ITMI20000511A1 - Disposizione di guarnizioni per custodia - Google Patents

Description

Descrizione

L'invenzione concerne una disposizione atta all’inserimento a tenuta ermetica di una scheda flessibile a circuiti stampati attraverso una

commettitura della parete della custodia, secondo la definizione introduttiva della rivendicazione 1.

Gli inserimenti a tenuta ermetica di schede flessibili a circuiti stampati attraverso commettiture della parete della custodia rappresentano un moderno concetto per l'allacciamento elettrico di componenti o circuiti racchiusi in una custodia, con un elevato potenziale di .risparmio sui costi, specialmente nella tecnologia degli autoveicoli.

Una disposizione di guarnizioni conforme alla definizione introduttiva della rivendicazione 1 è descritta nel brevetto d'invenzione europeo 0 513 263 B1. La guarnizione è applicata tramite vulcanizzazione sulla scheda a circuiti stampati, in modo da aderirvi, oppure è inserita in qualità di separato elemento sagomato nella commettitura della parete della custodia.

Talvolta si verificano tuttavia nel caso di questa tecnologia difficoltà che hanno a che vedere con il fatto che la scheda flessibile a circuiti stampati può subire dilatazioni non elastiche, e pertanto può essere danneggiata o preventivamente danneggiata a causa delle sollecitazioni meccaniche che su essa agiscono in occasione dell’operazione di assemblaggio. Un tale danneggiamento può per esempio essere provocato dalla fusione della guarnizione nel contatto di compressione diretto sulla superficie della scheda a circuiti stampati.

Dal brevetto d'invenzione DE 197 12 842 CI è noto un apparecchio di comando per un cambio automatico, che viene disposto all'interno della coppa dell'olio del cambio. Il collegamento elettrico tra una zona ermetizzata della custodia ed un conduttore elettrico, che si trova all'esterno di questa zona della custodia, ha luogo per mezzo di una scheda flessibile a circuiti stampati. Questa è fatta passare, a tenuta ermetica, attraverso la commettitura della parete della custodia tra coperchio e piastra di fondo dell'apparecchio di comando .

Il brevetto d'invenzione CH 497 107 concerne un armadio che è costituito da un recipiente a forma di vasca e da un coperchio. Per 1 ’ermetizzazione del coperchio è prevista una guarnizione recante un labbro di tenuta che si estende con inclinazione rispetto alla direzione della commettitura del coperchio .

Alla base della presente invenzione sta il compito di creare una disposizione atta all'inserimento a tenuta ermetica di una scheda flessibile a circuiti stampati attraverso una commettitura della parete della custodia, la quale sia realizzabile economicamente e garantisca buone caratteristiche di tenuta. In special modo deve poter essere escluso con sicurezza un danneggiamento meccanico della scheda flessibile a circuiti stampati in occasione dell'operazione di assemblaggio .

Grazie alla configurazione del profilato di tenuta, che secondo l'invenzione provoca uno spostamento longitudinale, unidirezionale, della scheda flessibile a circuiti stampati, si ottiene che la scheda flessibile a circuiti stampati esegua, in occasione dell'operazione di assemblaggio, un movimento di scostamento che la tiene esente da sollecitazioni e pertanto la protegge contro danneggiamenti. Il movimento di scostamento fa anche sì che per più o meno l'intera operazione di assemblaggio venga mantenuto in atto un appoggio sostanzialmente puntiforme, e perciò scarsamente incidente, di una oppure preferibilmente di entrambe le guarnizioni sagomate sulla scheda flessibile a circuiti stampati.

Quantomeno una delle due guarnizioni sagomate é preferibilmente realizzata con un labbro di tenuta che si estende con inclinazione rispetto alla direzione della commettitura. La sagomatura e l'inclinazione del labbro di tenuta provocano lo spostamento longitudinale della scheda a circuiti stampati. In proposito è tanto possibile che il labbro di tenuta inclinato sia rivolto in direzione del volume da ermetizzare della custodia, come anche che esso sia diretto in senso opposto a questo.

Fondamentalmente è possibile che solo una delle due guarnizioni sagomate sia dotata di un tale labbro di tenuta e che l'altra guarnizione sagomata sia realizzata con un profilo di tenuta avente superficie sostanzialmente piana, il quale funge da superficie di scorrimento e di contro-tenuta. Preferibilmente tuttavia entrambe le guarnizioni sagomate sono dotate di un tale labbro di tenuta.

Quantomeno in una delle guarnizioni sagomate, in posizione contigua al labbro di tenuta, è di preferenza realizzata una zona di alloggiamento del labbro, eseguita sotto forma di zona a compressione di materiale e/oppure rientranza. Nel corso dell'operazione di assemblaggio il labbro di tenuta va ad inserirsi nella zona di alloggiamento del labbro, per cui viene conseguita una ripartizione uniforme della pressione sulla zona di appoggio della guarnizione.

Un ulteriore provvedimento vantaggioso consiste nell 'incorporare una struttura di irrigidimento in quantomeno una delle guarnizioni sagomate. La struttura di irrigidimento consente una regolazione mirata delle caratteristiche locali di elasticità e di deformabilità delle guarnizione sagomata ed a titolo di esempio rende anche possibile produrre la già menzionata inclinazione del labbro di tenuta.

Un'ulteriore configurazione vantaggiosa di quantomeno una delle guarnizioni sagomate è caratterizzata dal fatto che, in posizione contigua al labbro di tenuta, è realizzata una zona spanciata del materiale, che nella condizione non caricata ha la forma dì una conca e che, in occasione dell'operazione di assemblaggio delle due parti di parete della custodia, per ricalcamento del materiale dà luogo ad un segmento di tenuta sostanzialmente piatto. Il ricalcamento del materiale può essere provocato dalla compressione del materiale della guarnizione sagomata provocata all'atto della ripiegatura del labbro di tenuta. Il segmento di tenuta piatto fa aumentare la sicurezza di tenuta della struttura di tenuta creata, laddove qui, per il fatto che un appoggio del segmento di tenuta piatto sulla scheda flessibile a circuiti stampati ha luogo soltanto all'ultimo momento dell'operazione di assemblaggio (e perciò si verifica solo una breve escursione di compressione), viene nella maniera più ampia possibile evitata una sollecitazione che sottoponga a tensioni la scheda a circuiti stampati.

L'invenzione viene in appresso illustrata in maniera esemplificativa, in relazione a due varianti realizzative, in combinazione con il disegno. In questo fanno vedere:

fig. 1 una rappresentazione in sezione di un coperchio della custodia con piastra di fondo;

fig. 2 una vista in pianta di una piastra di fondo con una scheda flessibile a circuiti stampati disposta su questa;

fig. 3a una coppia di guarnizioni sagomate, inserite in un coperchio della custodia ed in una piastra di fondo, prima dell'assemblaggio del coperchio della custodia e della piastra di fondo, secondo una prima variante dell’invenzione;

fig. 3b la coppia di guarnizioni di tenuta fatta vedere nella figura 3a, con coperchio della custodia e piastra di fondo assemblati;

fig. 4a un'altra coppia di guarnizioni sagomate, inserite in un coperchio della custodia ed in una piastra di fondo, prima dell'assemblaggio del coperchio della custodia e della piastra di fondo, conformemente ad una seconda variante dell'invenzione; e

fig. 4b l'altra coppia di guarnizioni sagomate, fatta vedere nella figura 4a, con coperchio della custodia e piastra di fondo assemblati.

La figura 1 fa vedere un apparecchio di comando 1 che è previsto per l'installazione in un cambio automatico. La custodia dell'apparecchio di comando viene formata da una piastra di fondo metallica 2 e da un coperchio 3 della custodia, di materia plastica. Il coperchio 3 della custodia è fissato alla piastra di comando idraulica del cambio e forma il corpo di supporto della custodia 2, 3 dell’apparecchio di comando. Essa alloggia conduttori elettrici, sensori ed un connettore ad innesto, laddove questi componenti sono disposti all'esterno della camera interna della custodia dell'apparecchio di comando 1.

All'interno della custodia 2, 3 si trova un circuito elettronico 4, il quale è applicato su una sopraelevazione della piastra di fondo 2. Il circuito 4 viene realizzato tramite un substrato di ceramica equipaggiato con componenti elettronici. La piastra di fondo 2 funge da dissipatore di calore o da corpo di raffreddamento per il circuito elettronico 4.

Il circuito 4 è abbracciato da una scheda flessibile a circuiti stampati 5, la quale è riportata per laminazione oppure per incollaggio sulla piastra di fondo 2 e mette elettricamente in contatto il circuito elettronico 4 nell'interno della custodia 2, 3.

La piastra di fondo metallica 2 può presentare nella propria zona marginale primi e secondi fori 6 e 7. Nei primi fori 6 sono ancorate saldamente bussole a pressione 8. Nei secondi fori 7 sono inseriti manicotti isolanti 9.

Il coperchio 3 della custodia presenta un segmento a forma di vasca che lateralmente si raccorda con una zona di appoggio 10 piana, che corre tutto attorno. Nella zona di appoggio 10 sono ancorate spine da inserire a forza, che sul lato del fondo sporgono dalla zona di appoggio 10. Conduttori 12 dei componenti già menzionati, giacenti all'esterno, come connettori ad innesto e sensori, si estendono inoltre nella zona di appoggio 10 del coperchio 3 della custodia e presentano qui terminali 13 del filo che sporgono fuori dal coperchio 3 della custodia.

Nella superficie della piastra di fondo 2 e nella contrapposta superficie della zona di appoggio 10 del coperchio 3 della custodia è di volta in volta ricavata per lavorazione una scanalatura 20, 21 che corre tutto attorno. Nelle scanalature 20, 21 si trovano guarnizioni sagomate 22, 22' che corrono tutto attorno e che sono previste per ermetizzare lo spazio interno della custodia relativamente ad un olio del cambio.

La figura 2 fa vedere nella vista in pianta la struttura lato piastra di fondo rappresentata nella figura 1. La figura 1 rappresenta in proposito una sezione trasversale lungo la linea I-I nella figura 2.

Il circuito elettronico 4 è abbracciato su ogni lato dalla scheda flessibile a circuiti stampati 5. Una linea tratteggiata sta ad indicare il profilo 14 della parte in rilievo della piastra di fondo 2, in corrispondenza della quale confina la scheda flessibile a circuiti stampati 5. In una zona di sovrapposizione il supporto di ceramica del circuito, che supporta il circuito elettronico 4, si protende oltre la parte in rilievo ed è qui elettricamente messo in contatto con conduttori a traccia (non rappresentati) della scheda flessibile a circuiti stampati 5.

La scheda flessibile a circuiti stampati 5 è costituita per esempio da un foglio di base inferiore di poliammide e da un foglio di copertura superiore di poliimmide, tra i quali sono accolti, in uno strato di adesivo, i conduttori metallici a traccia. Possono anche essere utilizzate schede flessibili a circuiti stampati 5 costituite da più strati.

La scheda flessibile a circuiti stampati 5 si estende sopra la guarnizione sagomata 22', sul lato della piastra di fondo, e conduttori a traccia della scheda flessibile a circuiti stampati 5 fanno capo ai secondi fori 7 e qui sono in contatto con piastrine 15, provviste di superfici metalliche di contatto, della scheda flessibile a circuiti stampati 5, piastrine che sono disposte sopra i secondi fori 7.

La figura 3a fa vedere nel dettaglio il particolare racchiuso in un cerchio nella figura 1. Le due guarnizioni sagomate 22, 22' consistono in un elastomero, a titolo di esempio gomma, oppure in un materiale sintetico flessibile. Esse presentano, nella condizione non caricata, per esempio una sezione trasversale di forma specularmene simmetrica relativamente ad un piano orizzontale, con profili laterali sostanzialmente piani 23, 24, 23', 24’, un profilo di fondo 25, 25' con scanalatura cuneiforme 26, 26' a forma di V, ed un profilo di tenuta 27, 27' contrapposto al profilo di fondo 25, 25'.

La scanalatura cuneiforme 26, 26', che può anche avere una forma diversa dalla forma a V, contribuisce ad aumentare l'ermeticità tra il profilo di fondo 25, 25' della guarnizione sagomata 22, 22' e le superfici della parete interna della scanalatura 20 rispettivamente 21.

Il profilo di tenuta 27, 27' presenta, a partire dal lato interno della custodia (lato sinistro della figura 3a), una rientranza 28, 28' a forma di conca, la quale si raccorda con un labbro di tenuta 29, 29' sollevato, al quale segue una zona sfinestrata 30, 30' di alloggiamento del labbro. Il labbro di tenuta 29 (labbro di tenuta 29') si protende oltre il profilo della superficie della zona di appoggio 10 del coperchio 3 della custodia (della piastra di fondo 2). Entrambi i labbri di tenuta 29, 29' presentano un'inclinazione rivolta verso l'esterno relativamente allo spazio interno della custodia. I punti al vertice 32, 32' dei labbri di tenuta 29, 29' sono disposti in modo da risultare direttamente contrapposti l'uno all'altro.

Nella guarnizione sagomata 22', sul lato della piastra di fondo, è incorporata una struttura di irrigidimento 31 opzionale, la quale può per esempio consistere in una lamiera metallica geometricamente elastica. La struttura di irrigidimento 31 è disposta in una zona flettente del labbro di tenuta 29' e può, come rappresentato, estendersi tanto nel labbro di tenuta 29', come anche attorno alla zona 30' di alloggiamento del labbro.

Nella guarnizione sagomata 22, sul lato del coperchio, può parimenti essere incorporata una struttura di irrigidimento.

La scelta dell'orientamento e del materiale della struttura di irrigidimento 31 opzionale permettono un'impostazione ben mirata delle caratteristiche di flessibilità e di deformazione del profilo di tenuta 27', specialmente nella zona del labbro di tenuta 29'.

La scheda flessibile a circuiti stampati 5 si estende tra i due labbri di tenuta 29, 29' e, nella condizione non caricata, rappresentata nella figura 3a, poggia sul labbro di tenuta 29' lato piastra di fondo .

Per il fissaggio della piastra di fondo 2 sul coperchio 3 della custodia la piastra di fondo 2, con circuito elettronico 4 su di essa montato e scheda a circuiti stampati su di essa laminata, viene avvicinata al coperchio 3 della custodia. Il labbro di tenuta 29 sul lato del coperchio entra in proposito in contatto con il lato superiore della scheda a circuiti stampati 5. Nel corso della fase di ulteriore avvicinamento tanto il labbro di tenuta superiore 29 come anche il labbro di tenuta inferiore 29' vengono spostati verso l'esterno, nella direzione della freccia 33a, e vanno a disporsi nelle zone 30, 30' di alloggiamento dei labbri (si vedano le frecce 34, 34'). I punti al vertice 32, 32' dei labbri di tenuta 29, 29' si spostano in proposito assieme, nella direzione della freccia 33a verso l'esterno e trascinano con sè l'interposta scheda a circuiti stampati 5.

Uno spostamento relativo tra la scheda flessibile a circuiti stampati 5 ed i punti al vertice 32; 32' non si verifica (fatta eccezione per un movimento di rotolamento), vale a dire che non si verifica alcuno "slittamento" della scheda a circuiti stampati 5 tra i labbri di tenuta 29, 29'. Ciò presuppone il fatto che la scheda a circuiti stampati 5 possegga una libertà di movimento sufficiente per questo spostamento di sfalsamento (di norma relativamente breve) , ciò che nella maggior parte dei casi è soddisfatto automaticamente e in caso contrario deve essere assicurato tramite opportuni provvedimenti (per esempio prevedendo un'adeguata riserva di materiale nel caso di una scheda a circuiti stampati 5 applicata per laminazione sulla piastra di fondo 2).

Per effetto del descritto movimento di sfalsamento in comune dei labbri di tenuta 29, 29' e della scheda flessibile a circuiti stampati 5 si ottiene che, quando la piastra di fondo 2 ed il coperchio 3 della custodia vengono pressati l'uno sull'altro, per l'intera corsa della compressione resti conservato un appoggio sostanzialmente puntiforme (nella sezione trasversale) della scheda flessibile a circuiti stampati 5 sui labbri di tenuta 29, 29'. Viene in seguito a ciò evitato lo "schiacciamento" degli stessi, praticato con le guarnizioni convenzionali, per cui viene efficacemente impedita una sollecitazione di dilatazione della scheda a circuiti stampati 5.

Come si evince dalla figura 3b, il profilo di tenuta 27, 27' può essere configurato in modo che, quando il coperchio 3 della custodia e la piastra di fondo 2 sono completamente pressati l'uno sull'altro, in aggiunta al contatto puntiforme (di volta in volta in corrispondenza dei punti al vertice 32, 32') sussista un contatto superficiale che serve a migliorare l'ermetizzazione sulla scheda flessibile a circuiti stampati 5. Questo segmento di tenuta, a livello di superficie, si forma in corrispondenza della zona sul lato interno della custodia della rientranza a forma di conca 28, 28' e viene provocato da un ricalcamento del materiale che viene prodotto dall'inflessione dei labbri di tenuta 29, 29' ed ha per conseguenza una spanciatura quantomeno per zone della rientranza 28, 28' a forma di conca. Nella zona dei punti al vertice 32, 32' dei labbri di tenuta 29, 29', anche quando la piastra di fondo 2 ed il coperchio 3 della custodia sono pressati completamente l'uno sull'altro, resta conservato un contatto di appoggio sostanzialmente puntiforme o quantomeno interessante una piccola superficie .

Le figure 4a e 4b fanno vedere una seconda variante realizzativa dell'invenzione, la quale si differenzia dalla prima variante realizzativa sostanzialmente soltanto per il fatto che i labbri di tenuta 29, 29' sono inclinati in direzione dello spazio interno della custodia ed in seguito a ciò esercitano, anziché una sollecitazione di trazione sulla scheda a circuiti stampati 5, una sollecitazione di spinta sulla stessa (guardando dallo spazio interno della custodia) nella direzione della freccia 33b.

Quando si pressa la piastra di fondo 2 sul coperchio 3 della custodia le spine 11 da inserire a forza penetrano inoltre nelle bussole a compressione 8 dei primi fori 6 ancorando in proposito la piastra di fondo 2 al coperchio 3 della custodia fungente da corpo portante.

Nel contempo i terminali 13 dei conduttori vanno a disporsi nei manicotti isolanti 9 che si trovano nei secondi fori 7, stabiliscono un contatto elettrico con le piastrine 15 della scheda flessibile a circuiti stampati 5 e creano perciò l'allacciamento elettrico del circuito elettronico 4 con una periferia esterna.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1.- Disposizione atta all'inserimento a tenuta ermetica di una scheda flessibile a circuiti stampati (5) attraverso una commettitura della parete della custodia, comprendente due parti (2, 10) della parete della custodia, che definiscono la commettitura della parete della custodia, due guarnizioni sagomate (22, 22') disposte nella zona della commettitura, l'una di fronte all'altra, e la scheda flessibile a circuiti stampati (5) inserita tra le due guarnizioni sagomate (22, 22'), caratterizzata dal fatto che le due guarnizioni sagomate (22, 22') sono realizzate con un profilo di tenuta (27, 27') che, in occasione dell'operazione di assemblaggio delle due parti (2, 10) della parete della custodia, provoca uno spostamento longitudinale della scheda flessibile a circuiti stampati (5). 2.- Disposizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che quantomeno una delle due guarnizioni sagomate (22, 22') è realizzata con un labbro di tenuta (29, 29'), il quale si estende con inclinazione rispetto al senso della commettitura . 3.- Disposizione secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che in quantomeno una delle guarnizioni sagomate (22, 22'), in posizione contigua al labbro di tenuta (29, 29'), è realizzata una zona (30, 30') di alloggiamento del labbro, eseguita sotto forma di zona a compressione di materiale o dì rientranza. 4.- Disposizione secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzata dal fatto che in quantomeno una delle guarnizioni sagomate (22') è incorporata una struttura di irrigidimento (31). 5.- Disposizione secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che la struttura di irrigidimento (31) si estende nell'interno del labbro di tenuta (29'). 6.- Disposizione secondo la rivendicazione 4 oppure 5, caratterizzata dal fatto che la struttura di irrigidimento (31) è quantomeno parzialmente fatta correre attorno alla zona (30') di alloggiamento del labbro. 7.- Disposizione secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzata dal fatto che in quantomeno una delle guarnizioni sagomate (22, 22'), in posizione contigua al labbro di tenuta (29, 29'), è realizzata una zona (28, 28') di materiale in rilievo, in un primo tempo a forma di conca, che, in occasione dell'operazione di assemblaggio delle due parti (2, 10) della parete della custodia, per ricalcatura del materiale dà luogo ad un segmento di tenuta a livello di superficie . 8.- Disposizione secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzata dal fatto che in ciascuna parte (2, 10) della parete della custodia è ricavata una scanalatura di tenuta (20, 21), nella quale sono inserite le guarnizioni sagomate (22, 22'). 9.- Apparecchio di comando del motore e/oppure del cambio per un autoveicolo, caratterizzato dal fatto che la custodia (2, 3) dell'apparecchio di comando contempla una disposizione di inserimento conforme ad una delle rivendicazioni che precedono.