FR2768866A1 - Passage etanche pour conducteur electrique au travers d'une paroi de boitier - Google Patents
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Abstract
Un passage étanche, pour conducteur (s) électrique (s) au travers d'une paroi (11) de boîtier en plastique, est réalisé au moyen de bandes conductrices qui sont enrobées dans un support (23, 24) de bande conductrice et présentent des bornes (25) de contact électrique des deux côtés de la paroi (11) du boîtier. Le support de bande conductrice est reçu dans la paroi de boîtier par surmoulage par injection de cette dernière. Lors de la fabrication du passage étanche pour conducteurs électriques, une feuille flexible (2), présentant une bande conductrice, est serrée entre chacune des faces, externe et interne, du boîtier à injecter, entre deux moitiés d'un outil de moulage par injection.
Description
L'invention concerne un passage ou traversée étanche pour conducteur(s) électrique(s) au travers d'une paroi de boîtier en matière plastique, du type faisant appel à des bandes conductrices, qui sont enrobées dans un support de bande conductrice et qui présentent des bornes de contact électrique des deux côtés de la paroi du boîtier, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel passage étanche.
Dans le cas de véhicules automobiles, on demande de plus en plus d'intégrer une électronique de commande dans le moteur ou dans la boîte de vitesses. Pour cela, l'électronique de commande, installée sur un support de circuit, doit être protégée des huiles utilisées dans les moteurs et dans les boîtes de vitesses et qui contiennent des additifs chimiques hautement agressifs. Mais, en même temps, on doit faire passer des conducteurs électriques au travers de la protection, pour pouvoir commander électroniquement des composants d'un moteur ou d'une boîte de vitesses.
Un dispositif de liaison, efficace dans de telles conditions, est connu par le brevet EP 0 513 263 B1. On fait passer une feuille flexible, portant des bandes conductrices, entre une pièce de fermeture et un boîtier, et on crée une liaison électrique entre un composant situé à l'intérieur du boîtier et un composant situé à l'extérieur du boîtier. Pour obtenir une étanchéité entre la feuille flexible et la pièce de fermeture ou le boîtier, la feuille flexible doit être enveloppée d'un joint d'étanchéité. L'étanchéité de la pièce de fermeture par rapport au boîtier et par rapport à la feuille flexible est relativement coûteuse. De plus, la pièce d'étanchéité et le boitier doivent être fixés de façon définie l'un à l'autre pour produire une étanchéité satisfaisante.
Par le document DE 195 17 455 Al, on connaît un dispositif, étanche aux gaz, pour le passage d'un conducteur au travers d'une pièce de fixation en matière plastique, suivant lequel une gaine rétractable est collée sur le conducteur. La gaine rétractable forme une liaison avec la matière plastique de la pièce de fixation. Si on doit faire passer une multiplicité de conducteurs au travers de la pièce de fixation, il faut prévoir une multiplicité de conducteurs comportant des gaines rétractables et les fixer pour l'enrobage par injection de matière plastique. En raison de l'enrobage par injection de matière plastique, produisant des températures très élevées, le conducteur ne présente aucune isolation immédiatement à l'extérieur du boîtier.
En raison des propriétés de mollesse et d'élasticité d'une gaine rétractable, on ne peut pas obtenir une isolation étanche aux liquides.
Le brevet US 5,491,300 concerne un boîtier de passage, qui sert à introduire des supports de bande conductrice dans un super-ordinateur refroidi par liquide. Le boitier de passage est installé dans le boîtier du super-ordinateur.
Un but de l'invention est d'offrir un dispositif, simple et particulièrement fiable, pour faire passer un conducteur électrique de façon étanche au travers d'une paroi de boîtier.
Ce but est atteint avec un passage du type précité pour conducteur(s) électrique(s), dans lequel le support de bande conductrice est reçu dans la paroi de boîtier par surmoulage par injection de cette dernière et des bandes conductrices d'un support de bande conductrice sont disposées à des niveaux différents dans la paroi de boîtier.
Il est, par ailleurs, avantageux, selon l'invention, que
- le support de bande conductrice soit une feuille flexible comportant une feuille de couverture et une feuille de base, entre lesquelles sont disposées des bandes conductrices ;
- la feuille de couverture et la feuille de base soient reliées physiquement ou chimiquement à la paroi de boîtier ;
- le support de bande conductrice soit reçu dans un boîtier par surmoulage par injection sensiblement suivant un contour fermé;
- plusieurs supports de bande conductrice soient reçus par surmoulage par injection dans la paroi de boîtier et y soient séparés suivant différents plans.
- le support de bande conductrice soit une feuille flexible comportant une feuille de couverture et une feuille de base, entre lesquelles sont disposées des bandes conductrices ;
- la feuille de couverture et la feuille de base soient reliées physiquement ou chimiquement à la paroi de boîtier ;
- le support de bande conductrice soit reçu dans un boîtier par surmoulage par injection sensiblement suivant un contour fermé;
- plusieurs supports de bande conductrice soient reçus par surmoulage par injection dans la paroi de boîtier et y soient séparés suivant différents plans.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un passage étanche pour conducteur(s) électrique(s) au travers d'une paroi de boîtier en matière plastique, caractérisé par les étapes suivantes:
- une feuille flexible, présentant une bande conductrice, est fixée individuellement sur la face interne et sur la face externe de la paroi de boîtier à mouler par injection, entre deux moitiés d'un outil de moulage par injection,
- le boîtier en matière plastique est moulé par injection.
- une feuille flexible, présentant une bande conductrice, est fixée individuellement sur la face interne et sur la face externe de la paroi de boîtier à mouler par injection, entre deux moitiés d'un outil de moulage par injection,
- le boîtier en matière plastique est moulé par injection.
Il est également avantageux, d'après le procédé selon l'invention, que
- le boîtier en matière plastique soit moulé par injection à une température située au-dessus de la température de fusion de la feuille flexible
- la feuille flexible, avant moulage par injection du boîtier en matière plastique, soit enrobée de matière plastique dans une zone qui, après moulage par injection du boîtier en matière plastique, se trouve à l'intérieur d'une paroi de boîtier.
- le boîtier en matière plastique soit moulé par injection à une température située au-dessus de la température de fusion de la feuille flexible
- la feuille flexible, avant moulage par injection du boîtier en matière plastique, soit enrobée de matière plastique dans une zone qui, après moulage par injection du boîtier en matière plastique, se trouve à l'intérieur d'une paroi de boîtier.
La fabrication du passage étanche pour conducteurs électriques au travers de la paroi de boîtier est déjà incluse dans le processus de fabrication de la paroi de boîtier en matière plastique. En dehors du moulage par injection de la paroi de boîtier, aucune autre étape de fabrication n'est nécessaire pour réaliser une liaison électrique à travers la paroi de boîtier et pour obtenir une étanchéité entre un conducteur et la paroi de boîtier, ou entre deux moitiés de la paroi de boîtier.
L'invention permet d'obtenir de façon particulièrement sûre une étanchéité aux liquides utilisés dans des moteurs ou des boîtes de vitesses, tels que de l'huile ou de l'essence. Cela est important si le passage pour les conducteurs électriques relie une électronique de commande, intégrée dans une boîte de vitesses automatique et encapsulée pour sa protection vis-à-vis de l'huile de boîte de vitesses, à des composants placés en dehors de la capsule, comme des connecteurs, des capteurs ou des actionneurs. Si la liaison perd son étanchéité au cours du temps, l'électronique de commande sera détruite par l'entrée d'huile. Pour renouveler l'électronique de commande, la boîte de vitesses doit être démontée, ce qui conduit à des frais élevés.
Il est particulièrement avantageux que les bandes conductrices à faire passer au travers de la paroi de boîtier puissent être désolidarisées dans la paroi du boîtier. Pour cela, les bandes conductrices doivent simplement être fixées chacune par rapport à la face interne et par rapport à la face externe de la paroi de boîtier à injecter. Le tracé des bandes conductrices, ou des feuilles flexibles à l'intérieur de la paroi de boîtier à injecter est indifférent.
D'autres avantages, caractéristiques et possibilités d'utilisation de l'invention, ressortent de la description ci-après d'exemples d'exécution, en référence au dessin, sur lequel:
La figure 1 est une vue de face d'un boîtier, au travers de chacune des parois de gauche et de droite duquel passe une feuille de bande conductrice.
La figure 1 est une vue de face d'un boîtier, au travers de chacune des parois de gauche et de droite duquel passe une feuille de bande conductrice.
La figure 2 est une vue en coupe faite suivant le plan II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe, faite suivant le plan III-III de la figure 1.
La figure 4 est une vue de dessous d'un boîtier en matière plastique dans lequel est reçue une feuille de bande conductrice par surmoulage par injection sensiblement suivant un contour fermé.
La figure 5 est une vue de dessous d'un boîtier en matière plastique comportant trois feuilles de bande conductrice reçues par surmoulage par injection.
La figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une paroi de boîtier, dans laquelle des bandes conductrices passent d'un niveau vers des niveaux différents.
La figure 7 est une vue en coupe d'une paroi de boîtier, dans laquelle des bandes conductrices sont séparées pour passer d'un niveau à des niveaux différents.
La figure 8 est une vue dessus d'une moitié d'outil de moulage par injection.
La figure 9 est la vue de face de la moitié d'outil de moulage par injection de la figure 8, avec, en plus, sa deuxième moitié.
La figure 1 représente un boîtier 1 en matière plastique, comportant une paroi 11 de boîtier qui renferme un espace vide 12. Le boîtier est accessible depuis le dessous par une ouverture 13 du boîtier. Sur des faces opposées du boîtier, deux feuilles 2 de bande conductrice sont solidarisées par moulage par injection dans la paroi de boîtier. En variante, une unique feuille de bande conductrice traversante peut également remplir le même rôle que les deux feuilles de bande conductrice.
La coupe représentée sur la figure 2, faite suivant le plan II-II de la figure 1, montre le tracé de la feuille 2 de bande conductrice au travers de la paroi 11 de boîtier. Une bande conductrice 21 de la feuille de bande conductrice est recouverte par une feuille de couverture 23 et par une feuille de base 24. Aussi bien la feuille de couverture que la feuille de base sont constituées de polyimide. La feuille de bande conductrice présente, des deux côtés de la paroi 11 de boîtier, des bornes de contact 25 ou plots. Aux bornes de contact 25 est réalisée une liaison électrique avec des composants ou des circuits électroniques.
La figure 3 représente une coupe de la paroi de boîtier 11, tournée de 90a par rapport à la figure 2. Il est clair ici que la feuille 2 de bande conductrice comprend plusieurs bandes conductrices 21. Les bandes conductrices sont noyées dans une colle 22 entre la feuille de couverture 23 et la feuille de base 24.
Lors du moulage par injection du boîtier en matière plastique, il se produit un processus de fusion entre la matière plastique de la paroi 11 de boîtier et la matière plastique de la feuille de couverture 23, ainsi que celle de la feuille de base 24, si la température de fusion de la feuille de base et de la feuille de couverture est inférieure à la température de la matière plastique injectée. Suivant le choix de la température et de la matière, on peut provoquer une fusion, un soudage ou une interpénétration des matières de la feuille de bande conductrice et du boîtier. Il en résulte une liaison physique et/ou chimique entre les matières plastiques de la feuille de bande conductrice et de la paroi de boîtier.
Comme matière plastique résistant à l'huile, un polyamide renforcé par des fibres est, par exemple, approprié pour la paroi de boîtier. Il résulte de la fixation ou de la liaison entre la feuille de bande conductrice 2 et la paroi de boîtier 11 un passage ou traversée de la feuille de bande conductrice 2 au travers de la paroi de boîtier 11, qui est absolument étanche à l'huile et résistant à la température. Cette étanchéité ne subit pas non plus d'influences défavorables du fait du refroidissement de la paroi de boîtier après le moulage par injection ou du fait de la variation de température dans le cas d'une installation ultérieure dans une boîte de vitesses ou similaire.
La vue de dessous d'un boîtier, représentée sur la figure 4, montre une feuille 2 de bande conductrice à contour essentiellement fermé reçue par moulage par injection selon toute la section de la paroi 11 de boîtier. La feuille de bande conductrice présente des évidements 26 afin que la matière plastique puisse s'écouler au travers de ceux-ci lors du moulage par injection. De ce fait, il se crée une liaison entre une partie inférieure et une partie supérieure du boîtier.
A l'intérieur du boîtier, un support de circuit, en particulier un substrat LTCC (Low Temperature Cofired
Ceramics), peut être collé sur la feuille 2 de bande conductrice avec une colle de contact conductrice de l'électricité, pour réaliser une liaison électrique entre les points de contact 25 de la feuille 2 de bande conductrice et les points de contact correspondants du support de circuit.
Ceramics), peut être collé sur la feuille 2 de bande conductrice avec une colle de contact conductrice de l'électricité, pour réaliser une liaison électrique entre les points de contact 25 de la feuille 2 de bande conductrice et les points de contact correspondants du support de circuit.
Un tel support de circuit est d'abord appliqué sur une plaque métallique avec une colle conductrice de la chaleur. On fait ensuite passer la plaque métallique comportant le support de circuit au travers de l'ouverture 13 du boîtier, pour réaliser une liaison électrique entre le support de circuit placé sur la plaque métallique, de préférence une plaque d'aluminium, et la feuille 2 de bande conductrice. La plaque métallique peut servir en même temps à fermer vers l'extérieur l'ouverture 13 du boîtier.
Comme le montre la figure 5, des bandes conductrices 21, entourées par une feuille 2 de bande conductrice, peuvent être reçues par moulage par injection dans la paroi de boîtier 11, à des endroits choisis.
La figure 6 présente trois bandes conductrices 21 qui passent, d'un niveau unique dans l'espace intérieur du boîtier (à droite), à des niveaux différents à l'extérieur du boîtier (à gauche). Pour cela, la feuille 2 de bande conductrice est divisée dans la paroi de boîtier 11 à injecter, de sorte que les différentes bandes conductrices individuelles 21 peuvent passer à des niveaux différents du côté de la face externe du boîtier.
Pour pouvoir, de façon simple, réaliser les contacts d'un support de circuit, il est normalement nécessaire que les bandes conductrices se trouvent sur un niveau unique.
Sur la figure 7, on a représenté une coupe horizontale d'une paroi de boîtier 11, en vue de dessous depuis l'ouverture 13 du boîtier. Du côté intérieur du boîtier (à droite), plusieurs feuilles 2 de bande conductrice, qui recouvrent chacune une bande conductrice 21, sont disposées à un niveau unique relatif à un support de circuit situé à l'intérieur du boîtier, mais décalées (horizontalement) les unes par rapport aux autres. Les bandes conductrices se croisent dans la paroi 11 de boîtier, pour être disposées, sur la face extérieure du boîtier (à gauche), suivant un ordre choisi. Les bandes conductrices sont, dans cet exemple, disposées sur la face extérieure du boîtier, à des niveaux verticaux différents.
La figure 8 représente une moitié d'un outil de moulage par injection 3 en deux parties, sur laquelle est posée une feuille 2 de bande conductrice flexible, partiellement enrobée par injection de matière plastique.
Bien que cela ne soit pas représenté, l'outil de moulage par injection forme un anneau creux fermé, dans lequel est injecté de la matière plastique. L'anneau est formé d'une paroi extérieure fermée continue 34 et d'une paroi intérieure fermée continue 35.
Un corps d'injection 4, formé par enrobage d'une partie de la feuille flexible 2 de bande conductrice avec de la matière plastique, se trouvera plus tard disposé à l'intérieur de la paroi de boîtier 11. En particulier, la feuille 2 de bande conductrice est enrobée de matière plastique aux endroits où des bandes conductrices 21 et la feuille 2 de bande conductrice se séparent, ou bien là où une bande conductrice 21 présente une dérivation. Le corps d'injection 4 empêche que la feuille 2 de bande conductrice se rompe lors de l'injection de la paroi de boîtier 11. En même temps, le corps d'injection 4 peut être utilisé pour la fixation de la feuille 2 de bande conductrice par l'outil de moulage par injection.
La figure 9 est une vue de face de l'outil de moulage par injection 3, après que la deuxième moitié 31 de l'outil de moulage par injection ait été posée sur la première moitié 32. Ainsi, la feuille 2 de bande conductrice est fixée mécaniquement en dehors de la paroi de boîtier à injecter, entre la partie inférieure 32 et la partie supérieure 31 de l'outil de moulage par injection 3. Les surfaces de contact 33 des moitiés 32 et 31 de l'outil de moulage par injection 3 reposent sur la feuille 2 de bande conductrice. Aux endroits où il n'y a pas de feuille de bande conductrice, les moitiés reposent l'une sur l'autre, comme cela est représenté dans l'espace compris entre les branches séparées de la feuille de bande conductrice.
Lors de l'injection du boîtier 1 en matière plastique, un vide 36 dans l'outil de moulage par injection 3 est rempli de matière plastique fondue et enveloppe ainsi par injection également la feuille 2 de bande conductrice.
Une séparation des bandes conductrices est assurée chaque fois en fixant une bande conductrice, enrobée par une feuille de bande conductrice, en un point de fixation 37 de la paroi intérieure 35 de l'outil de moulage par injection 3, et à un point de fixation 37, choisi à cet effet sur la paroi extérieure 34 de l'outil de moulage par injection. Les bandes conductrices 21 peuvent se croiser à l'intérieur de l'outil de moulage par injection, dans l'espace creux 36, et plus tard à l'intérieur de la paroi 11 de boîtier.
Si, comme le montre la figure 6, les bandes conductrices doivent être disposées à des niveaux différents, cela peut se faire par une structure étagée des surfaces de contact 33 de l'outil de moulage par injection. Les bandes conductrices 21 reposent alors sur la paroi intérieure 35 et/ou sur la paroi extérieure 34 de l'outil de moulage par injection 3, en étant réparties suivant plusieurs couches et, de ce fait, à des niveaux différents.
Claims (8)
1. Passage étanche pour conducteur(s) électrique(s) au travers d'une paroi (11) de boîtier en matière plastique, au moyen de bandes conductrices (21) qui sont enrobées dans un support (2) de bande conductrice et qui présentent des bornes de contact (25) électrique des deux côtés de la paroi du boîtier, caractérisé en ce que le support (2) de bande conductrice est reçu dans la paroi (11) de boîtier par surmoulage par injection de cette dernière et en ce que des bandes conductrices (21) d'un support (2) de bande conductrice sont disposées à des niveaux différents dans la paroi (11) de boîtier.
2. Passage étanche pour conducteurs électriques suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support (2) de bande conductrice est une feuille flexible comportant une feuille de couverture (23) et une feuille de base (24), entre lesquelles sont disposées des bandes conductrices (21).
3. Passage étanche pour conducteurs électriques suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la feuille de couverture (23) et la feuille de base (24) sont reliées physiquement ou chimiquement à la paroi de boîtier (11).
4. Passage étanche pour conducteurs électriques suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (2) de bande conductrice est reçu dans un boîtier (1) par surmoulage par injection sensiblement suivant un contour fermé.
5. Passage étanche pour conducteurs électriques suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs supports (2) de bande conductrice sont reçus par surmoulage par injection dans la paroi de boîtier et y sont séparés suivant des plans différents.
6. Procédé de fabrication d'un passage étanche pour conducteur(s) électrique(s)au travers d'une paroi (11) de boîtier (1) en matière plastique, caractérisé par les étapes suivantes
- une feuille flexible (2), présentant une bande conductrice (21), est fixée individuellement sur la face interne et sur la face externe de la paroi (11) de boîtier à mouler par injection, entre deux moitiés d'un outil de moulage par injection,
- le boîtier (1) en matière plastique est moulé par injection.
7. Procédé suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que le boîtier (1) en matière plastique est moulé par injection à une température située audessus de la température de fusion de la feuille flexible.
8. Procédé suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la feuille flexible (2), avant moulage par injection du boîtier en matière plastique, est enrobée de matière plastique dans une zone qui, après moulage par injection du boîtier en matière plastique, se trouve à l'intérieur d'une paroi (11) de boîtier.
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 310 (E - 1380) 14 June 1993 (1993-06-14) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB2333187B (en) | 2001-11-14 |
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| GB2333187A (en) | 1999-07-14 |
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