FR3035212A1 - Sonde de temperature - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur une sonde (1) de température comprenant une thermistance pourvue d'un élément thermosensible connecté à deux fils de sortie électriquement conducteurs, deux lames métalliques électriquement conductrices présentant des portions d'extrémités proximales connectées par soudure aux fils de sortie respectifs et supportant ledit élément thermosensible à distance desdites portions d'extrémités proximales, et un corps plongeur (5) réalisé dans un matériau plastique surmoulé par injection au moins autour des portions d'extrémités proximales des lames, des fils de sortie et de l'élément thermosensible, ledit corps plongeur présentant une partie d'extrémité (50) surmoulée directement tout autour de l'élément thermosensible, ledit élément thermosensible étant enveloppé uniquement par ledit corps plongeur. La présente invention trouve une application dans le domaine de la mesure de la température d'un fluide en circulation au sein d'un moteur à combustion.

Description

1 La présente invention se rapporte à une sonde de température, ainsi qu'à un procédé de fabrication d'une telle sonde de température. L'invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, dans le domaine de la mesure de la température d'un fluide en circulation au 5 sein d'un moteur à combustion, notamment dans un circuit d'alimentation en carburant, un circuit de refroidissement ou un circuit d'admission d'air. De manière classique, une sonde de température comprend une thermistance pourvue d'un élément thermosensible connecté à deux fils de sortie électriquement conducteurs ; cet élément thermosensible étant du type 10 résistance électrique sensible à la température, généralement entourée d'une couche de revêtement souvent en epoxy ou en verre suivant la technologie de la résistance électrique qui est soit du type CTN (Coefficient de Température Négatif) soit du type CTP (Coefficient de Température Positif). Pour protéger l'élément thermosensible contre les agressions du 15 fluide, il est connu de ne pas mettre l'élément thermosensible directement en contact du fluide, mais de le recouvrir par un fourreau de protection, parfois appelé plongeur ; ce fourreau étant rempli d'une pâte thermique d'enrobage afin d'immobiliser la thermistance et combler les vides entre l'élément thermosensible et la paroi du fourreau. 20 Cependant, l'opération de pose ou coulage de la pâte thermique s'avère fastidieuse et coûteuse. En outre, avec une telle solution, la réduction du temps de réponse n'est pas optimale du fait des surépaisseurs autour et au-dessus de l'élément thermosensible induite par la présence de pâte thermique combinée à l'épaisseur du fourreau, et plus précisément on observe 25 généralement des temps de réponse entre 10 et 11 secondes qui sont jugés comme insatisfaisants par la Demanderesse. La présente invention a pour but de résoudre en tout ou partie les inconvénients précités, et en particulier proposer une sonde de température offrant des temps de réponse réduits, inférieurs à 10 secondes. 30 A cet effet, elle propose une sonde de température comprenant une thermistance pourvue d'un élément thermosensible connecté à deux fils de sortie électriquement conducteurs, ladite sonde étant remarquable en ce qu'elle comprend deux lames métalliques électriquement conductrices présentant des portions d'extrémités proximales connectées par soudure aux 35 fils de sortie respectifs et supportant l'élément thermosensible à distance des portions d'extrémités proximales, et en ce qu'elle comprend en outre un corps 3035212 2 plongeur réalisé dans un matériau plastique surmoulé par injection au moins autour des portions d'extrémités proximales des lames, des fils de sortie et de l'élément thermosensible, ce corps plongeur présentant une partie d'extrémité surmoulée directement tout autour de l'élément thermosensible, ledit élément thermosensible étant enveloppé uniquement par ledit corps plongeur. Ainsi, en maintenant l'élément thermosensible à distance des lames, cet élément thermosensible se présente dégagé de tout élément externe tout autour de lui, à l'exception des deux seuls fils de sortie, et le corps plongeur vient enrober par surmoulage cet élément thermosensible sur tout son pourtour (au niveau de son extrémité, sur sa périphérie et entre les fils de sortie qui sortent de l'élément thermosensible). Au final, dans la sonde, seul le corps plongeur surmoulé protège l'élément thermosensible, sans l'usage d'une pâte thermique et d'un fourreau supplémentaire. En outre, la connexion par soudure entre les fils de sortie et les lames métalliques est prévue pour obtenir des connexions résistantes, à la fois en température et en pression, aux conditions d'injection à l'intérieur d'un moule pour former le corps plongeur. Grâce à l'invention, il est donc aisé de réduire le temps de réponse en optimisant l'épaisseur de la partie d'extrémité du corps plongeur. Avantageusement, la partie d'extrémité du corps plongeur présente 20 une épaisseur maximale de surmoulage comprise entre 0,2 et 1,5 millimètre, et notamment entre 0,4 et 1,0 millimètre. Autrement dit, l'épaisseur de surmoulage autour de l'élément thermosensible ne dépassera pas cette épaisseur maximale, offrant ainsi un temps de réponse particulièrement réduit comparativement aux temps de 25 réponse classiquement observés, et notamment un temps de réponse inférieur à 10 secondes, en particulier de l'ordre de 5 à 7 secondes. Selon une caractéristique, le corps plongeur présente deux parties d'enveloppement prolongeant la partie d'extrémité et surmoulées au moins partiellement autour des fils de sortie respectifs, ledit corps plongeur présentant 30 une fente centrale traversante s'étendant entre lesdites parties d'enveloppement. De cette manière, grâce à cette conformation du corps plongeur avec une fente centrale, le fluide vient remplir la fente centrale et passe donc au-dessus de l'élément thermosensible, augmentant ainsi encore la sensibilité 35 de la mesure de la température du fluide par l'élément thermosensible et réduisant donc à nouveau le temps de réponse. 3035212 3 Selon une autre caractéristique, les deux lames présentent des portions d'extrémités distales prévues pour être connectées à un appareil de mesure et des portions intermédiaires s'étendant entre les portions d'extrémités proximales et distales, et la sonde comprend en outre un corps de 5 liaison réalisé dans un matériau plastique surmoulé par injection au moins partiellement autour des portions intermédiaires des lames, les portions d'extrémités distales n'étant pas surmoulées par ledit corps de liaison et laissées libres pour permettre la connexion avec l'appareil de mesure. Ainsi, un second corps, à savoir le corps de liaison, vient assurer la 10 protection de la sonde en partie haute, avec également la fonction d'assurer la fixation sur un support et le câblage de l'appareil de mesure sur les portions d'extrémités distales des lames. En outre, ce corps de liaison permet de maintenir en place les deux lames avant le surmoulage par le corps plongeur. Dans un premier mode de réalisation, le corps plongeur et le corps 15 de liaison sont deux corps distincts réalisés par bi-injection, et le corps plongeur présente une partie de recouvrement qui surmoule en partie le corps de liaison, le surmoulage dudit corps plongeur étant réalisé après le surmoulage dudit corps de liaison. Ainsi, le corps de liaison est réalisé en premier, puis le corps 20 plongeur est réalisé en second, avantageusement selon un procédé de biinjection de deux matières plastiques au sein d'un moule d'injection. De manière avantageuse, la partie de recouvrement est située au moins en partie au-dessus d'au moins une gorge de joint ménagée sur le corps plongeur, la ou chaque gorge de joint étant prévue pour recevoir un joint 25 d'étanchéité torique. De cette manière, la partie de recouvrement entre les deux corps est réalisée de manière à éviter tout problème de fuite ; le joint torique étant localisé en amont de la partie de recouvrement de manière à éviter tout risque de pénétration du fluide en circulation, à la jonction entre les deux matériaux 30 injectés. Pour des contraintes fonctionnelles, il peut parfois être justifié d'avoir recours à deux joints, donc deux gorges de joint, pour garantir l'étanchéité et la durabilité de la liaison de la sonde avec son réceptacle. Dans un mode de réalisation particulier, le matériau plastique du corps plongeur est différent du matériau plastique du corps de liaison. 35 En effet, les exigences ne sont pas les mêmes pour les deux corps, corps plongeur et corps de liaison, car le corps plongeur a principalement pour 3035212 4 fonction de protéger l'élément thermosensible tout en offrant une conductivité thermique élevé pour une mesure optimale, tandis que le corps de liaison a principalement pour fonction d'assurer l'ancrage de la sonde sur un support. Selon une possibilité de l'invention, le matériau plastique du corps 5 plongeur présente une conductivité thermique supérieure à celle du matériau plastique du corps de liaison. Dans un second mode de réalisation, le corps plongeur et le corps de liaison sont réalisés d'un seul tenant dans le même matériau plastique par mono-injection. 10 Ainsi, le corps de liaison et le corps plongeur sont réalisés ensemble selon un procédé de mono-injection d'une même matière plastique au sein d'un moule d'injection. Selon une autre possibilité de l'invention, les fils de sortie de la thermistance sont connectés par soudure électrique ou à ultrasons directement 15 sur les lames. La soudure électrique ou à ultrasons est particulièrement avantageuse pour résister aux conditions de température et de pression lors d'une injection de matière(s) plastique(s) à l'intérieur d'un moule. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication 20 d'une sonde conforme à l'invention, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'une thermistance pourvue d'un élément thermosensible connecté à deux fils de sortie électriquement conducteurs, - fourniture de deux lames métalliques électriquement conductrices présentant des portions d'extrémités proximales ; 25 - connexion par soudure des fils de sortie de la thermistance aux portions d'extrémités proximales des lames respectives ; - réalisation d'un corps plongeur par le surmoulage par injection dans un moule, dans un premier matériau plastique, au moins autour des portions d'extrémités proximales des lames, des fils de sortie et de l'élément 30 thermosensible, de sorte que ledit corps plongeur présente une partie d'extrémité surmoulée directement tout autour de l'élément thermosensible, et que ledit élément thermosensible est enveloppé uniquement par ledit corps plongeur. Ainsi, en situation, l'élément thermosensible n'est nulle part en 35 contact avec le fluide véhiculé dont la sonde mesure la température. 3035212 5 Dans une première réalisation avec bi-injection, les deux lames sont initialement réunies par un élément transversal de liaison, et le procédé comprend les étapes suivantes : - connexion par soudure des fils de sortie de la thermistance aux portions 5 d'extrémités proximales des lames respectives qui s'étendent sous l'élément transversal, ledit élément transversal reliant les deux lames pendant cette connexion des fils de sortie ; - avant la réalisation par surmoulage du corps plongeur, réalisation d'un corps de liaison par le surmoulage par injection dans le moule, dans un matériau 10 plastique, autour des parties des lames qui s'étendent au-dessus de l'élément transversal, lesdites lames présentant des portions d'extrémités distales non surmoulées par ledit corps de liaison et laissées libres pour permettre la connexion avec un appareil de mesure, l'élément transversal n'étant pas surmoulé et reliant les deux lames pendant ce surmoulage par le corps de 15 liaison ; - réalisation du corps plongeur par le surmoulage partiel du corps de liaison, des parties des lames non surmoulées par le corps de liaison, des fils de sortie et de la thermistance. Ainsi, l'élément transversal va permettre de maintenir écarté les 20 deux lames lors de la connexion des fils de sortie puis lors de la réalisation du corps de liaison. Selon une possibilité, avant l'étape de réalisation du corps plongeur et après l'étape de réalisation du corps de liaison, le procédé comprend une étape de retrait de l'élément transversal entre les deux lames. 25 Si cet élément transversal est réalisé en matériau électriquement conducteur, et si plus spécifiquement cet élément transversal est un élément métallique venant de matière avec les deux lames pour former une seule pièce métallique, alors cet élément transversal sera retiré (pour éviter un court-circuit en utilisation) avant la réalisation du corps plongeur, car le corps de liaison a 30 pris le relais pour maintenir écartées les deux lames. Dans une seconde réalisation, les deux lames sont initialement réunies par une pièce de soutien réalisée en matériau isolant électriquement, ladite pièce de soutien maintenant écartées et en place les deux lames à l'intérieur du moule. 35 Cette pièce de soutien forme ainsi une pièce de liaison rapportée entre les deux lames et réalisée en matériau électriquement isolant. 3035212 6 Dans le cas d'une bi-injection, on pourra envisager pour cette pièce de soutien, notamment, d'utiliser un matériau qui fond en tout ou partie pendant l'injection. Ainsi, dans le cas d'une bi-injection, pendant l'étape de moulage du corps plongeur, la pièce de soutien entre, tout ou partie, en fusion. 5 Dans le cas d'une mono-injection, il est nécessaire que cette pièce de soutien assure un maintien permanent pendant l'injection et alors on envisagera pour cette pièce de soutien d'employer un matériau suffisamment résistant pour supporter les conditions d'injection dans le moule, et la pièce de soutien peut être laissée en place. 10 Ainsi, dans le cas d'une mono-injection, le procédé comprend les étapes suivantes : - connexion par soudure des fils de sortie de la thermistance aux portions d'extrémités proximales des lames respectives qui s'étendent sous la pièce de soutien ; 15 - réalisation par surmoulage du corps plongeur et d'un corps de liaison selon un procédé de mono-injection d'une matière plastique à l'intérieur d'un moule d'injection, ledit corps de liaison étant surmoulé autour de la pièce de soutien et des parties des lames qui s'étendent au-dessus des fils de sortie, lesdites lames présentant des portions d'extrémités distales non surmoulées par ledit corps de liaison et laissées libres pour permettre la connexion avec un appareil de mesure, de sorte que le corps plongeur et le corps de liaison sont réalisés d'un seul tenant dans le même matériau plastique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, de deux exemples 25 de mise en oeuvre non limitatifs, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - les figures la à le sont des vues schématiques en perspectives de la sonde de température à différentes étapes de sa fabrication selon un premier procédé de fabrication ; et 30 - les figures 2a à 2c sont des vues schématiques en perspectives de la sonde de température à différentes étapes de sa fabrication selon un second procédé de fabrication. En référence aux figures la à 1 e, selon un premier procédé de fabrication d'une sonde 1 conforme à l'invention mettant en oeuvre un 35 surmoulage selon un procédé de bi-injection, les étapes suivantes sont décrites ci-après ; la sonde 1 finale étant visible sur la figure 1 e. 3035212 7 Dans une première étape visible sur la figure 1a, on fournit une pièce conductrice 2 en matériau électriquement conducteur, et en particulier en métal, réalisée d'un seul tenant et présentant deux lames 21 reliées transversalement par un élément transversal 22 formant un pont entre les deux 5 lames 21. Ainsi, la pièce conductrice 2 présente une forme générale en « H ». Chaque lame 21 présente une portion d'extrémité proximale 210 et une portion d'extrémité distale 211 opposées, ainsi qu'une portion intermédiaire 212 s'étendant entre les portions d'extrémités proximale 210 et distale 211. De manière optionnelle, chaque lame 21 présente une courbure à 90°, de sorte 10 que les portions d'extrémités distales 211 sont inclinées à 90° par rapport aux portions d'extrémités proximales 210. L'élément transversal 22 est situé sur les portions intermédiaires 212 des lames 21, plus proche des portions d'extrémités proximales 210 que des portions d'extrémités distales 211. 15 L'élément transversal 22 permet de maintenir parallèles les deux lames 21 à distance l'une de l'autre. Dans une deuxième étape visible sur la figure 1 b, on place la pièce conductrice dans un moule d'injection (non illustré), et on réalise un corps de liaison 3 par le surmoulage, dans un matériau plastique appelé second 20 matériau plastique, autour des parties des lames 21 qui s'étendent au-dessus de l'élément transversal 22, autrement dit autour des parties des portions intermédiaires 212 des lames 21 qui se situent entre l'élément transversal 22 et les portions d'extrémités distales 211. Ce premier surmoulage s'opère dans le moule d'injection.
Lors de cette deuxième étape, les portions d'extrémités distales 211 ne sont pas surmoulées par le corps de liaison 3 et sont laissées libres pour permettre la connexion avec un appareil de mesure (non illustré). Le corps de liaison 3 présente une interface supérieure 30 pourvu d'un fond 300 duquel font saillie les portions d'extrémités distales 211 et d'une paroi périphérique 301 entourant ces portions d'extrémités distales 211. Ainsi, cette interface supérieure 30 et les portions d'extrémités distales 211 à nues forment une prise de connexion mâle adaptée pour coopérer une prise de connexion femelle de forme complémentaire, pour une connexion avec un appareil de mesure externe.
Le corps de liaison 3 présente un manchon inférieur 31 qui enveloppe partiellement les portions intermédiaires 212 des lames 21, au- 3035212 8 dessus de l'élément transversal 22. Lors de cette deuxième étape, l'élément transversal 22 n'est pas non plus surmoulé par le corps de liaison 3 et reste à nu, en place pour relier les deux lames 21 pendant ce surmoulage par le corps de liaison 3.
5 Le corps de liaison 3 présente une partie d'ancrage 32, située entre l'interface supérieure 30 et le manchon inférieur 31, et qui sert à la fixation ou l'ancrage de la sonde 1 sur un support (non illustré). A cet effet, cette partie d'ancrage 32 présente des éléments de fixation, notamment par encliquetage ou vissage, prévus pour coopérer avec des éléments de fixation 10 complémentaire portés par le support. Dans une troisième étape visible sur la figure 1 c, on retire l'élément transversal 22, notamment en le sectionnant, sciant, ou découpant, et on connecte les deux fils de sortie 41 d'une thermistance 4 sur les portions d'extrémités proximales 210 respectives des lames 21.
15 La thermistance 4 est pourvue d'un élément thermosensible 40 connecté à deux fils de sortie 41 électriquement conducteurs. Cet élément thermosensible 40 est du type résistance électrique sensible à la température, du type CTN (Coefficient de Température Négatif) soit du type CTP (Coefficient de Température Positif), et cette résistance électrique est entourée d'une 20 couche de revêtement, par exemple en époxy ou en verre. Les fils de sortie 41 de la thermistance 4 sont connectés par soudure électrique ou à ultrasons directement sur les lames 21, au moyen de deux points de soudure électrique ou à ultrasons, avec un point de soudure par fil de sortie 41.
25 Ainsi, les lames 21 supportent les fils de sortie 41 et donc l'élément thermosensible 40 qui se retrouve à distance, porté en porte-à-faux, des portions d'extrémités proximales 210. Dans une quatrième étape visible sur la figure 1d, on réalise un corps plongeur 5 par le surmoulage, dans un matériau plastique appelé 30 premier matériau plastique, autour des portions d'extrémités proximales 21 des lames 2, des fils de sortie 41 et de l'élément thermosensible 40. A l'issue de cette quatrième étape, les lames 21 sont complètement surmoulées par le corps plongeur 5 et par le corps de liaison 3, à l'exception des portions d'extrémités distales 211 des lames 21 qui restent à nu pour une connexion 35 électrique avec l'appareil de mesure externe. Ce deuxième surmoulage s'opère 3035212 9 avantageusement dans le même moule d'injection que celui employé dans le premier surmoulage avec le corps de liaison 3. Le corps plongeur 5 présente une partie d'extrémité 50 surmoulée directement tout autour de l'élément thermosensible 40, qui enveloppe 5 l'élément thermosensible 40 sur le dessous, sur son pourtour ou sa périphérie et sur le dessus. Seul le corps plongeur 5 enveloppe l'élément thermosensible 40. Cette partie d'extrémité 50 présente une épaisseur maximale de surmoulage comprise entre 0,2 et 1,5 millimètre, et de préférence entre 0,4 et 1,0 millimètre. A titre d'exemple, Cette partie d'extrémité 50 présente une 10 épaisseur maximale entre 0,5 et 0,8 millimètre. Cette partie d'extrémité 50 présente une forme générale sensiblement hémisphérique, afin d'épouser au plus près l'élément thermosensible 40. Le corps plongeur 5 présente également deux parties d'enveloppement 51 prolongeant la partie d'extrémité 50 et surmoulées au 15 moins partiellement autour des deux fils de sortie 41 respectifs ; une fente centrale 52 traversante s'étendant entre ces deux parties d'enveloppement 51, au-dessus de la partie d'extrémité 50. Le corps plongeur 5 présente aussi une partie de recouvrement 53 en forme de manchon, qui surmoule en partie le corps de liaison 3, et plus 20 spécifiquement qui surmoule le manchon inférieur 31 du corps de liaison 3. Cette partie de recouvrement 53 est situé au-dessus d'une gorge périphérique 54, appelée gorge de joint. Dans une cinquième étape visible sur la figure 1 e, on dispose un joint torique 6 à l'intérieur de la gorge périphérique 54.
25 La suite de la description porte sur une variante du premier procédé décrit ci-dessus, mettant également en oeuvre un surmoulage selon un procédé de bi-injection ; seul l'ordre des étapes étant différent. La première étape est identique à la première étape du premier procédé décrite en référence à la figure 1 a, et consiste donc à fournir la pièce 30 conductrice 2 déjà décrite. Dans une deuxième étape, on connecte les deux fils de sortie 41 de la thermistance 4 sur les portions d'extrémités proximales 210 respectives des lames 21. Cette étape de connexion a été décrite ci-dessus, en rappelant que les fils de sortie 41 de la thermistance 4 sont connectés par soudure 35 électrique ou à ultrasons directement sur les lames 21. Ainsi, les lames 21 supportent les fils de sortie 41 et donc l'élément thermosensible 40 qui se 3035212 10 retrouve à distance, porté en porte-à-faux, des portions d'extrémités proximales 210. La troisième étape est identique à la deuxième étape du premier procédé décrite en référence à la figure 1 b, et consiste donc à réaliser par 5 surmoulage le corps de liaison 3 déjà décrit. Dans une quatrième étape, on retire l'élément transversal 22, comme déjà décrit ci-dessus. La cinquième étape est identique à la quatrième étape du premier procédé décrite en référence à la figure 1 d, et consiste donc à réaliser par 10 surmoulage le corps plongeur 5 déjà décrit. La sixième étape est identique à la cinquième étape du premier procédé décrite en référence à la figure 1 e, et consiste donc à disposer le joint torique 6. La sonde 1 obtenue avec le premier procédé est identique à celle 15 obtenue avec sa variante. En référence aux figures 2a à 2c, selon un second procédé de fabrication d'une sonde 1 conforme à l'invention mettant en oeuvre un surmoulage selon un procédé de mono-injection, les étapes suivantes sont décrites ci-après ; la sonde 1 finale étant visible sur les figures 2b et 2c. La 20 figure 2a illustre la sonde lors de l'injection (le moule n'étant pas visible), et les figures 2b et 2c illustre la sonde à la fin de l'injection. Sur la figure 2c, le surmoulage est représenté en transparence afin de visualiser l'intérieur de la sonde, et en particulier la thermistance 4 et les lames 21. Le second procédé se distingue essentiellement du premier 25 procédé par le fait que le corps plongeur 5 et le corps de liaison 3 sont réalisés d'un seul tenant dans le même matériau plastique selon un procédé de mono-injection dans un moule. Les mêmes références numériques seront employées pour décrire ce second procédé et les éléments constitutifs de la sonde 1 obtenue par ce second procédé.
30 Dans une première étape, on fournit deux lames 21 en matériau électriquement conducteur, et en particulier en métal. Ces lames 21 sont identiques à celles décrites ci-dessus pour le premier procédé. Les lames 21 ne sont pas ici reliées par un élément transversal 22 métallique. Dans une deuxième étape, on connecte les deux fils de sortie 41 35 d'une thermistance 4 sur les portions d'extrémités proximales 210 respectives des lames 21. Cette étape est identique à celle décrite ci-dessus pour le 3035212 11 premier procédé, en rappelant que les fils de sortie 41 de la thermistance 4 sont connectés par soudure électrique ou à ultrasons directement sur les lames 21. Dans une troisième étape optionnelle, on monte les deux lames 21 5 sur une pièce de soutien 7 (visible par transparence sur la figure 2c) réalisée en matériau isolant électriquement, notamment en matière plastique. A ce titre, la pièce de soutien 7 peut présenter deux fentes de réception des lames 21. Cette pièce de soutien 7 a pour objet de maintenir écartées et en place les deux lames 21 à l'intérieur du moule d'injection. La pièce de soutien 7 est 10 placée de préférence sur les portions intermédiaires 212 des lames 21, au-dessus des points de soudure. Les deuxième et troisième étapes peuvent être inversées. Dans une quatrième étape, on place à l'intérieur d'un moule d'injection les deux lames 21 soutenues par la pièce de soutien 7 et soudées 15 aux fils de sortie 41 de la thermistance 4. Dans une cinquième étape, on place des broches escamotables 8 (visibles sur la figure 2a) qui viennent tenir les portions d'extrémités proximales 210 des lames 21 pour les protéger lors du surmoulage par injection dans le moule, et en particulier pour éviter une rupture des points de soudure.
20 Optionnellement, ces broches 8 peuvent servir aussi à maintenir la thermistance 4 et/ou ses fils de sortie 41. Les broches 8 contribuent à maintenir l'ensemble en place de manière à maîtriser l'épaisseur de matière plastique recouvrant la thermistance 4, les fils de sortie 41 et les lames 21, qui ne doit être ni trop importante pour ne pas pénaliser le temps de réponse de la sonde, 25 ni trop faible pour garantir sa robustesse dans le temps. Ces broches 8 sont escamotables dans la mesure où elles sont mobiles entre une position déployée dans laquelle les broches 8 tiennent les portions d'extrémités proximales 210 des lames 21, et une position rétractée dans laquelle les broches 8 sont éloignées des lames 21 pour laisser la place 30 au matériau plastique qui vient surmouler les lames 21. Dans une sixième étape, on réalise un corps plongeur 5 et le corps de liaison 3 par le surmoulage, dans un matériau plastique, des portions intermédiaires 212 des lames 21, des portions d'extrémités proximales 21 des lames 2, des fils de sortie 41 et de l'élément thermosensible 40. Le corps 35 plongeur 5 et le corps de liaison 3 sont identiques à ceux de la sonde 1 obtenue selon le premier procédé, et déjà décrits, à la différence que cette fois 3035212 12 le corps plongeur 5 et le corps de liaison 3 sont réalisés d'un seul tenant dans le même matériau plastique, et avantageusement en une seule séquence d'injection. Lors de cette sixième étape, les broches 8 sont rétractées à un 5 moment judicieusement choisi pour que la matière plastique ne se fige pas autour des broches 8, l'injection de la matière plastique commençant de préférence au niveau du corps de liaison 3 pour se terminer au niveau de la partie d'extrémité 50 du corps plongeur 5. La sonde 1 obtenue selon le premier procédé ou selon le second 10 procédé présente plusieurs avantages. Aucune pâte thermique n'est employée pour protéger l'élément thermosensible 40, seul le corps plongeur 5 assurant cette fonction de protection, avec une épaisseur réduite qui garantit un temps de réponse réduit, inférieur à 10 secondes.
15 Une soudure électrique ou à ultrasons est particulièrement avantageuse car elle permet d'avoir des points de soudure qui résistent aux températures et aux pressions d'injection du matériau plastique lors de la réalisation du corps plongeur 5 par surmoulage. Par ailleurs, il est avantageux d'employer un élément 20 thermosensible dont la résistance électrique est entourée d'une couche de revêtement en verre, plutôt qu'en époxy. En effet, le verre présente une tenue en température supérieure à l'époxy, ce qui est avantageux pour résister aux températures d'injection du matériau plastique. Les autres matériaux de la thermistance seront également sélectionnés de façon à résister aux 25 températures et aux pressions d'injection. A titre d'exemple, pour les soudures internes à la thermistance, il peut être avantageux d'employer des soudures au plomb dont le point de fusion se situe à 327.5 °C. Dans le cas particulier du premier procédé, grâce à l'élément transversal 22, les deux lames 21 sont tenues en place dans le moule, pendant 30 la réalisation du corps de liaison 3 par surmoulage avec le second matériau plastique, puis cet élément transversal 22 est rompu directement dans le moule avant la réalisation du corps plongeur 5 par surmoulage avec le premier matériau plastique. Il est préférable que le matériau plastique employé pour le corps 35 plongeur 3 présente une bonne conductivité thermique, typiquement supérieure 3035212 13 ou égale à 1 W/m.°K, et notamment comprise entre 1 et 3 W/m.°K, afin d'offrir un temps de réponse réduit. Dans le cas particulier du premier procédé, il est envisageable par contre que le second matériau plastique présente une faible conductivité 5 thermique, typiquement inférieure à 1 W/m.°K. Il est également important que les premier et second matériaux plastiques présentent une faible conductivité électrique, voire soient des matériaux isolants électriquement, pour éviter de court-circuiter les deux lames 21, comme par exemple en ayant une résistivité volumique supérieure à 106 10 ohm.cm. En effet, les premier et second matériaux plastiques vont, lors des étapes de surmoulage, s'insérer et combler les vides entre les lames 21. Concernant les matériaux plastiques employés, ces derniers peuvent être du type thermoplastique, comme par exemple un matériau polyamide ou polybutylène téréphthalate, ou du type élastomère ou silicone.
15 Ces matériaux plastiques peuvent être chargés ou non avec des charges conductrices thermiquement, notamment en verre ou en céramique. Il est par ailleurs envisageable de prévoir un traitement post-surmoulage appliqué sur la surface du corps plongeur 5, comme par exemple un revêtement NiCu ou céramique, pour augmenter la conductivité thermique 20 et ainsi diminuer le temps de réponse de la sonde 1. Grâce à l'invention, le nombre de composants de la sonde 1 est réduit à trois, avec un ensemble électriquement conducteur formé des deux lames 21, une thermistance 4 et un ensemble de protection formé des deux corps 3, 5 surmoulés en deux temps à partir du même moule. En outre, le 25 procédé de fabrication se passe d'une étape de dépose d'une pâte thermique parfois utilisée afin de remplir un doigt de gant dans lequel est logé la thermistance pour réduire le temps de réponse de la sonde, réduisant ainsi la durée , la complexité du procédé de fabrication et les risques de pollution. 30

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Sonde (1) de température, notamment pour la mesure de la température d'un fluide en circulation au sein d'un moteur à combustion, ladite sonde (1) comprenant une thermistance (4) pourvue d'un élément thermosensible (40) connecté à deux fils de sortie (41) électriquement conducteurs, ladite sonde (1) étant caractérisée en ce qu'elle comprend deux lames (21) métalliques électriquement conductrices présentant des portions d'extrémités proximales (210) connectées par soudure aux fils de sortie (41) respectifs et supportant ledit élément thermosensible (40) à distance desdites portions d'extrémités proximales (210), et en ce qu'elle comprend en outre un corps plongeur (5) réalisé dans un matériau plastique surmoulé par injection au moins autour des portions d'extrémités proximales (210) des lames (21), des fils de sortie (41) et de l'élément thermosensible (40), ledit corps plongeur (5) présentant une partie d'extrémité (50) surmoulée directement tout autour de l'élément thermosensible (40), ledit élément thermosensible (40) étant enveloppé uniquement par ledit corps plongeur (5).
  2. 2. Sonde (1) selon la revendication 1, dans laquelle la partie d'extrémité (50) du corps plongeur (5) présente une épaisseur maximale de surmoulage comprise entre 0,2 et 1,5 millimètre, et notamment entre 0,4 et 1,0 millimètre.
  3. 3. Sonde (1) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le matériau plastique du corps plongeur (5) présente une conductivité thermique supérieure ou égal à 1 W/m.°K, et notamment comprise entre 1 et 3 W/m.°K.
  4. 4. Sonde (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps plongeur (5) présente deux parties d'enveloppement (51) prolongeant la partie d'extrémité (50) et surmoulées au moins partiellement autour des fils de sortie (41) respectifs, ledit corps plongeur (5) présentant une fente centrale (52) traversante s'étendant entre lesdites parties d'enveloppement (51). 3035212 15
  5. 5. Sonde (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les deux lames (21) présentent des portions d'extrémités distales (211) prévues pour être connectées à un appareil de mesure et des portions intermédiaires (212) s'étendant entre les portions d'extrémités 5 proximales (210) et distales (211), et la sonde (1) comprend en outre un corps de liaison (3) réalisé dans un matériau plastique surmoulé par injection au moins partiellement autour des portions intermédiaires (212) des lames (21), les portions d'extrémités distales (211) n'étant pas surmoulées par ledit corps de liaison (3) et laissées libres pour permettre la connexion 10 avec l'appareil de mesure.
  6. 6. Sonde (1) selon la revendication 5, dans laquelle le corps plongeur (5) et le corps de liaison (3) sont deux corps distincts réalisés par biinjection, et le corps plongeur (5) présente une partie de recouvrement (53) 15 qui surmoule en partie le corps de liaison (3), le surmoulage par ledit corps plongeur (5) étant réalisé après le surmoulage par ledit corps de liaison (3).
  7. 7. Sonde (1) selon la revendication 6, dans laquelle la partie de recouvrement (53) est située au moins en partie au-dessus d'au moins une 20 gorge de joint (54) ménagée sur le corps plongeur (5), la ou chaque gorge de joint (54) étant prévue pour recevoir un joint d'étanchéité torique (6).
  8. 8. Sonde (1) selon les revendications 6 ou 7, dans laquelle le matériau plastique du corps plongeur (5) est différent du matériau plastique du corps 25 de liaison (3).
  9. 9. Sonde (1) selon la revendication 8, dans laquelle le matériau plastique du corps plongeur (5) présente une conductivité thermique supérieure à celle du matériau plastique du corps de liaison (3). 30
  10. 10. Sonde (1) selon la revendication 5, dans laquelle le corps plongeur (5) et le corps de liaison (3) sont réalisés d'un seul tenant dans le même matériau plastique par mono-injection. 3035212 16
  11. 11. Sonde (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les fils de sortie (41) de la thermistance (4) sont connectés par soudure électrique ou à ultrasons directement sur les lames (21). 5
  12. 12. Procédé de fabrication d'une sonde (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'une thermistance (4) pourvue d'un élément thermosensible (40) connecté à deux fils de sortie (41) électriquement conducteurs, - fourniture de deux lames (21) métalliques électriquement conductrices 10 présentant des portions d'extrémités proximales (210) ; - connexion par soudure des fils de sortie (41) de la thermistance (4) aux portions d'extrémités proximales (210) des lames (21) respectives ; - réalisation d'un corps plongeur (5) par le surmoulage par injection dans un moule, dans un matériau plastique, au moins autour des portions 15 d'extrémités proximales (210) des lames (21), des fils de sortie (41) et de l'élément thermosensible (40), de sorte que ledit corps plongeur (5) présente une partie d'extrémité (50) surmoulée directement tout autour de l'élément thermosensible (40), et que ledit élément thermosensible (40) est enveloppé uniquement par ledit corps plongeur (5). 20
  13. 13. Procédé de fabrication selon la revendication 12, dans lequel les deux lames (21) sont initialement réunies par un élément transversal (22) de liaison, et le procédé comprend les étapes suivantes : - connexion par soudure des fils de sortie (41) de la thermistance (4) aux 25 portions d'extrémités proximales (210) des lames (21) respectives qui s'étendent sous l'élément transversal (22), ledit élément transversal (22) reliant les deux lames (21) pendant cette connexion des fils de sortie (41) ; - avant la réalisation par surmoulage du corps plongeur (5), réalisation d'un corps de liaison (3) par le surmoulage par injection dans le moule, dans un 30 matériau plastique, autour des parties des lames (21) qui s'étendent au- dessus de l'élément transversal (22), lesdites lames (21) présentant des portions d'extrémités distales (211) non surmoulées par ledit corps de liaison (3) et laissées libres pour permettre la connexion avec un appareil de mesure, l'élément transversal (22) n'étant pas surmoulé et reliant les deux 35 lames (21) pendant ce surmoulage par le corps de liaison (3) ; 3 0 3 5 2 12 17 - réalisation du corps plongeur (5) par le surmoulage partiel du corps de liaison (3), des parties des lames (21) non surmoulées par le corps de liaison (3), des fils de sortie (41) et de la thermistance (4). 5
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel, avant l'étape de réalisation du corps plongeur (5) et après l'étape de réalisation du corps de liaison (3), le procédé comprend une étape de retrait, de l'élément transversal (22) entre les deux lames (21). 10
  15. 15. Procédé selon la revendication 12, dans lequel les deux lames (21) sont initialement supportées par une pièce de soutien (7) réalisée en matériau isolant électriquement, ladite pièce de soutien (7) maintenant écartées et en place les deux lames (21) à l'intérieur du moule. 15
  16. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel, pendant l'étape de moulage du corps plongeur (5), la pièce de soutien (7) entre, tout ou partie, en fusion.
  17. 17. Procédé de fabrication selon la revendication 15, dans lequel le 20 procédé comprend les étapes suivantes : - connexion par soudure des fils de sortie (41) de la thermistance (4) aux portions d'extrémités proximales (210) des lames (21) respectives qui s'étendent sous la pièce de soutien (7) ; - réalisation par surmoulage du corps plongeur (5) et d'un corps de liaison 25 (3) selon un procédé de mono-injection d'une matière plastique à l'intérieur d'un moule d'injection, ledit corps de liaison (3) étant surmoulé autour de la pièce de soutien (7) et des parties des lames (21) qui s'étendent au-dessus des fils de sortie (41), lesdites lames (21) présentant des portions d'extrémités distales (211) non surmoulées par ledit corps de liaison (3) et 30 laissées libres pour permettre la connexion avec un appareil de mesure, de sorte que le corps plongeur (5) et le corps de liaison (3) sont réalisés d'un seul tenant dans le même matériau plastique. 35
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