et par conséquent de la température mesurée. L'enveloppe périphérique 7 est de forme générale allongée et cylindrique, dont la direction longitudinale correspond à la direction des fils électriques 5, de manière à pouvoir être insérée dans une cavité correspondante 11. La cavité correspondante 11 est ménagée dans un corps 13 dont on souhaite mesurer la température, par exemple dans la culasse moteur d'un véhicule automobile. La cavité 11 est de forme tubulaire et le fond 15 de la cavité 11, généralement de forme conique, est disposé au plus proche de la zone dont on souhaite mesurer la température. En outre, l'enveloppe périphérique 7 comporte avantageusement une partie filetée 17 apte à être vissée dans une partie taraudée 19 correspondante de la cavité 11 pour fixer le capteur 1 au corps 13. Le capteur 1 comporte en outre des moyens de fixation extérieurs 14 permettant de saisir le capteur 1 pour le visser et/ou dévisser dans le corps 13. Dans l'exemple schématisé sur les figures, les moyens de fixation extérieurs 14 sont formés par un boulon. Selon l'invention, et comme mieux visible sur la figure 2, l'extrémité fermée 9 de l'enveloppe périphérique 7 comporte une portion périphérique amincie 21 dégageant en bout de l'extrémité fermée 9, une butée flexible d'assemblage 23 consécutivement à ladite portion amincie 21, la butée 23 étant susceptible de se déformer vers la portion périphérique amincie 21 par coopération de forme avec le fond 15 de la cavité correspondante 11. Ainsi, après assemblage du capteur 1 dans la cavité 11, la butée 23 se déforme alors vers la portion périphérique amincie 21 par coopération de forme avec le fond 15 de la cavité correspondante 11 comme on peut le voir sur les figures 3 et 4. L'extrémité 9 de l'enveloppe périphérique 7 déformée est alors en contact avec le fond 15 de la cavité 11, ce qui permet un meilleur échange thermique entre le capteur et le corps 13, par conduction de la température.
On obtient ainsi une mesure de température avec un temps de réponse diminué et une précision augmentée. Selon un mode de réalisation préféré, la butée flexible d'assemblage 23 présente une forme de disque. Le disque 23 est disposé coaxialement à l'enveloppe périphérique 7. Ainsi, une fois les parties saillantes du disque 23 déformées, la surface de contact entre la butée 23 et la cavité 11 est plus importante, permettant d'optimiser l'échange thermique et donc de diminuer encore le temps de réponse du capteur 1. En outre, la déformation de la butée 23 vers la portion amincie 21, permet d'optimiser la conduction thermique localement dans la zone dont on souhaite mesurer la température et de rapprocher l'élément sensible à la température 3 le plus possible du fond 15 de la cavité 11, ce qui permet encore d'augmenter la précision de la mesure. On prévoit en outre que la portion périphérique amincie 21 présente une forme tronconique dont le somment jouxte la butée flexible d'assemblage 23. De préférence, la butée flexible d'assemblage 23 et la portion périphérique amincie 21 de l'enveloppe périphérique 7 sont formées d'une seule pièce. Ainsi, aucun composant n'est ajouté au capteur 1, ce qui permet d'obtenir un capteur 1 robuste. Selon un mode de fabrication du capteur 1, on réalise la butée flexible d'assemblage 23 par tournage en usinant une gorge de section triangulaire dans l'enveloppe périphérique 7. La butée 23 en forme de disque est donc facilement réalisable et ne nécessite aucune reprise d'usinage. En fonctionnement et dans une première étape (figures 1 et 2) on assemble le capteur 1 dans la cavité correspondante 11 de façon à positionner une butée flexible d'assemblage 23 de l'extrémité fermée 9 de l'enveloppe périphérique 7 face au fond 15 de la cavité correspondante 11. L'assemblage du capteur 1 dans la cavité 11 peut être réalisé en vissant le capteur 1 dans la partie taraudée de la cavité 11 correspondante jusqu'à venir en butée dans le fond 15 de la cavité correspondante 11.
On prévoit que la longueur de l'enveloppe périphérique 7 soit sensiblement égale à la profondeur de la cavité correspondante 11 mais avec un jeu J dans l'assemblage du capteur 1 dans la cavité 11, de sorte qu'en cours d'assemblage, lorsque la butée flexible d'assemblage 23 est en contact avec le fond 15 de la cavité I1, le capteur 1, qui n'est alors pas totalement vissé dans la cavité 11, dépasse légèrement de la cavité 11. Ce jeu J correspond à la distance que peut encore parcourir le capteur 1 de sa position en butée 23 non déformée à l'état assemblé, c'est-à-dire avec la butée flexible 23 déformée. Dans une deuxième étape, (figures 3 et 4) on déforme au moins partiellement des parois saillantes de la butée flexible d'assemblage 23 en direction de la portion périphérique amincie 21 de l'extrémité fermée 9 de l'enveloppe périphérique 7 par coopération de forme entre la butée 23 et le fond 15 de la cavité 11. Cette opération est réalisée en appliquant une force plus importante en vissant le capteur de température 1 permettant la déformation de la butée flexible d'assemblage 23.
Les portions saillantes de la butée flexible d'assemblage 23 se déforment alors vers l'extérieur, en épousant la forme du fond conique 15 de la cavité 11. L'assemblage est terminé lorsque les moyens de fixation extérieurs 14 sont en contact avec le corps 13. Il n'est alors plus possible de visser le capteur 1, ce qui assure de ne pas endommager le capteur 1 et de déformer de façon optimale la butée flexible d'assemblage 23 dans la cavité 11. On obtient ainsi un capteur de température 1 facile à réaliser et à assembler, dont le temps de réponse est diminué et la précision augmentée.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. Capteur de température comprenant : - un élément sensible à la température (3) et, - une enveloppe périphérique (7) recevant l'élément sensible à la température (3) à une extrémité fermée (9), l'enveloppe périphérique (7) étant apte à s'insérer dans une cavité correspondante (11), caractérisé en ce que l'extrémité fermée (9) de l'enveloppe périphérique (7) comporte une portion périphérique (21) dégageant en bout de l'extrémité fermée une butée flexible d'assemblage (23) consécutivement à ladite portion périphérique (21), ladite butée (23) étant susceptible de se déformer vers la portion périphérique (21) par coopération de forme avec le fond (15) de la cavité correspondante (11).
  2. 2. Capteur de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée flexible d'assemblage (23) présente une forme de disque.
  3. 3. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la portion périphérique (21) présente une forme tronconique.
  4. 4. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que la butée flexible d'assemblage (23) et la portion périphérique (21) de l'enveloppe périphérique (7) sont formées d'une seule pièce.
  5. 5. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe périphérique (7) est métallique.
  6. 6. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément sensible à la température (3) est une thermistance de type CTP (Coefficient de Température Positif) ou une CTN (Coefficient de Température Négatif). 25 30
  7. 7. Procédé de fabrication d'un capteur de température selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on réalise la butée flexible d'assemblage (23) et la portion périphérique (21) par tournage en usinant une gorge de section triangulaire dans l'enveloppe périphérique (7).
  8. 8. Procédé d'assemblage d'un capteur de température (1) dans une cavité correspondante (11), le capteur de température (1) comprenant un élément sensible à la température (3) et une enveloppe périphérique (7) recevant l'élément sensible à la température (3) à une extrémité fermée (9), l'enveloppe périphérique (7) s'insérant dans ladite cavité (11), caractérisé en ce qu'il comporte : une première étape d'assemblage dudit capteur (1) dans la cavité correspondante (11) de façon à positionner une butée flexible d'assemblage (23) de l'extrémité fermée (9) de l'enveloppe périphérique (7) face à un fond (15) de la cavité correspondante (11), une seconde étape au cours de laquelle on déforme au moins partiellement des parois saillantes de la butée flexible d'assemblage (23) en direction d'une portion périphérique (21) de ladite extrémité (9) de l'enveloppe périphérique (7) par coopération de forme entre ladite butée (23) et le fond (15) de ladite cavité (11).
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