WO2018142081A1 - Capteur de temperature avec joint d'etancheite elastomere - Google Patents

Capteur de temperature avec joint d'etancheite elastomere Download PDF

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WO2018142081A1
WO2018142081A1 PCT/FR2018/050245 FR2018050245W WO2018142081A1 WO 2018142081 A1 WO2018142081 A1 WO 2018142081A1 FR 2018050245 W FR2018050245 W FR 2018050245W WO 2018142081 A1 WO2018142081 A1 WO 2018142081A1
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WO
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temperature sensor
fastening means
vehicle
seal
end portion
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/050245
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Inventor
Gabriel KOPP
Jean Sannier
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Sc2N
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2205/00—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle
    • G01K2205/04—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle for measuring exhaust gas temperature

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensor, especially for measuring temperatures between -40 ° C and 300 ° C.
  • the invention applies in particular to temperature sensors adapted for measuring the temperature of the exhaust gases of motor vehicles.
  • temperature sensors are used in particular in exhaust gas recirculation systems EGR ("Exhaust Gas Recirculation") low pressure and in supercharging circuits downstream of a compressor.
  • EGR exhaust Gas Recirculation
  • These sensors generally comprise a temperature sensitive element, such as a thermistor, connected to the outside to an electrical / electronic circuit for operating a measurement signal via electrical wires.
  • a temperature sensitive element such as a thermistor
  • Such a temperature sensor of the prior art comprises at one end a thermistor housed in a protective envelope.
  • the electrical wires in contact with this thermistor run along the protective envelope to be accessible outside thereof and to provide electrical information representative of the resistance of the thermistor and therefore the temperature measured.
  • the electrical wires are connected, for example by means of an electrical connection piece in the form of a terminal or a folded part as described in the patent FR2983648 for example, to an electrical connector, it - even connected to the electrical / electronic circuit.
  • the protective casing surrounds the electrical wires from the thermistor to a fixing means comprising a threaded portion at one of its ends for screwing into a threaded orifice provided in a wall of a vehicle engine element. .
  • the fixing means is connected to the electrical connector at another of its ends.
  • This temperature sensor is subjected to a relatively harsh environment because of its position in the vehicle engine.
  • the senor When used downstream of a compressor, the sensor is subjected to supercharging conditions including pressure pulses and a temperature of up to about 160 ° C in general, or up to 230 ° C in cases extremes.
  • this temperature sensor When this temperature sensor is used downstream of the low pressure EGR circuit and in the vicinity of the inlet cooler, it is subjected to the products of complete combustion (C0 2 ) or partial combustion (CO and HC) and to the chemical elements present in the exhaust line such as urea; ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) which combine with air and ambient humidity to condense into acids or bases.
  • C0 2 complete combustion
  • CO and HC partial combustion
  • chemical elements present in the exhaust line such as urea; ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) which combine with air and ambient humidity to condense into acids or bases.
  • urea ammonia
  • HNCO isocyanic acid
  • the temperature can reach 300 ° C.
  • the protective cover of the temperature sensor is made of stainless steel.
  • Stainless steel eg 304L
  • Stainless steel provides very good chemical protection and is well suited to a welding process by laser by its low carbon content, which also ensures a good resistance to intergranular corrosion.
  • This temperature sensor is designed to be mounted on metal engine parts that can be made of a silica aluminum cast iron for the Air Cooling Chiller (RAS) that is integrated with the cylinder head or stainless steel type 304L for the low pressure EGR module, for example.
  • RAS Air Cooling Chiller
  • the temperature sensor is provided with a copper metal gasket, said captive seal which is compressed and plastically deformed when mounting the temperature sensor.
  • the required tightening torque is between 20 Nm and 30 Nm to ensure good compression of the seal and thus the tightness with the motor.
  • plastic parts type PA6T / 66 or PA10T / 66 there are more and more engines including high temperature plastic parts type PA6T / 66 or PA10T / 66.
  • These plastic parts may be, for example, ducts positioned between the air compressor and the RAS or between the RAS and the intake manifold, or even the intake manifold itself.
  • the invention therefore aims to overcome these disadvantages of the prior art by providing a temperature sensor compatible with an engine comprising a plastic interface, simplifying the engine manufacturing process.
  • the invention relates to a temperature sensor for a motor vehicle comprising:
  • a protective envelope having a closed end in which the temperature-sensitive element is housed
  • the fastening means comprises a threaded portion in the vicinity of the end portion of the shroud for screwing into a threaded hole in a wall of the vehicle, and an end portion having a sealing surface.
  • the threaded portion of the fastening means comprises a self-tapping or self-forming thread intended to form a thread in a hole of the vehicle wall when screwing the temperature sensor into the orifice to form the threaded hole.
  • the engine interface is simplified to the maximum, the customer providing the engine does not have to integrate female thread in its parts because this net is created at the time of mounting of the temperature sensor.
  • the threaded portion of the fastening means is a self-forming thread having a conically shaped thread to improve the seal which is made in this case directly on the thread.
  • this solution does not generate chips and is mechanically more robust.
  • the temperature sensor comprises a seal housed in a groove formed on the sealing surface of the end portion of the fastening means.
  • the seal is an elastomeric seal intended to be pressed against a bearing surface formed in the threaded opening of the vehicle wall when the temperature sensor is screwed into the threaded orifice in order to seal between the sealing surface of the end portion of the fastening means and the bearing surface of the vehicle wall.
  • the temperature sensor may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination.
  • the seal is based on fluoropolymer.
  • the seal and the groove have a circular shape.
  • the sealing surface of the end portion of the fastening means surrounds the two electrical wires.
  • the sealing surface of the end portion of the fixing means is a flat surface of annular shape, perpendicular to a longitudinal axis (A) of the temperature sensor.
  • the seal is intended to be compressed against the bearing surface of the vehicle wall when the temperature sensor is screwed into the threaded orifice to provide axial sealing between the sealing surface of the part of the vehicle. end of the fastening means and the bearing surface of the vehicle.
  • the bearing surface is parallel to the sealing surface.
  • the end portion of the fastening means is extended by a tubular portion having a diameter smaller than that of the threaded portion of the fastening means.
  • the sealing surface is formed on a side wall of the tubular portion extending along the longitudinal axis (A).
  • the seal is intended to be compressed against the bearing surface of the vehicle wall when the temperature sensor is screwed into the threaded orifice to provide a radial seal between the sealing surface of the part of the vehicle. end of the fastening means and the bearing surface of the vehicle.
  • the bearing surface extends along the longitudinal axis (A).
  • the end portion comprises a first circular shoulder substantially perpendicular to the longitudinal axis (A) connecting the threaded portion of the fastening means to the side wall of the tubular portion.
  • the first circular shoulder is intended to abut against a circular shoulder formed in the threaded orifice of the vehicle wall when the temperature sensor is screwed into the threaded orifice.
  • the end portion comprises a second circular shoulder substantially perpendicular to the longitudinal axis (A) connecting the side wall of the tubular portion to a tubular element surrounding the protective envelope.
  • the invention thus provides a temperature sensor compatible with an engine comprising a plastic interface.
  • the required tightening torque is less than 20 Nm.
  • the advantage of the second embodiment over the first is that the tightening torque is reduced to the only holding torque of the temperature sensor in the vehicle wall since it does not participate in sealing.
  • the tightening torque is less than or equal to 10 N.m. It is preferably of the order of 10 N.m.
  • an elastomer seal costs less than a copper seal.
  • This concept also makes it possible to limit the modifications of the existing production lines to a minimum.
  • the advantage of the first embodiment is that the length of the fastening means is reduced to a minimum, simplifying the manufacturing process.
  • the groove housing the seal keeps the seal in position in the transport, storage and assembly phases and optimizes the seal.
  • Figure 1 shows a longitudinal section of a temperature sensor, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents a longitudinal section of this temperature sensor mounted on a wall of a vehicle
  • FIG. 3 represents a longitudinal section of a temperature sensor, according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of the temperature sensor mounted on a wall of a vehicle.
  • FIG. 1 represents a longitudinal section of a temperature sensor 1, according to a first embodiment of the invention.
  • the temperature sensor 1 extends along a longitudinal axis (A).
  • the temperature sensor 1 is intended to measure the temperature of the exhaust gases of motor vehicles.
  • the temperature sensor 1 can be used in exhaust gas recirculation (EGR) systems ("Exhaust Gas Recirculation”) at low pressure and in supercharging circuits downstream of a compressor.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the temperature sensor 1 is particularly intended to measure so-called average temperatures between -40 ° C and 300 ° C.
  • This temperature sensor 1 comprises a temperature sensitive element 2, two electrical wires 3 connecting the temperature-sensitive element 2 to an electrical connector 12, a protective envelope 4 having a closed end 1 3 in which is housed 1 temperature sensitive element 2 and a fastening means 6 connected on the one hand to an end portion 7 of the protective envelope 4 opposite to the closed end 13 and on the other hand to the electrical connector 1 2.
  • the electrical connector 1 2 is connected to an electronic control device (not shown).
  • the fastening means 6 comprises a threaded portion 8 located in the vicinity of the end portion 7 of the protective envelope 4 and which is intended to be screwed into a threaded orifice 14 provided in a wall 1 5 of the vehicle.
  • This wall 1 5 delimits a medium whose temperature is to be known.
  • the wall 1 5 may be a wall of a duct of a combustion gas exhaust system, for example.
  • This wall 1 5 may be metallic or preferably high temperature plastic type PA6T / 66 or PA1 0T / 66, for example.
  • the fastening means 6 may consist of a steel coated with a zinc-nickel treatment and obtained by cold stamping, for example.
  • the fixing means 6 comprises a housing 25 designed to receive a portion of the electrical connector 1 2 and to house two electrical connection elements 24 for electrically connecting the two electrical wires 3 to the electrical connector 1 2.
  • the two electrical connection elements 24 may be lugs or folded connections as described in the application FR2983648, for example.
  • This patent application describes a weld between the electrical son and pods said "wallet", allowing a compact assembly.
  • the fastening means 6 comprises a stop portion 26 which is circular and intended to abut against an abutment surface 27 provided on the wall 15 of the vehicle, after the temperature sensor 1 has been tightened in the threaded orifice 14 of the vehicle. vehicle, as shown in Figure 2.
  • the abutment portion 26 may abut against the abutment surface 27 without being in contact therewith.
  • the protective envelope 4 has a generally tubular shape extending longitudinally along the longitudinal axis (A).
  • the protective casing 4 is made of stainless steel such as 304L or 316L stainless steel.
  • the closed end 1 3 may have a diameter smaller than the rest of the protective envelope 4.
  • the temperature sensitive element 2 is disposed at this closed end 1 3.
  • the temperature sensitive element 2 may be a thermistor, for example.
  • the thermistor is a passive component in semiconductor material whose resistance varies as a function of temperature.
  • the thermistor can be of the CTN type, negative temperature coefficient (or NTC, Negative Temperature Coefficient in English) when the resistance decreases as a function of the temperature rise or type CTP, positive temperature coefficient (or PTC, Positive Temperature Coefficient in English) otherwise, such as a platinum thermistor.
  • the fastening means 6 comprises an end portion 1 0 having a sealing surface 17.
  • the temperature sensor 1 comprises a seal 9 housed in a groove 1 6 formed on the sealing surface 1 7 of the end portion 1 0 of the fixing means 6.
  • the seal 9 is an elastomer seal intended to be compressed against a bearing surface 11 formed in the threaded orifice 14 of the wall 15 of the vehicle when the temperature sensor 1 is screwed into the threaded orifice. 14 to seal between the sealing surface 17 of the end portion 1 0 of the fastening means 6 and the bearing surface 1 1 of the vehicle.
  • the seal 9 is based on fluoropolymer. It has sufficient resilience to be compressed and resistance to temperature and chemical elements contained in the gases measured. It can be rubber or other polymer.
  • the seal 9 and the groove 1 6 have a circular shape.
  • the seal 9 is preferably an O-ring.
  • the groove 1 6 has a semicircular section
  • the sealing surface 1 7 of the end portion 1 0 of the fixing means 6 surrounds the two electrical wires 3 and the protective envelope 4.
  • the fastening means 6 comprises a central channel 29 through which the two electrical wires 3 and the protective envelope 4 pass.
  • the sealing surface 17 surrounds the central channel 29.
  • the sealing surface 1 7 of the end portion 1 0 of the fastening means 6 is a flat surface of annular shape.
  • the sealing surface 17 is placed at the end of the fixing means 6.
  • the sealing surface 17 is perpendicular to the longitudinal axis (A) of the temperature sensor 1.
  • the wall 15 of the vehicle comprises a bearing surface 11 which is parallel to the sealing surface 17.
  • the bearing surface 11 is formed by a shoulder 28 downstream of the threaded orifice 14. In other words, the threaded orifice 14 is terminated by this shoulder 28.
  • the bearing surface 1 1 is perpendicular to the circular wall delimiting the threaded orifice 14.
  • the shoulder 28 is extended by a channel 29 extending parallel to the longitudinal axis (A).
  • the protective envelope 4 passes through this channel 29.
  • the seal 9 is intended to be compressed against the bearing surface 1 1 of the wall 1 5 of the vehicle when the temperature sensor 1 is screwed into the threaded orifice 14 to ensure axial sealing, according to the direction of the longitudinal axis (A), between the sealing surface 1 7 of the end portion 1 0 of the fastening means 6 and the bearing surface January 1 of the wall 15 of the vehicle.
  • the fastening means 6 conventionally comprises a hexagonal nut-shaped portion 30 enabling the attachment means 6 to be screwed into the threaded orifice 14 of the wall 1 5 of the vehicle by means of a tool.
  • the screw stop is formed under the hexagonal nut-shaped portion 30, that is to say on the abutment portion 26 of the fastening means 6, to ensure compression of the seal 9 repeatable.
  • the advantage is that the length of the fastening means 6 is reduced to the maximum.
  • the diameter of the threaded portion 8 may be greater than 1 2 mm (M1 2), for example, to increase the space available for the seal 9.
  • the groove 1 6 housing the seal 9 keeps the seal 9 in position in the transport, storage and assembly phases and optimize the seal.
  • FIG. 3 represents a longitudinal section of a temperature sensor 1, according to a second embodiment of the invention.
  • the end portion 10 of the fastening means 6 of this temperature sensor 1 is extended by a tubular portion January 9 having a diameter smaller than that of the threaded portion 8 of the fastening means 6.
  • the tubular portion 1 9 comprises a side wall 20.
  • the sealing surface 17 is formed on a side wall 20 of the tubular portion 1 9 extending along the longitudinal axis (A).
  • the seal 9 is intended to be compressed against the bearing surface 1 1 of the wall 1 5 of the vehicle when the temperature sensor 1 is screwed into the threaded orifice 14 to ensure a radial seal, according to a direction perpendicular to the longitudinal axis (A), between the sealing surface 1 7 of the end portion 1 0 of the fastening means 6 and the bearing surface January 1 of the wall 1 5 of the vehicle.
  • the bearing surface 1 1 extends along the longitudinal axis (A).
  • the end portion 1 0 comprises a first circular shoulder 1 8 substantially perpendicular to the longitudinal axis (A) connecting the threaded portion 8 of the fastening means 6 to the side wall 20 of the tubular portion 1 9.
  • the first circular shoulder 18 is intended to abut against a circular shoulder 21 formed in the threaded orifice 14 of the wall 15 of the vehicle when the temperature sensor 1 is screwed into the threaded orifice 14 .
  • the circular shoulder 21 is perpendicular to the longitudinal axis (A) and to the wall delimiting the threaded orifice 14.
  • the circular shoulder 21 of the wall 15 of the vehicle is extended by the bearing surface 11 which is perpendicular to the circular shoulder 21.
  • the bearing surface 1 1 extends parallel to the longitudinal axis (A).
  • the end portion 10 comprises a second circular shoulder 22 substantially perpendicular to the longitudinal axis (A) connecting the side wall 20 of the tubular portion 19 to a tubular element 23 surrounding the protective envelope 4.
  • the tubular element 23 extends along the protective envelope 4 along the longitudinal axis (A).
  • the screw abutment can be made on the first circular shoulder 18 or in the hexagonal nut-shaped portion 30, that is to say on a stop portion 26 of the fastening means 6.
  • the tightening torque is less than or equal to 10 N.m. It is preferably of the order of 10 N.m.
  • the threaded portion 8 of the fastening means 6 comprises a self-tapping or self-forming thread intended to form a thread in an orifice of the wall 15 of the vehicle when the temperature sensor is screwed on. 1 in the orifice so as to form the threaded orifice 14.
  • the threaded portion 8 of the fastening means 6 is a self-forming thread having a conically shaped thread to improve the seal which is made in this case directly on the thread.

Abstract

La présente invention a pour objet un capteur de température (1) pour véhicule automobile comprenant un élément sensible à la température (2), deux fils électriques (3) reliant l'élément sensible à la température (2) à un connecteur électrique (12), une enveloppe de protection (4) comportant une extrémité fermée (13) dans laquelle est logé l'élément sensible à la température (2), et un moyen de fixation (6) relié d'une part à une partie d'extrémité (7) de l'enveloppe de protection (4) opposée à l'extrémité fermée (13) et d'autre part au connecteur électrique (12). Le moyen de fixation (6) comprend une partie filetée (8) située au voisinage de la partie d'extrémité (7) de l'enveloppe de protection (4) destinée à se visser dans un orifice fileté (14) prévu dans une paroi (15) du véhicule et une partie d'extrémité (10) comportant une surface d'étanchéité (17). La partie filetée (8) du moyen de fixation (6) comprenant un filet auto-taraudant ou auto-formant destiné à former un filetage dans un orifice de la paroi (15) du véhicule lors du vissage du capteur de température (1) dans ledit orifice de façon à former l'orifice fileté (14).

Description

Capteur de température avec joint d'étanchéité élastomère
La présente invention concerne un capteur de température, notamment pour mesurer des températures comprises entre -40 °C et 300 °C.
L'invention s'applique en particulier aux capteurs de température adaptés pour mesurer la température des gaz d'échappement de véhicules automobiles. De tels capteurs de températures sont notamment utilisés dans des systèmes de recirculation des gaz d'échappement EGR (« Exhaust Gas Recirculation ») basse pression et dans des circuits de suralimentation en aval d'un compresseur.
Ces capteurs comprennent généralement un élément sensible à la température, tel qu'une thermistance, relié vers l'extérieur à un circuit électrique / électronique d'exploitation d'un signal de mesure via des fils électriques.
Un tel capteur de température de l'art antérieur comprend à une extrémité une thermistance logée dans une enveloppe de protection. Les fils électriques en contact avec cette thermistance cheminent le long de l'enveloppe de protection pour être accessibles à l'extérieur de celui-ci et pour fournir une information électrique représentative de la résistance de la thermistance et par conséquent de la température mesurée. Pour cela, les fils électriques sont reliés, par exemple par l'intermédiaire d'une pièce de liaison électrique sous forme d'une cosse ou d'une partie repliée telle que décrite dans le brevet FR2983648 par exemple, à un connecteur électrique, lui-même relié au circuit électrique / électronique.
L'enveloppe de protection entoure les fils électriques depuis la thermistance jusqu'à un moyen de fixation comprenant une partie filetée à l'une de ses extrémités destinée à se visser dans un orifice fileté prévu dans une paroi d'un élément du moteur du véhicule. Le moyen de fixation est relié au connecteur électrique à une autre de ses extrémités.
Ce capteur de température est soumis à un environnement relativement sévère en raison de sa position dans le moteur du véhicule.
Lorsqu'il est utilisé en aval d'un compresseur, le capteur est soumis aux conditions de la suralimentation comprenant des puises de pression et une température allant jusqu'à environ en général 160°C, voire jusqu'à 230°C dans les cas extrêmes.
Lorsque ce capteur de température est utilisé en aval du circuit EGR basse pression et à proximité du refroidisseur de l'admission, il est soumis aux produits de combustion complète (C02) ou partielle (CO et HC) et aux éléments chimiques présents dans la ligne d'échappement tels que l'urée ; l'ammoniaque (NH3) et l'acide isocyanique (HNCO) qui se combinent avec l'air et l'humidité ambiante pour se condenser en acides ou bases.
Dans le circuit EGR, la température peut atteindre 300 °C.
Pour ces différentes raisons, l'enveloppe de protection du capteur de température est en acier inoxydable. L'acier inoxydable (par exemple en 304L) fournit une très bonne protection chimique et convient bien à un procédé de soudure par laser par son faible taux de carbone, qui lui assure par ailleurs une bonne tenue à la corrosion inter-granulaire.
Ce capteur de température est conçu pour être monté sur des pièces du moteur en métal pouvant être constituées d'une fonte aluminium silice pour le Refroidisseur d'Air de Suralimentation (RAS) qui est intégré à la culasse ou d'un acier inoxydable de type 304L pour le module EGR basse pression, par exemple.
Dans ces deux cas, et pour assurer l'étanchéité avec le moteur, le capteur de température est muni d'un joint métallique en cuivre, dit joint imperdable qui vient être comprimé et déformé plastiquement au montage du capteur de température.
Le couple de serrage nécessaire est compris entre 20 Nm et 30 Nm pour garantir la bonne compression du joint et donc l'étanchéité avec le moteur.
Cependant, il existe de plus en plus de moteurs comprenant des pièces en plastique haute température de type PA6T/66 ou PA10T/66. Ces pièces en plastique peuvent être, par exemple, des conduits positionnés entre le compresseur d'air et le RAS ou entre le RAS et le collecteur admission, voire le collecteur d'admission lui- même.
L'utilisation d'un joint imperdable en métal est incompatible avec l'utilisation d'une pièce du moteur en plastique. Il est alors nécessaire de prévoir l'ajout d'un insert ou plaque métallique entre la pièce plastique du moteur et le capteur de température.
L'ajout de cet insert métallique complique le processus de fabrication du moteur et entraîne des coûts supplémentaires.
L'invention a donc pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un capteur de température compatible avec un moteur comprenant une interface en plastique, simplifiant le processus de fabrication du moteur.
L'invention concerne un capteur de température pour véhicule automobile comprenant :
un élément sensible à la température,
deux fils électriques reliant l'élément sensible à la température à un connecteur électrique,
une enveloppe de protection comportant une extrémité fermée dans laquelle est logé l'élément sensible à la température, et
un moyen de fixation relié d'une part à une partie d'extrémité de l'enveloppe de protection opposée à l'extrémité fermée et d'autre part au connecteur électrique. Le moyen de fixation comprend une partie filetée située au voisinage de la partie d'extrémité de l'enveloppe de protection destinée à se visser dans un orifice fileté prévu dans une paroi du véhicule, et une partie d'extrémité comportant une surface d'étanchéité.
Selon une variante possible, la partie filetée du moyen de fixation comprend un filet auto-taraudant ou auto-formant destiné à former un filetage dans un orifice de la paroi du véhicule lors du vissage du capteur de température dans l'orifice de façon à former l'orifice fileté.
Ainsi, l'interface moteur est simplifiée au maximum, le client fournissant le moteur n'a pas à intégrer de filet femelle dans ses pièces car ce filet est créé au moment du montage du capteur de température.
De préférence, la partie filetée du moyen de fixation est un filet auto-formant présentant un filetage de forme conique permettant d'améliorer l'étanchéité qui est faite dans ce cas directement sur le filetage. De plus, cette solution ne génère pas de copeau et est mécaniquement plus robuste.
Selon l'invention, le capteur de température comprend un joint d'étanchéité logé dans une gorge formée sur la surface d'étanchéité de la partie d'extrémité du moyen de fixation.
Le joint d'étanchéité est un joint en élastomère destiné à être comprimé contre une surface d'appui formée dans l'orifice fileté de la paroi du véhicule lors du vissage du capteur de température dans l'orifice fileté afin d'assurer l'étanchéité entre la surface d'étanchéité de la partie d'extrémité du moyen de fixation et la surface d'appui de la paroi du véhicule.
Le capteur de température peut en outre comprendre une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.
De préférence, le joint d'étanchéité est à base de polymère fluoré.
Selon une variante possible, le joint d'étanchéité et la gorge présentent une forme circulaire. La surface d'étanchéité de la partie d'extrémité du moyen de fixation entoure les deux fils électriques.
Selon un premier mode de réalisation, la surface d'étanchéité de la partie d'extrémité du moyen de fixation est une surface plane de forme annulaire, perpendiculaire à un axe longitudinal (A) du capteur de température. Le joint d'étanchéité est destiné à être comprimé contre la surface d'appui de la paroi du véhicule lorsque le capteur de température est vissé dans l'orifice fileté afin d'assurer une étanchéité axiale entre la surface d'étanchéité de la partie d'extrémité du moyen de fixation et la surface d'appui du véhicule.
La surface d'appui est parallèle à la surface d'étanchéité.
Selon un deuxième mode de réalisation, la partie d'extrémité du moyen de fixation est prolongée par une portion tubulaire présentant un diamètre plus petit que celui de la partie filetée du moyen de fixation.
La surface d'étanchéité est formée sur une paroi latérale de la portion tubulaire s'étendant suivant l'axe longitudinal (A).
Le joint d'étanchéité est destiné à être comprimé contre la surface d'appui de la paroi du véhicule lorsque le capteur de température est vissé dans l'orifice fileté afin d'assurer une étanchéité radiale entre la surface d'étanchéité de la partie d'extrémité du moyen de fixation et la surface d'appui du véhicule.
La surface d'appui s'étend suivant l'axe longitudinal (A). En variante, la partie d'extrémité comprend un premier épaulement circulaire sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) reliant la partie filetée du moyen de fixation à la paroi latérale de la portion tubulaire.
Le premier épaulement circulaire est destiné à venir en butée contre un épaulement circulaire formé dans l'orifice fileté de la paroi du véhicule lorsque le capteur de température est vissé dans l'orifice fileté.
En variante, la partie d'extrémité comprend un deuxième épaulement circulaire sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) reliant la paroi latérale de la portion tubulaire à un élément tubulaire entourant l'enveloppe de protection.
L'invention fournit ainsi un capteur de température compatible avec un moteur comprenant une interface en plastique.
Etant donné qu'il n'est plus nécessaire d'exercer une forte compression pour écraser un joint métallique sur l'interface moteur, il est possible de diminuer le couple de serrage, autorisant le vissage du capteur de température dans une interface en plastique.
Le couple de serrage nécessaire est inférieur à 20 Nm.
L'avantage du deuxième mode de réalisation par rapport au premier est que le couple de serrage est réduit au seul couple de maintien du capteur de température dans la paroi du véhicule puisqu'il ne participe pas à l'étanchéité.
Le couple de serrage est dans ce cas inférieur ou égal à 10 N.m. Il est de préférence de l'ordre de 10 N.m.
Il n'est plus nécessaire de prévoir un insert métallique entre la partie en plastique du moteur et le capteur de température, simplifiant le processus de fabrication et réduisant les coûts d'intégration du capteur.
De plus, un joint élastomère coûte moins cher qu'un joint en cuivre.
Ce concept permet également de limiter les modifications des lignes de production existante au minimum.
L'avantage du premier mode de réalisation est que la longueur du moyen de fixation est réduite au maximum, simplifiant le processus de fabrication.
La gorge logeant le joint permet de maintenir le joint en position dans les phases de transport, de stockage et d'assemblage et d'optimiser l'étanchéité.
Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un capteur de température, selon un premier mode de réalisation l'invention ;
la figure 2 représente une coupe longitudinale de ce capteur de température monté sur une paroi d'un véhicule ;
la figure 3 représente une coupe longitudinale d'un capteur de température, selon un deuxième mode de réalisation l'invention ;
- la figure 4 représente une coupe longitudinale de ce capteur de température monté sur une paroi d'un véhicule.
La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un capteur de température 1 , selon un premier mode de réalisation l'invention. Le capteur de température 1 s'étend suivant un axe longitudinal (A).
Le capteur de température 1 est destiné à mesurer la température des gaz d'échappement de véhicules automobiles. Le capteur de températures 1 peut être utilisé dans des systèmes de recirculation des gaz d'échappement EGR (« Exhaust Gas Recirculation ») basse pression et dans des circuits de suralimentation en aval d'un compresseur.
Le capteur de température 1 est notamment destiné à mesurer des températures dites moyennes comprises entre -40 °C et 300 °C.
Ce capteur de température 1 comprend un élément sensible à la température 2, deux fils électriques 3 reliant l'élément sensible à la température 2 à un connecteur électrique 1 2, une enveloppe de protection 4 comportant une extrémité fermée 1 3 dans laquelle est logé l'élément sensible à la température 2 et un moyen de fixation 6 relié d'une part à une partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 opposée à l'extrémité fermée 13 et d'autre part au connecteur électrique 1 2. Le connecteur électrique 1 2 est relié à un dispositif électronique de contrôle (non représenté).
Le moyen de fixation 6 comprend une partie filetée 8 située au voisinage de la partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 et qui est destinée à se visser dans un orifice fileté 14 prévu dans une paroi 1 5 du véhicule.
Cette paroi 1 5 délimite un milieu dont on cherche à connaître la température.
La paroi 1 5 peut être une paroi d'un conduit d'un système d'échappement des gaz de combustion, à titre d'exemple.
Cette paroi 1 5 peut être métallique ou avantageusement en plastique haute température de type PA6T/66 ou PA1 0T/66, par exemple.
Le moyen de fixation 6 peut être constitué d'un acier revêtu d'un traitement zinc-nickel et obtenu par frappe à froid, par exemple.
Le moyen de fixation 6 comprend un logement 25 prévu pour recevoir une partie du connecteur électrique 1 2 et pour loger deux éléments de liaison électrique 24 permettant de connecter électriquement les deux fils électriques 3 au connecteur électrique 1 2.
Les deux éléments de liaison électrique 24 peuvent être des cosses ou des connections repliées comme décrites dans la demande FR2983648, par exemple. Cette demande de brevet décrit une soudure entre les fils électriques et les cosses dite en « portefeuille », permettant un assemblage compact.
Le moyen de fixation 6 comprend une partie formant butée 26 qui est circulaire et destinée à venir buter contre une surface formant contre butée 27 prévu sur la paroi 1 5 du véhicule, après le serrage du capteur de température 1 dans l'orifice fileté 14 du véhicule, tel que représenté sur la figure 2.
En variante, la partie formant butée 26 peut venir en regard de la surface formant contre butée 27 sans être en contact avec celle-ci.
L'enveloppe de protection 4 présente une forme générale tubulaire se prolongeant longitudinalement suivant l'axe longitudinal (A). L'enveloppe de protection 4 est réalisée dans un acier inoxydable tel que l'acier inoxydable 304L ou 31 6L.
L'extrémité fermée 1 3 peut avoir un diamètre plus petit que le reste de l'enveloppe de protection 4. L'élément sensible à la température 2 est disposé au niveau de cette extrémité fermée 1 3.
L'élément sensible à la température 2 peut être une thermistance, par exemple. La thermistance est un composant passif en matériau semi-conducteur dont la résistance varie en fonction de la température.
La thermistance peut être du type CTN, coefficient de température négatif (ou NTC, Négative Température Coefficient en anglais) lorsque la résistance décroît en fonction de l'élévation de la température ou de type CTP, coefficient de température positif (ou PTC, Positive Température Coefficient en anglais) dans le cas contraire, telle qu'une thermistance en platine.
Le moyen de fixation 6 comprend une partie d'extrémité 1 0 comportant une surface d'étanchéité 17.
Selon l'invention, le capteur de température 1 comprend un joint d'étanchéité 9 logé dans une gorge 1 6 formée sur la surface d'étanchéité 1 7 de la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6.
Le joint d'étanchéité 9 est un joint en élastomère destiné à être comprimé contre une surface d'appui 1 1 formée dans l'orifice fileté 14 de la paroi 1 5 du véhicule lorsque le capteur de température 1 est vissé dans l'orifice fileté 14 afin d'assurer l'étanchéité entre la surface d'étanchéité 17 de la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6 et la surface d'appui 1 1 du véhicule.
De préférence, le joint d'étanchéité 9 est à base de polymère fluoré. Il présente une résilience suffisante pour être comprimé et une tenue à la température et aux éléments chimiques contenus dans les gaz mesurés. Il peut être en caoutchouc ou autre polymère.
Le joint d'étanchéité 9 et la gorge 1 6 présentent une forme circulaire. Le joint d'étanchéité 9 est de préférence un joint torique.
La gorge 1 6 présente une section demi-circulaire
La surface d'étanchéité 1 7 de la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6 entoure les deux fils électriques 3 et l'enveloppe de protection 4.
Le moyen de fixation 6 comprend un canal central 29 traversé par les deux fils électriques 3 et l'enveloppe de protection 4. La surface d'étanchéité 17 entoure le canal central 29.
Selon le premier mode de réalisation des figures 1 et 2, la surface d'étanchéité 1 7 de la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6 est une surface plane de forme annulaire. La surface d'étanchéité 1 7 est placée à l'extrémité du moyen de fixation 6.
La surface d'étanchéité 1 7 est perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) du capteur de température 1 .
La paroi 1 5 du véhicule comprend une surface d'appui 1 1 qui est parallèle à la surface d'étanchéité 17. La surface d'appui 1 1 est formée par un épaulement 28 en aval de l'orifice fileté 14. Dit autrement, l'orifice fileté 14 est terminé par cet épaulement 28.
La surface d'appui 1 1 est perpendiculaire à la paroi circulaire délimitant l'orifice fileté 14.
L'épaulement 28 est prolongé par un canal 29 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal (A).
L'enveloppe de protection 4 traverse ce canal 29.
Le joint d'étanchéité 9 est destiné à être comprimé contre la surface d'appui 1 1 de la paroi 1 5 du véhicule lorsque le capteur de température 1 est vissé dans l'orifice fileté 14 afin d'assurer une étanchéité axiale, suivant la direction de l'axe longitudinal (A), entre la surface d'étanchéité 1 7 de la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6 et la surface d'appui 1 1 de la paroi 15 du véhicule.
Le moyen de fixation 6 comprend classiquement une portion en forme d'écrou hexagonale 30 permettant le vissage du moyen de fixation 6 dans l'orifice fileté 14 de la paroi 1 5 du véhicule au moyen d'un outil.
La butée de vissage est réalisée sous la portion en forme d'écrou hexagonale 30, c'est-à-dire sur la partie formant butée 26 du moyen de fixation 6, pour assurer une compression du joint d'étanchéité 9 répétable.
L'avantage est que la longueur du moyen de fixation 6 est réduite au maximum.
Le diamètre de la partie filetée 8 peut être supérieur à 1 2 mm (M1 2), par exemple, pour augmenter la place disponible pour le joint d'étanchéité 9.
La gorge 1 6 logeant le joint d'étanchéité 9 permet de maintenir le joint d'étanchéité 9 en position dans les phases de transport, de stockage et d'assemblage et d'optimiser l'étanchéité.
La figure 3 représente une coupe longitudinale d'un capteur de température 1 , selon un deuxième mode de réalisation l'invention.
La partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6 de ce capteur de température 1 est prolongée par une portion tubulaire 1 9 présentant un diamètre plus petit que celui de la partie filetée 8 du moyen de fixation 6. La portion tubulaire 1 9 comprend une paroi latérale 20.
La surface d'étanchéité 17 est formée sur une paroi latérale 20 de la portion tubulaire 1 9 s'étendant suivant l'axe longitudinal (A).
Le joint d'étanchéité 9 est destiné à être comprimé contre la surface d'appui 1 1 de la paroi 1 5 du véhicule lorsque le capteur de température 1 est vissé dans l'orifice fileté 14 afin d'assurer une étanchéité radiale, selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal (A), entre la surface d'étanchéité 1 7 de la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6 et la surface d'appui 1 1 de la paroi 1 5 du véhicule.
La surface d'appui 1 1 s'étend suivant l'axe longitudinal (A).
La partie d'extrémité 1 0 comprend un premier épaulement circulaire 1 8 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) reliant la partie filetée 8 du moyen de fixation 6 à la paroi latérale 20 de la portion tubulaire 1 9. Comme représenté sur la figure 4, le premier épaulement circulaire 18 est destiné à venir en butée contre un épaulement circulaire 21 formé dans l'orifice fileté 14 de la paroi 15 du véhicule lorsque le capteur de température 1 est vissé dans l'orifice fileté 14.
L'épaulement circulaire 21 est perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) et à la paroi délimitant l'orifice fileté 14.
L'épaulement circulaire 21 de la paroi 15 du véhicule est prolongé par la surface d'appui 1 1 qui est perpendiculaire à l'épaulement circulaire 21 .
La surface d'appui 1 1 s'étend parallèlement à l'axe longitudinal (A).
La partie d'extrémité 10 comprend un deuxième épaulement circulaire 22 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) reliant la paroi latérale 20 de la portion tubulaire 19 à un élément tubulaire 23 entourant l'enveloppe de protection 4.
L'élément tubulaire 23 s'étend le long de l'enveloppe de protection 4 selon l'axe longitudinal (A).
La butée de vissage peut être réalisée sur le premier épaulement circulaire 18 ou sous la portion en forme d'écrou hexagonale 30, c'est-à-dire sur une partie formant butée 26 du moyen de fixation 6.
L'avantage de ce deuxième mode de réalisation par rapport au premier est que le couple de serrage est réduit au seul couple de maintien du capteur de température 1 dans la paroi 15 du véhicule puisqu'il ne participe pas à l'étanchéité.
Le couple de serrage est inférieur ou égal à 10 N.m. Il est de préférence de l'ordre de 10 N.m.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie filetée 8 du moyen de fixation 6 comprend un filet auto-taraudant ou auto-formant destiné à former un filetage dans un orifice de la paroi 15 du véhicule lors du vissage du capteur de température 1 dans l'orifice de façon à former l'orifice fileté 14.
De préférence, la partie filetée 8 du moyen de fixation 6 est un filet auto- formant présentant un filetage de forme conique permettant d'améliorer l'étanchéité qui est faite dans ce cas directement sur le filetage.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Capteur de température (1 ) pour véhicule automobile comprenant :
- un élément sensible à la température (2),
- deux fils électriques (3) reliant l'élément sensible à la température (2) à un connecteur électrique (1 2),
- une enveloppe de protection (4) comportant une extrémité fermée (1 3) dans laquelle est logé l'élément sensible à la température (2), et
- un moyen de fixation (6) relié d'une part à une partie d'extrémité (7) de l'enveloppe de protection (4) opposée à l'extrémité fermée (1 3) et d'autre part au connecteur électrique (1 2), ledit moyen de fixation (6) comprenant une partie filetée (8) située au voisinage de la partie d'extrémité (7) de l'enveloppe de protection (4), ladite partie filetée (8) étant destinée à se visser dans un orifice fileté (14) prévu dans une paroi (1 5) du véhicule et étant terminée par une partie d'extrémité (1 0) comportant une surface d'étanchéité (1 7), caractérisé en ce qu'il comprend :
- un joint d'étanchéité (9) logé dans une gorge (1 6) formée sur la surface d'étanchéité (1 7) de la partie d'extrémité (1 0) du moyen de fixation (6), ledit joint d'étanchéité (9) étant un joint en élastomère destiné à être comprimé contre une surface d'appui (1 1 ) formée dans l'orifice fileté
(14) de la paroi (15) du véhicule lors du vissage du capteur de température (1 ) dans ledit orifice fileté (14) afin d'assurer l'étanchéité entre la surface d'étanchéité (1 7) de la partie d'extrémité (1 0) du moyen de fixation (6) et la surface d'appui (1 1 ) de la paroi (1 5) du véhicule.
2. Capteur de température (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie filetée (8) du moyen de fixation (6) comprend un filet auto-taraudant ou auto- formant destiné à former un filetage dans un orifice de la paroi (1 5) du véhicule lors du vissage du capteur de température (1 ) dans ledit orifice de façon à former l'orifice fileté (14).
3. Capteur de température (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (9) est à base de polymère fluoré. 4. Capteur de température (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (9) et la gorge (1 6) présentent une forme circulaire, la surface d'étanchéité (1 7) de la partie d'extrémité (1 0) du moyen de fixation (6) entourant les deux fils électriques (3).
5. Capteur de température (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité (17) de la partie d'extrémité (10) du moyen de fixation (6) est une surface plane de forme annulaire, perpendiculaire à un axe longitudinal (A) du capteur de température (1 ), ledit joint d'étanchéité (9) étant destiné à être comprimé contre la surface d'appui (1 1 ) de la paroi (15) du véhicule lorsque le capteur de température (1 ) est vissé dans l'orifice fileté (14) afin d'assurer une étanchéité axiale entre la surface d'étanchéité (17) de la partie d'extrémité (10) du moyen de fixation (6) et la surface d'appui (1 1 ) du véhicule, ladite surface d'appui (1 1 ) étant parallèle à la surface d'étanchéité (17).
6. Capteur de température (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (10) du moyen de fixation (6) est prolongée par une portion tubulaire (19) présentant un diamètre plus petit que celui de la partie filetée (8) du moyen de fixation (6), la surface d'étanchéité (17) étant formée sur une paroi latérale (20) de la portion tubulaire (19) s'étendant suivant l'axe longitudinal (A), ledit joint d'étanchéité (9) étant destiné à être comprimé contre la surface d'appui (1 1 ) de la paroi (15) du véhicule lorsque le capteur de température (1 ) est vissé dans l'orifice fileté (14) afin d'assurer une étanchéité radiale entre la surface d'étanchéité (17) de la partie d'extrémité (10) du moyen de fixation (6) et la surface d'appui (1 1 ) du véhicule, ladite surface d'appui (1 1 ) s'étendant suivant l'axe longitudinal (A).
7. Capteur de température (1 ) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (10) comprend un premier épaulement circulaire (18) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) reliant la partie filetée (8) du moyen de fixation (6) à la paroi latérale (20) de la portion tubulaire (19), ledit premier épaulement circulaire (18) étant destiné à venir en butée contre un épaulement circulaire (21 ) formé dans l'orifice fileté (14) de la paroi (15) du véhicule lorsque le capteur de température (1 ) est vissé dans l'orifice fileté (14).
8. Capteur de température (1 ) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (10) comprend un deuxième épaulement circulaire (22) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) reliant la paroi latérale (20) de la portion tubulaire (19) à un élément tubulaire (23) entourant l'enveloppe de protection (4).
9. Capteur de température (1 ) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie filetée (8) du moyen de fixation (6) est un filet auto-formant présentant un filetage de forme conique.
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