BR112020023714A2

BR112020023714A2 - alojamento para proteger um dispositivo eletrônico

Info

Publication number: BR112020023714A2
Application number: BR112020023714-0A
Authority: BR
Inventors: Mansour Mbaye; Christian Schoelzel; Julien Rat; Jean-Luc Jesslen
Original assignee: A. Raymond Et Cie
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2021-02-09
Also published as: CN112105903B; US20210293647A1; KR20210011370A; JP7301071B2; EP3797275A1; FR3081672B1; CN209927349U; JP2021524577A; CA3099208A1; CN112105903A; EP3797275B1; FR3081672A1; WO2019224453A1; US11415478B2

Abstract

A invenção refere-se a um alojamento de proteção (2) para proteger um dispositivo eletrônico (5). Uma das paredes do alojamento, denominada parede principal, possui uma abertura (2c) para expor uma parte do dispositivo de medição (5) à pressão atmosférica. O alojamento (2) compreende, disposto na superfície externa da parede principal, uma pluralidade de partições (8a, 8b) separadas umas das outras por passagens e dispostas em torno da abertura (2c) para circundá-la completamente e pelo menos uma ranhura de fluxo (9) disposto próximo à abertura (2c), a fim de permitir que o líquido que pode provavelmente se acumular em torno da abertura (2c) e/ou contra as partições (8a, 8b) seja descarregado. A invenção também se refere a um sensor de pressão (1), em particular para um tanque de um veículo motorizado, usando um tal alojamento de proteção.

Description

ALOJAMENTO PARA PROTEGER UM DISPOSITIVO ELETRÔNICO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um alojamento de proteção para proteger um dispositivo eletrônico, por exemplo, para medir pressão. O alojamento e o dispositivo eletrônico podem fazer parte de um sensor de pressão para equipar, por exemplo, o tanque de um veículo motorizado.

ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS DA INVENÇÃO

[0002] US2001029786, por exemplo, revela um sensor para medir a pressão interna de um tanque de combustível. Um componente de transdução separa um primeiro volume em que a pressão do reservatório prevalece de um segundo volume em que a pressão atmosférica prevalece. O componente é sensível à diferença de pressão existente entre esses dois volumes, e um dispositivo eletrônico associado à película permite fornecer uma medida dessa pressão relativa.

[0003] Para manter o segundo volume à pressão atmosférica, é comum fornecer uma abertura para esse volume. Uma membrana impermeável, mas permeável a gases, é colocada sobre a abertura para cobri-la. Isso evita que água, ou mais geralmente líquido, encha este segundo volume, o que obviamente afetaria a medição.

[0004] Em geral, procura-se fixar firmemente a membrana ao alojamento que define o segundo volume, a fim de evitar que se desprenda, ao mesmo tempo que pode suportar altos níveis de tensões mecânicas, por exemplo, sob o efeito de um jato de água pressurizada.

[0005] Geralmente, também se busca um equilíbrio de pressão entre os prevalecentes no segundo volume e a atmosfera, a fim de garantir a fidelidade da medição de pressão de reservatório. Em particular, pretende-se evitar que uma película de líquido obscureça a membrana impermeável, que então já não permite que o ar circule livremente para dentro e para fora do segundo volume.

[0006] Estes problemas estão amplamente documentados no estado da técnica. Por exemplo, uma variedade de soluções destinadas a resolver esses problemas podem ser encontradas nos seguintes documentos: US5528941, US5661244, US5692637, US5747694, US6506110, US6807864, US6964200, US6994621, US7055391, US7166024, US7406875, US7454976, US7465887, US7503784, US7568393, US7626129, US7743750, US8109148, US8246726, US8292109, US8375778, US8413496, US8505386, US8544333, US8814993, US8821226, US8869623, US9120059, US9255719, US9295949, US9332662, US9372102, US2012/0247179, US2015/0330421, US2017/0089794.

OBJETO DA INVENÇÃO

[0007] A invenção visa fornecer, pelo menos em parte, uma solução original para os problemas acima mencionados.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0008] Com vista a atingir este objetivo, o objeto da invenção fornece um alojamento de proteção para proteger um dispositivo eletrônico, em que o referido alojamento compreende uma pluralidade de paredes que definem um invólucro no qual é colocado o dispositivo eletrônico, e em que uma das paredes, referida como parede principal, possui uma abertura para expor uma parte do dispositivo de medição à pressão atmosférica.

[0009] Este alojamento compreende, disposto na superfície externa da parede principal, uma pluralidade de partições separadas umas das outras por passagens e dispostas em torno da abertura para circundá-la completamente e pelo menos uma ranhura de fluxo disposta próxima à abertura, a fim de permitir que o líquido que pode provavelmente se acumular ao redor da abertura e/ou contra as partições a ser descarregado.

[00010] Ao combinar partições de proteção "formadoras de labirinto" em torno da abertura com pelo menos uma ranhura de descarga, é possível posicionar uma membrana impermeável sobre a abertura do alojamento sem correr o risco de obscurecer a abertura por uma película de líquido que não permitiria mais uma parte do dispositivo eletrônico a ser exposta à pressão atmosférica. A delaminação da membrana sob o efeito de tensões mecânicas externas também é evitada.

[00011] De acordo com outras características vantajosas e não limitantes da invenção, tomadas isoladamente ou em qualquer combinação tecnicamente viável: a superfície externa da parede principal define um plano principal e a abertura é disposta neste plano principal; as partições são perpendiculares à parede principal; as partições são colocadas a uma primeira distância da abertura e outras partições são colocadas a uma segunda distância da abertura, a referida segunda distância sendo maior do que a primeira; uma primeira série de partições é disposta em torno da abertura e as referidas partições são separadas umas das outras por primeiras passagens, e uma segunda série de partições é disposta vis-à-vis às primeiras passagens de modo que a abertura seja completamente cercada pelas partições; a ranhura é posicionada entre a abertura e uma partição;

pelo menos uma das partições é formada de um lado de um conector elétrico.

[00012] O objeto da invenção também fornece um sensor de pressão, em particular para um tanque de um veículo motorizado, compreendendo um corpo, um dispositivo eletrônico de medição de pressão montado no corpo, um alojamento de proteção como descrito acima conectado ao corpo e uma membrana conectada ao alojamento para cobrir a abertura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00013] Outras características e vantagens da invenção emergirão da descrição detalhada da invenção abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Fig. 1 é uma vista explodida de um sensor de pressão empregando um alojamento de proteção de acordo com a invenção; A Fig. 2 é uma seção de um sensor de pressão; A Fig. 3 é uma vista superior de um alojamento de proteção de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00014] Com referência aos desenhos, é apresentado um sensor de pressão 1 empregando um alojamento de proteção 2 para proteger um dispositivo eletrônico de medição de pressão

5. O sensor 1 compreende um corpo 3 que define um primeiro volume 3a. O corpo 3 é fornecido com um sistema de vedação 4 que permite associar o sensor 1 a um reservatório cuja pressão interna se pretende medir, por exemplo o tanque de um veículo motorizado. No exemplo mostrado nos desenhos, o sistema de vedação 4 é um conector fêmea que permite encaixar o sensor 1 em um conector macho do tanque, por meio de uma trava 4c. Um conjunto de arruela de vedação 4b, preso no corpo 3 por um anel 4a, garante sua função de vedação. A invenção não está, no entanto, de forma alguma limitada ao conector mostrado, e qualquer mecanismo que torne possível conectar o sensor de pressão ao tanque de modo que a pressão no primeiro volume seja igual à do tanque pode ser adequado.

[00015] O dispositivo eletrônico 5 para medir a pressão relativa é montado no corpo 3. No exemplo mostrado na Fig. 2, este dispositivo compreende um suporte de PCB (“Placa de Circuito Impresso”) em cujas faces os vários componentes do dispositivo estão dispostos. Em particular, existe um componente de transdução sensível à pressão 5b, colocado em linha com uma abertura no suporte 5a, tornando possível expor cada face do componente a uma pressão que pode ser diferente.

[00016] Uma face do componente 5b é exposta à primeira pressão predominante no primeiro volume 3a do corpo 3. Para este propósito, uma passagem 3d foi disposta no corpo 3 entre o primeiro volume 3a e um orifício previsto para receber um duto 5d, por exemplo, um duto de vidro, a partir do dispositivo eletrônico 5. O duto 5d é conectado ao suporte 5, em linha com o componente de transdução 5b, e permite que o fluido do primeiro volume 3a circule, através da passagem 3d e até uma primeira face do componente de transdução 5b. Um conjunto de arruela de vedação disposto no orifício do corpo 3 veda a conexão entre o corpo 3 e o duto 5b, a fim de isolar completamente o primeiro volume 3a, em comunicação com o tanque cuja pressão deve ser medida, do meio ambiente externo.

[00017] O dispositivo eletrônico 5 é protegido por um alojamento de proteção 2. Este alojamento 2 é formado por várias paredes que definem um invólucro no qual reside o dispositivo eletrônico. Pelo menos parte do invólucro constitui um segundo volume 2a no qual se pretende fazer prevalecer a pressão atmosférica, a fim de expor a segunda face do componente de transdução 5b nele. O segundo volume 2a pode ser parcialmente preenchido com um material de proteção 5c, como um gel, disposto no componente de transdução 5b. O segundo volume 2a definido pelo alojamento de proteção 2 está em comunicação com o ambiente externo por meio de uma abertura 2c feita em uma das paredes, denominada parede principal, do alojamento 2. No exemplo mostrado nos desenhos, as paredes laterais do alojamento 2 engatam em uma ranhura periférica feita no corpo 3 de modo a fechar o invólucro do dispositivo eletrônico 5 para protegê-lo mecanicamente. Suportes resilientes 2d, claramente visíveis na Fig. 3, permitem que o alojamento 2 seja retido no corpo. Pode-se, obviamente, considerar qualquer outro mecanismo para manter o alojamento 2 no corpo 3. De preferência, a conexão entre o alojamento 2 e o corpo 3 é vedada, de modo a proteger o dispositivo eletrônico 5 da intrusão de água ou poeira. Neste caso, a única comunicação entre o interior do alojamento e seu ambiente é, portanto, a abertura 2c.

[00018] A medição de pressão relativa estabelecida pelo dispositivo eletrônico pode ser fornecida aos pinos 6a de um conector elétrico 6, aqui disposto na face principal do alojamento 2.

[00019] Como foi especificado na introdução do presente pedido, é importante manter o interior do segundo volume 2a à pressão atmosférica. Para este propósito, foi feita provisão para cobrir a abertura 2c com uma membrana impermeável, hidrofóbica e permeável a gases 7. Desta forma, o ar externo pode entrar e sair livremente do interior do invólucro e do segundo volume 2a através da abertura 2c de modo que haja pressão atmosférica constante no segundo volume 2a.

[00020] A membrana impermeável 7 também evita que um líquido flua através da abertura 2c para o segundo volume 2a, o que afetaria a medição. A sua natureza hidrofóbica também impede que uma película de líquido cubra permanentemente a membrana 7, impedindo assim a circulação de ar através da abertura 2c. A título de exemplo, pode ser uma membrana de Teflon, aqui na forma de um disco, colada à carcaça. No entanto, pode ser considerado que a membrana seja feita de outro material ou tenha outra forma sem se afastar do âmbito da presente invenção.

[00021] A parede principal do alojamento 2 tem uma superfície voltada para fora que define um plano principal do alojamento 2. No exemplo mostrado nos desenhos, a membrana 7 está diretamente conectada à parede principal do alojamento 2, isto é, a superfície de montagem da membrana reside no plano principal do alojamento 2. A abertura 2c e a membrana 7 não estão, portanto, dispostas em um recesso ou em uma elevação do alojamento 2, o que as teria colocado fora do plano principal. Nesta configuração, a água não escoa naturalmente da membrana 7 ou das suas proximidades, como é o caso quando esta é colocada sobre uma cúpula, em elevação. O flanco periférico da membrana 7 é exposto a tensões mecânicas externas, por exemplo, salpicos de água, que podem fazer com que se solte com o tempo. Este fenômeno é reduzido quando a membrana 7 é colocada em um reforço da parede principal do alojamento 2, o que torna o lado periférico da membrana menos acessível.

[00022] Para evitar esses fenômenos na configuração de montagem da membrana 7 mostrada nos desenhos, foi feita provisão para fornecer o alojamento 2 com uma pluralidade de partições 8a, 8b dispostas em torno da abertura 2c de modo a proteger o lado periférico da membrana 7. As partições podem ser dispostas perpendicularmente à parede principal do alojamento 2. As partições 8a, 8b são separadas umas das outras por passagens que permitem que os líquidos sejam descarregados e o ar circule. A disposição das partições 8a, 8b em torno da abertura 2c é tal que todo o lado periférico da membrana 7 é protegido do ambiente externo por pelo menos uma das partições. Em outras palavras, a borda da abertura 2c é inteiramente cercada pelas partições 8a, 8b e qualquer porção da borda da abertura 2c e, portanto, do lado da membrana 7, é mascarada por pelo menos uma das partições 8a, 8b. Esta configuração "formadora de labirinto" garante a proteção do lado periférico da membrana 7 contra tensões mecânicas externas e evita a acumulação de líquido que pode escapar pelas passagens dispostas entre as partições 8a, 8b.

[00023] Para promover a descarga de líquidos, também foi prevista a disposição de pelo menos uma ranhura de fluxo 9 na parede principal do alojamento 2, próximo à abertura 2c, a membrana 7 e as partições 8a, 8b. Pretende-se, desta forma, evitar a acumulação de líquido, em forma de película ou gotas, em torno da abertura 2c e/ou contra as partições 8a, 8b, por ação capilar. As duas ranhuras de fluxo 9 fornecidas no exemplo mostrado permitem quebrar a tensão superficial da película ou das gotas de líquido. Este líquido pode então ser descarregado, guiado pelas ranhuras 9 e fluir, por exemplo, nas paredes laterais do alojamento 2. Para este fim, a ranhura ou a pluralidade de ranhuras 9 estende-se ao longo de toda a parede principal do alojamento para emergir em pelo menos um dos lados desta parede e vantajosamente em dois ou mais lados da parede.

[00024] No exemplo mostrado, e como pode ser visto mais claramente na Fig. 3, a pluralidade de partições 8a, 8b consiste em uma primeira série de partições separadas 8a, aqui duas partições 8a, e separadas uma da outra pelas primeiras passagens. Eles são colocados na vizinhança imediata da abertura 2c e da membrana 7, isto é, a uma primeira distância que é relativamente curta. Estas partições 8a têm porções no plano principal que correspondem à forma da membrana 7, aqui porções de um círculo. Estas duas partições 8a estão dispostas frente a frente, de cada lado da abertura 2c. Para proteger as porções do lado periférico da membrana exposta pelas passagens existentes entre as duas partições 8a da primeira série, uma segunda série de partições complementares 8b é fornecida, distintas e separadas das paredes 8a da primeira série por passagens complementares. Estas partições complementares 8b aqui têm porções retas no plano principal. Eles são dispostos um em relação ao outro e as primeiras passagens, em cada lado da abertura 2c e da membrana 7, para obscurecer do lado de fora as passagens existentes entre as partições 8a da primeira série. As passagens complementares entre a primeira e a segunda série de partições são feitas colocando esta segunda série de partições 8b a uma segunda distância da abertura 2c, a referida segunda distância sendo maior do que a primeira distância que separa a primeira série de partições 8a da abertura 2c. Neste exemplo, prevê-se a formação de duas ranhuras de fluxo 9 na parede principal do alojamento, no espaço livre entre a abertura 2c e as partições 8b com uma porção reta da segunda série. As duas ranhuras 9 estendem-se por toda a parede principal para emergir em dois lados opostos desta parede e para permitir que a água flua pelas paredes laterais.

[00025] Outras séries de partições também podem ser fornecidas, ou dispostas no plano principal de acordo com um arranjo "formador de labirinto" diferente daquele que acaba de ser descrito, na medida em que essas partições estão dispostas de forma a obscurecer completamente, em todas as direções possíveis de abordagem, o lado periférico da membrana 7 do seu ambiente remoto e, portanto, circunda inteiramente a abertura 2c. As partições podem ter outras funções além da função de proteção que acabou de ser descrita. Assim, em uma modalidade exemplar não mostrada, pelo menos uma das partições 8a ou uma das partições complementares 8b pode ser formada a partir do lado vertical do conector elétrico 6. Isto pode tornar possível tornar o alojamento mais compacto, aproximando a abertura 2c e as partições de proteção 8a, 8b do conector.

[00026] Assim, combinando as partições de proteção 8a, 8b de uma forma "formadora de labirinto" em torno da membrana 7 com ranhuras de descarga 9, é possível escolher posicionar a membrana 7 no plano principal definido pela parede do alojamento sem risco cobrindo esta membrana 7 com um filme de líquido ou risco de sua delaminação sob o efeito de tensões mecânicas externas.

[00027] Além de proteger a abertura 2c e a membrana 7, foi feita uma provisão no sensor 1, tomado como exemplo, para montar uma tampa protetora 10 pendendo da membrana 7. Esta tampa é aqui fornecida com duas aberturas nas quais entalhes formados nas faces externas das partições 8a da primeira série podem ser colocados. Desta forma, a tampa 10 pode ser facilmente presa ao alojamento 2.

[00028] Obviamente, a invenção não está limitada à modalidade descrita e modalidades alternativas podem ser fornecidas sem se afastar do escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações.

[00029] Pode-se, por exemplo, considerar colocar a abertura 2c, as partições 8a, 8b e as ranhuras de descarga 9 em um plano diferente do plano principal, em uma cúpula ou em um recesso da parede principal do alojamento 2 e obter os mesmos benefícios como aqueles que foram expostos.

[00030] Além disso, o dispositivo eletrônico não é necessariamente um dispositivo de medição de pressão. A presente invenção se aplica de fato a qualquer alojamento de proteção para proteger qualquer dispositivo eletrônico, em particular quando o referido dispositivo eletrônico deve ser protegido de seu ambiente, enquanto mantém a comunicação com o referido ambiente, por exemplo, por razões de remoção de calor.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Alojamento de proteção (2) para proteger um dispositivo eletrônico (5), caracterizado pelo fato de que o referido alojamento compreende uma pluralidade de paredes que definem um invólucro no qual é disposto o dispositivo eletrônico (5), em que uma das paredes, referida como parede principal, tem uma abertura (2c) para expor uma parte do dispositivo de medição (5) à pressão atmosférica, e em que o alojamento (2) tem como característica compreender, disposto na superfície externa da parede principal: - uma pluralidade de partições (8a, 8b) separadas umas das outras por passagens e dispostas em torno da abertura (2c) para envolvê-la completamente; - pelo menos uma ranhura de fluxo (9) disposta próxima à abertura (2c), a fim de permitir que o líquido que pode provavelmente se acumular em torno da abertura (2c) e/ou contra as partições (8a, 8b) seja descarregado.

2. Alojamento de proteção (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície exterior da parede principal define um plano principal e em que a abertura (2c) está disposta neste plano principal.

3. Alojamento de proteção (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as partições (8a, 8b) são perpendiculares à parede principal.

4. Alojamento de proteção (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as partições (8a) são colocadas em uma primeira distância da abertura (2c) e outras partições (8b) são colocadas em uma segunda distância da abertura (2c), a referida segunda distância sendo maior do que a primeira.

5. Alojamento de proteção (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma primeira série de partições (8a) é disposta em torno da abertura (2c) e as referidas partições são separadas umas das outras por primeiras passagens, e em que uma segunda série de partições (8b) é disposto vis-à-vis às primeiras passagens de modo que a abertura (2c) seja completamente circundada pelas partições (8a, 8b).

6. Alojamento de proteção (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ranhura (9) está posicionada entre a abertura (2c) e uma partição (8b).

7. Alojamento de proteção (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das partições (8a, 8b) é formada de um lado de um conector elétrico (6).

8. Sensor de pressão (1), em particular para um tanque de um veículo motorizado, caracterizado pelo fato de que compreende um corpo (3), um dispositivo eletrônico de medição de pressão (5) montado no corpo (3), um alojamento de proteção (2) conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes conectado ao corpo (3), e uma membrana (7) conectada ao alojamento (2) para cobrir a abertura (2c).