FR2965051A1 - Capteur de pression, notamment destine a un dispositif de freinage - Google Patents

Capteur de pression, notamment destine a un dispositif de freinage Download PDF

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Abstract

Capteur de pression pour saisir la pression d'un fluide, notamment pour un dispositif de freinage, comprenant une bride de liaison 3 avec un canal de fluide 33 pour le fluide à mesurer. Une cellule manométrique 2 équipe l'extrémité du canal 33, et un support de circuit 4 complète le capteur. La cellule manométrique 2 présente une surface de contact externe 20 assurant sa connexion et inclinée d'un angle (a) par rapport à l'axe central X-X du capteur de pression.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un capteur de pression pour saisir la pression d'un fluide, notamment dans des dispositifs de freinage de véhicules, et comprenant une bride de liaison avec un canal de fluide pour le fluide à mesurer, une cellule manométrique à l'extrémité du canal de fluide, et un support de circuit. Etat de la technique Des capteurs de pression sont connus dans diverses configurations, d'après l'état de la technique. Des capteurs de pression connus sont utilisés par exemple dans des installations de freinage pour véhicules, en vue de relever une pression du fluide de frein. Dans ce cadre, on connaît d'après le document DE 10 2007 031 980 Al, un capteur de pression, qui comporte une cellule manométrique agencée de manière centrale. Par ailleurs, il est prévu un élément de support ainsi qu'une plaquette de circuit imprimé, qui y est fixée. De tels capteurs de pression ont fait leur preuve quant à leur principe, mais pour les systèmes de freinage futurs, il s'avérera toutefois nécessaire, en-dehors d'une fabrication économique, de miniaturiser davantage encore les capteurs de pression. Notamment dans le cas de véhicules haut de gamme, on utilisera dans l'avenir un grand nombre de capteurs de pression, de sorte que ces capteurs de pression devront présenter un encombrement le plus faible possible. But de l'invention L'invention a pour but de miniaturiser davantage un capteur de pression selon l'état de la technique. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention, a pour objet un capteur de pression du type décrit ci-dessus dont la cellule manométrique a une surface de contact externe assurant sa connexion et inclinée d'un angle par rapport à l'axe central du capteur de pression. Le capteur de pression conforme à l'invention a l'avantage par rapport aux capteurs de pression connus, de permettre une miniaturisation plus poussée. Le capteur de pression selon l'invention est d'une construction très compacte et très robuste, assurant une durée de vie élevée au capteur de pression. Le capteur de pression
2 conforme à l'invention peut être utilisé pendant toute la durée de vie d'un véhicule, sans nécessiter son remplacement. Malgré la miniaturisation plus poussée, ce capteur de pression présente, non seulement une résistance mécanique élevée, mais également des connexions électriques très fiables du fait que le capteur de pression comprend une cellule manométrique ayant une surface de contact externe de connexion inclinée par rapport à l'axe du capteur de pression. Cette position inclinée conforme à l'invention, de la cellule manométrique, permet de réduire encore plus l'encombrement, et de permettre ainsi une miniaturisation plus poussée du capteur de pression. Le support de circuit a de préférence au moins une surface de contact, faisant sensiblement le même angle par rapport à l'axe du capteur de pression, que la surface de contact externe de la cellule manométrique. Cela permet une connexion particulièrement simple entre la cellule manométrique et le support de circuit. Par ailleurs, le capteur de pression sera ainsi encore plus compact. Le support de circuit présente, de manière particulièrement préférée, une ou deux surfaces de contact faisant le même angle que la surface de contact externe de la cellule manométrique. La surface de contact externe de la cellule manométrique est de préférence entre les deux surfaces de contact du support de circuit. Pour réaliser un capteur de pression particulièrement robuste, la connexion entre la cellule manométrique et le support de circuit s'effectue de préférence au moyen de fils soudés encore appelés bondings. Les fils soudés ou bondings, qui représentent une méthode de fabrication conventionnelle, assurent des connexions électriques confirmées dont la durée de vie est supérieure à la durée de vie du capteur de pression.
La compacité du capteur de pression conforme à l'invention est améliorée si le canal de fluide présente de préférence, une zone coudée dans la bride de liaison. D'une manière particulièrement préférée, l'axe du support de circuit est coaxial à l'axe du capteur de pression. Le support de circuit est ainsi centré dans le capteur de pression, le diamètre du
3 capteur de pression pouvant ainsi être le plus petit possible. Une liaison du type à tenon et mortaise entre le support de circuit et la bride de liaison permet un montage simple. Par ailleurs, le support de circuit a de préférence un évidement en forme de C, recevant au moins partiellement la cellule manométrique. Selon une caractéristique dimensionnelle, l'angle entre l'axe du capteur de pression et la surface de contact externe de la cellule manométrique, est compris entre 50° et 70°, et de manière particulièrement préférée, il est d'environ 60°. Pour une protection supplémentaire des contacts de connexion entre la cellule manométrique et la surface de contact du support de circuit, le capteur de pression a de préférence un matériau de protection, couvrant les contacts de connexion et les fils soudés et les entourant. Le matériau de protection est de préférence un gel élastique. Le matériau de protection recouvre en particulier également la surface de contact externe de la cellule manométrique. Pour protéger au mieux les composants du capteur de pression, il est de préférence prévu une enveloppe ou un manchon protecteur sensiblement cylindrique. Le manchon protecteur est relié aux composants du capteur de pression, par exemple par une liaison collée ou plusieurs soudures. Le support de circuit conforme à l'invention est de préférence un support de circuit moulé par injection (MID) et de manière particulièrement préférée, un support de circuit moulé par injection à deux composants, constitué par une ébauche moulée par injection en une première matière plastique métallisable par voie électrolytique, et ensuite d'une deuxième matière plastique injectée non métallisable par voie électrolytique, et les surfaces en saillie de l'ébauche sont alors revêtues d'une surface métallique par un processus électrolytique. Par ailleurs, la cellule manométrique est de préférence hexagonale. Le capteur de pression comprend en outre de manière préférée, une plaque de support horizontale recevant des pastilles de contact pour la connexion à un appareil de commande.
4 Le capteur de pression conforme à l'invention est de préférence utilisé dans des véhicules pour des applications hydrauliques, notamment dans les systèmes de freins. Comme dans les systèmes de freins modernes, il est souvent nécessaire d'implanter plusieurs capteurs de pression ; l'invention permet un gain de place important. L'invention se rapporte donc également à un système de freins équipé d'au moins un tel capteur de pression. Dessins Un exemple de réalisation préféré de l'invention sera décrit de manière détaillée au regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un capteur de pression selon un exemple de réalisation de l'invention, - les figures 2 à 6 sont des vues en perspective, schématiques, du montage d'un capteur de pression conforme à l'invention, et - la figure 7 est une vue de côté schématique d'une opération de connexion sur le capteur de pression. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, le capteur de pression 1 comprend une cellule manométrique 2, ainsi qu'une bride de liaison 3. La bride de liaison 3 comporte un raccord 31 traversé par un canal de fluide 33 par l'intermédiaire duquel arrive le fluide ou l'agent dont on veut mesurer la pression. Le canal de fluide 33 a une zone coudée 34. A l'extrémité de la zone coudée 34, un élément récepteur 32 reçoit la cellule manométrique 2. La bride de liaison 3 est reliée, par l'intermédiaire du raccord 31 à un bloc hydraulique non représenté. Le capteur de pression 1 comprend par ailleurs un support de circuit 4 portant un grand nombre de composants électroniques 5. La cellule manométrique 2 est, selon la figure 2, de forme hexagonale, avec une surface de contact externe 20 sur laquelle sont formés un grand nombre de contacts 22. Dans l'état monté, la surface de contact externe 20 de la cellule manométrique 2 est inclinée d'un angle (a) de 60° par rapport à l'axe central X-X du capteur de pression 1. Notamment selon la figure 4, le support de circuit 4 présente deux surfaces de contact latérales 41, inclinées du même angle par rapport à l'axe central X-X, que la surface de contact externe 20 de la cellule manométrique 2. La cellule manométrique 2 est reliée, par l'intermédiaire de plusieurs fils de liaison soudés 21, aux surfaces de 5 contact 41 du support de circuit 4. Pour une construction particulièrement compacte, le support de circuit 4 présente un évidement 43 en forme de C recevant en partie la cellule manométrique 2. Selon la figure 1, un gel élastique 6 est appliqué sur les fils de liaison soudés 21, comme matériau de protection, protégeant la connexion entre la cellule manométrique 2 et le support de circuit 4. Le support de circuit 4 a, par ailleurs, une plaque de support horizontale 40 près de l'extrémité du support de circuit 4 ; elle est conçue pour recevoir des pastilles de contact 8. A l'extrémité opposée, le support de circuit 4 a deux tenons 42, qui peuvent être insérés, comme le montre la figure 3, dans des trous 35 de configuration correspondante de la bride de liaison 3. Une liaison par collage 9 (voir figures 1 et 4) améliore la bride de liaison 3 et le support de circuit 4.
Le support de circuit 4 a une forme de plaque dont l'axe central M est coaxial avec l'axe central longitudinal X-X du capteur de pression 1. Dans cet exemple de réalisation, le support de circuit 4 n'est équipé de composants que sur une seule face, mais il est toutefois également possible d'équiper le support de circuit 4 sur les deux faces.
Le support de circuit 4 est de préférence réalisé selon la technique de moulage par injection à deux composants (MID). On réalise des pistes électro-conductrices sur une face externe du support de circuit 4, et des composants électroniques 5 avec une colle électro-conductrice. A la place de la technique de moulage par injection à deux composants, le support de circuit 4 peut en principe être fabriqué également selon d'autres techniques de moulage par injection (MID), telles que la structuration directe par laser, des techniques de pressage-estampage à chaud, etc., ou bien sous la forme d'une pièce injectée avec des inserts. Les figures 2 à 6 montrent la succession des phases de montage du capteur de pression 1. Dans une première étape, on fixe la
6 cellule manométrique 2, de préférence par soudage, sur l'élément récepteur 32 à l'extrémité de la zone coudée 34 dans la bride de liaison 3 (voir figure 2). Après fabrication de la base du support de circuit 4, celui-ci est équipé des composants électroniques 5 (figure 3). Ensuite, le support de circuit 4 est inséré, avec ses tenons 42, dans les trous 35 de la bride de liaison 3, et on réalise une liaison de collage 9 entre les deux pièces (voir figure 4). Au cours d'une étape suivante, on effectue la connexion par des fils soudés («bondings») entre les plots de connexion 22 sur la surface de contact externe 20 de la cellule manométrique 2, et io les surfaces de contact 41 du support de circuit 4. Cela permet la réalisation d'une connexion très fiable et de durée de vie élevée. On applique ensuite le gel élastique 6 sur les fils soudés 21, pour avoir une protection supplémentaire des fils soudés ainsi que de la membrane de mesure de la cellule manométrique 2. Au cours d'une dernière étape, les 15 quatre pastilles de contact de connexion 8 sont collées, par exemple à l'aide d'une colle électro-conductrice à l'argent, dans la plaque de support du support de circuit 4, et l'enveloppe ou le manchon protecteur 7 est engagé sur le support de circuit 4 et il est relié à la bride de liaison 3 par un assemblage ajusté pressé. En variante, ou en 20 supplément, le manchon protecteur 7 peut également être fixé à la bride de liaison 3 par des soudures. Le manchon protecteur 7 protège mécaniquement le capteur de pression ; il peut également évacuer des surtensions, par exemple des impulsions de décharge électrostatique (ESD), vers la bride de liaison 3. 25 La figure 7 montre de façon schématique le processus de soudage des fils soudés (encore appelés bondings) utilisant un outil de soudage de fils 10 pour le soudage des fils ; l'outil de soudage de fils 10 est orienté selon un angle (y) d'environ 30° par rapport à l'axe central (X-X) du capteur de pression, et applique les fils soudés 21 pour relier 30 la cellule manométrique 2 au support de circuit 4. Selon la figure 7, l'inclinaison de la surface de contact externe 20 de la cellule manométrique 2 simplifie considérablement le soudage des fils, puisque l'on dispose d'un espace plus important pour l'outil de soudage 10 des fils (bondings). L'outil de soudage 10 peut notamment appliquer les fils 35 de connexion, perpendiculairement à la surface de contact externe 20.
7 Le capteur de pression 1 conforme à l'invention présente ainsi une cellule manométrique à surface de contact externe 20 inclinée permettant une connexion par fils soudés, très fiable et d'une durée de vie élevée, entre la cellule manométrique 2 et le support de circuit 4.
L'invention permet d'utiliser un type de liaison ou de connexion confirmé, tel que les fils soudés (bondings), pour réaliser la connexion. En variante, la connexion peut se faire par un soudage classique ou par brasage. Le capteur de pression conforme à l'invention présente ici un nombre minimal de pièces constitutives, et il est notamment possible, grâce à l'équipement direct en composants, du support de circuit 4, de supprimer la plaque de circuit imprimé utilisée usuellement avec une plaque de support séparée. Le diamètre maximal de la bride de liaison 3 est de préférence de 8 mm. Il est ainsi possible, dans le cas d'installations de freins haut de gamme, d'implanter jusqu'à quatre capteurs de pression. Par ailleurs, grâce à son mode de construction, le support de circuit 4 assure également des fonctions de support mécanique dans le capteur de pression 1, ce qui permet de supprimer des éléments de d'appui et de support séparés, d'une complexité correspondante, dans le capteur de pression.20

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1°) Capteur de pression pour saisir une pression d'un fluide, notamment pour un dispositif de freinage, et comprenant : une bride de liaison (3) ayant un canal de fluide (33) pour communiquer avec le fluide à mesurer, une cellule manométrique (2) à l'extrémité du canal de fluide (33), et un support de circuit (4), caractérisé en ce que la cellule manométrique (2) a une surface de contact externe (20) de branchement et elle est inclinée suivant un angle (a) par rapport à l'axe central (X-X) du capteur de pression. 2°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de circuit (4) a au moins une surface de contact (41) inclinée environ du même angle par rapport à l'axe central (X-X) du capteur de pression que la surface de contact externe (20) de la cellule manométrique (2). 3°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule manométrique (2) est connectée par des fils soudés (21). 4°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la bride de liaison (3), le canal de fluide (33) présente une zone coudée (34). 5°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de circuit (4) a son axe central (M), coaxial avec l'axe central (X-X) du capteur de pression. 59 6°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé par une liaison du type à orifice et tenon (35, 42) entre le support de circuit (4) et la bride de liaison (3). 7°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de circuit (4) a un évidement (43) en forme de C, recevant au moins partiellement la cellule manométrique (2). 10 8°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle (a) entre l'axe central (X-X) du capteur de pression et la surface de contact externe (20) de la cellule manométrique (2), est compris entre 15 50° et 70°, et vaut de manière particulièrement préférée, il est d'environ 60°. 9°) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé par 20 un matériau de protection (6), notamment un gel élastique, par-dessus les fils soudés (21), et notamment par-dessus la surface de contact externe (20) de la cellule manométrique (2). 10°) Capteur de pression selon la revendication 1, 25 caractérisé par une enveloppe ou manchon protecteur (7) pour protéger le capteur de pression. 30
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