WO2016087032A1 - Calculateur equipe d'un respirateur etanche et procede de fabrication - Google Patents

Calculateur equipe d'un respirateur etanche et procede de fabrication Download PDF

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Philippe Gardin
Jean-Michel Ader
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Aumovio France SAS
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Continental Automotive Technologies GmbH
Continental Automotive France SAS
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    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
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Definitions

  • the present invention relates to a computer equipped with a sealed respirator and its manufacturing process.
  • the invention finds very advantageous applications in that it allows for a liquid-tight container but permeable to gases protected from liquid sprays directed towards the respirator.
  • This type of calculator is very common in the automotive field which will serve as an illustrative example, in no way restrictive in itself, and accommodates electronic components for implementing control processes and control functions embedded in said motor vehicle.
  • Such a computer is adapted, once closed by means of a cover which closes the housing of the computer, to be fixed on a motor vehicle, especially in locations exposed to possible projections of a liquid, for example drops of water from a wet road.
  • Figure 1 provides a sectional view of a computer used in the automotive field to accommodate electronic components according to the state of the art.
  • the computer 10 consists mainly of a housing 30 hosting the electronic components and which are mounted on a support 60 of printed circuit type for example. These electronic components are connected to the outside by means of a connector 40 provided with connection pins.
  • the housing 30 is here made by molding an aluminum alloy for example.
  • the housing 30 of the computer is hermetically sealed by means of a cover 20, made in the example illustrated by means of a stamped sheet.
  • Said cover 20 is here equipped with a respirator 50 placed in an area L set back from the outside face 21 of the cover 20 in order to protect said respirator 50 from possible shocks which could damage it.
  • Figure 2 shows a perspective view of the lid 20.
  • the respirator 50 is here constituted by an orifice made by stamping the sheet from which the lid 20 is manufactured. Opposite this orifice, on the outer face 21 or inside the lid 20, a liquid-tight but gas-permeable membrane is affixed. The breathable function is thus ensured at a lower cost.
  • the on-board computer can thus measure the ambient air pressure, for example, a very useful size for determining the control parameters of the motor vehicle, without risking water inflow damaging to the proper functioning of the on-board electronics.
  • JP 2006 005 162 proposes to provide a respirator whose gas passage holes are placed parallel to the surface and no longer perpendicularly, but this solution does not solve the problem of direct spraying water under pressure facing the orifice passage of gases.
  • this respirator has a very complex shape that makes it difficult to achieve at cost content or impossible to achieve from a stamped sheet. It is then necessary to resort to a casting in a mold equipped with sophisticated mechanisms which inevitably increase the cost price.
  • the main objective of the invention is to provide a liquid-tight and gas-permeable calculator provided with a respirator which is as inexpensive as possible but which satisfies the requirements of tests under severe conditions for direct sprinkling of water under pressure.
  • the invention proposes a computer containing electronic components incorporating a liquid-tight and gas-permeable respirator, which is remarkable in that it comprises, on a part of said computer, means for protecting said respirator against liquid sprays produced by stamping a sheet constituting the portion accommodating said respirator, said protection means being placed on one of the edges of the sheet metal part and then being folded over the respirator so as to constitute for the latter a shield vis-à-vis the sprinkling of liquids .
  • the shield thus produced makes it possible to break the force of the pressurized spray jets, while still allowing the circulation of the gases.
  • the computer consists of a cover and a housing and the cover is made by sheet metal stamping and integrates the respirator.
  • the cover is made by sheet metal stamping and integrates the respirator.
  • the respirator is made by stamping the cover plate and is a single piece with the latter. There is thus an even greater gain to achieve the assembly consisting of the cover, the respirator and the shield from the same sheet.
  • the respirator integrated in the lid is a piece attached to the lid.
  • the protection means is housed in a recess once folded on the respirator, so as not to increase the overall dimensions of the part hosting the respirator. This provides a very compact conformation with little risk of tearing the protection means.
  • the invention also relates to a motor vehicle incorporating a computer having one of the preceding characteristics and accommodating an on-board electronic computer used for the operation of said motor vehicle.
  • the invention relates to a method of manufacturing sheet metal stamping of a part of a computer containing electronic components and incorporating a liquid-tight and gas-permeable respirator, the process being remarkable in that it includes the following steps:
  • the part of the computer consisting of a housing and a lid, which houses the respirator and the shield is its lid.
  • the respirator is made by stamping the cover plate and is a single piece with the latter.
  • the respirator is a patch attached to the lid.
  • FIG. 1 already described, shows a schematic representation in section of a calculator of the prior art
  • FIG. 2 already described, shows a perspective view of a computer cover of the prior art equipped with a respirator.
  • FIG. 3 represents a perspective view of a computer cover portion according to the invention, seen from above with the shield not positioned (FIG. 3a), in plan view with the shield positioned (FIG. 3b) and in FIG. bottom view showing the respirator membrane (Figure 3c).
  • the invention proposes a computer 10 containing electronic components placed on a support 60 of integrated circuit type.
  • This calculator 10 incorporates a liquid-tight respirator 50 permeable to gases. Said respirator 50 is positioned on a piece made by stamping sheet metal, the cover 20 of the computer 10 in this case in the illustrative example retained.
  • the part in question may be a cover part 20 or even a part other than the cover 20 of the computer 10.
  • the nature of the room accommodating the respirator 50 depends in fact on the conformation of the computer 10 and the The illustration made in the present description can not limit said implantation to the single cover 20.
  • the respirator 50 is placed, as known per se, recessed from the outer surface 21 of the cover 20 (see Figure 3a). To do this, a recess 110 is formed in the cover 20 and the respirator 50, either shaped directly during the stamping operation, or reported later (case not shown in the figures), does not exceed the template of the cover 20.
  • this recess 110 allows to come housing the protective means 100 of said respirator 50, also called “shield” in the following.
  • This protection means 100 is made by stamping the sheet accommodating the respirator 50.
  • the protection means 100 is placed on one of the edges of the sheet metal part (the cover 20 in FIGS. 3a, 3b, 3c) and is then folded on the respirator 50 in order to constitute for the latter a shield vis-à-vis the sprinkling of liquids.
  • FIG. 3a shows a section of a corner of the cover 20 in which the respirator 50 is implanted.
  • the shield 100 is not yet folded on the respirator 50.
  • the shield 100 is then placed in position and is housed in the recess 110 ( Figure 3b) according to a movement illustrated by the arrow "P" of Figure 3a.
  • the respirator 50 can either be made during the stamping of the cover 20 and thus come integrally with the latter, or be an insert member housed in the recess 1 10 whose size must then take into account the size of the this respirator 50 reported.
  • Figure 3c illustrates a perspective bottom view of the angle of the lid 20 shown in Figures 3a and 3b. It shows the gas-tight and liquid-tight membrane 80 which is protected from water spray by the shield 100.
  • the invention also relates to a motor vehicle incorporating a computer 10 having one of the preceding characteristics and accommodating an on-board electronic computer used for the operation of said motor vehicle.
  • the invention is advantageous in that it makes it easier to position the computer 10 in the vehicle, unlike the embodiments of the prior art which require precise positioning angles in order to allow the easy flow of splashing water. Thanks to the invention, the risks of entry of water into the computer are greatly reduced.
  • the invention also relates to the method of manufacturing sheet metal stamping of a portion of a computer 10 containing electronic components and incorporating a liquid-tight respirator 50 and permeable to gases.
  • the method comprises in particular the following steps:

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Abstract

Calculateur (10) contenant des composants électroniques intégrant un respirateur (50) étanche aux liquides et perméable aux gaz, caractérisé en ce qu'il comporte sur une partie (20) dudit calculateur un moyen de protection (100) dudit respirateur contre les aspersions de liquides réalisé par emboutissage d'une tôle constitutive de la partie accueillant ledit respirateur, ledit moyen de protection étant placé sur un des bords de la partie en tôle et étant ensuite replié sur le respirateur afin de constituer pour ce dernier un bouclier vis-à-vis des aspersions de liquides. L'invention se rapporte également au procédé associé.

Description

Calculateur équipé d'un respirateur étanche et procédé de fabrication
La présente invention a pour objet un calculateur équipé d'un respirateur étanche et son procédé de fabrication. L'invention trouve des applications très avantageuses en ce qu'elle permet de réaliser un contenant étanche aux liquides mais perméable aux gaz protégé des aspersions de liquide dirigées vers le respirateur.
Ce type de calculateur est très fréquent dans le domaine automobile qui va servir d'exemple illustratif, nullement restrictif en soi, et accueille des composants électroniques destinés à mettre en œuvre des processus de commande et de contrôle des fonctions embarquées dans ledit véhicule automobile.
Un tel calculateur est adapté, une fois fermé au moyen d'un couvercle venant obturer le boîtier du calculateur, à être fixé sur un véhicule automobile, notamment dans des endroits exposés à des éventuelles projections d'un liquide, par exemple des gouttes d'eau provenant d'une route mouillée.
La figure 1 propose une vue en coupe d'un calculateur utilisé dans le domaine automobile pour accueillir des composants électroniques selon l'état de l'art.
Le calculateur 10 est principalement constitué d'un boîtier 30 accueillant les composants électroniques et qui sont montés sur un support 60 de type circuit imprimé par exemple. Ces composants électroniques sont reliés à l'extérieur au moyen d'un connecteur 40 muni de broches de connexion. Le boîtier 30 est ici réalisé par moulage d'un alliage d'aluminium par exemple.
Le boîtier 30 du calculateur est hermétiquement fermé au moyen d'un couvercle 20, réalisé dans l'exemple illustré au moyen d'une tôle emboutie. Ledit couvercle 20 est ici équipé d'un respirateur 50 placé dans une zone L en retrait de la face extérieure 21 du couvercle 20 afin de protéger ledit respirateur 50 d'éventuels chocs risquant de l'endommager. La figure 2 présente une vue en perspective du couvercle 20.
Le respirateur 50 est ici constitué par un orifice réalisé par emboutissage de la tôle à partir de laquelle le couvercle 20 est fabriqué. En regard de cet orifice, sur la face extérieure 21 ou bien intérieure du couvercle 20, une membrane étanche aux liquides mais perméable aux gaz est apposée. La fonction respirante est donc ainsi assurée à moindre frais. Le calculateur embarqué peut ainsi mesurer la pression de l'air ambiant par exemple, grandeur très utile pour déterminer les paramètres de contrôle du véhicule automobile, sans pour autant risquer des entrées d'eau dommageables au bon fonctionnement de l'électronique embarquée.
Malheureusement, ce type de respirateur présente une tenue relative aux aspersions directes de piètre qualité. Les tests d'homologation de certains cahiers des charges exigent par exemple une étanchéité garantie même en cas d'aspersion d'eau (liquide le plus souvent rencontré dans la vie d'un véhicule automobile) sous pression orientée directement sur l'orifice du respirateur 50.
JP 2006 005 162 propose de réaliser un respirateur dont les orifices de passage des gaz sont placés parallèlement à la surface et non plus perpendiculairement, mais cette solution ne résout pas le problème de l'aspersion directe d'eau sous pression face à l'orifice de passage des gaz. En outre, ce respirateur est de forme très complexe qui le rend difficilement réalisable à coût contenu, voire impossible à réaliser à partir d'une tôle emboutie. Il faut alors recourir à une pièce coulée dans un moule équipé de mécanismes sophistiqués qui en accroissent immanquablement le prix de revient.
L'objectif principal de l'invention est de fournir un calculateur étanche aux liquides et perméable aux gaz muni d'un respirateur le moins onéreux possible mais qui satisfait aux exigences de tests en conditions sévères d'aspersion directe d'eau sous pression.
Pour cela l'invention propose un calculateur contenant des composants électroniques intégrant un respirateur étanche aux liquides et perméable aux gaz, remarquable en ce qu'il comporte sur une partie dudit calculateur un moyen de protection dudit respirateur contre les aspersions de liquides réalisé par emboutissage d'une tôle constitutive de la partie accueillant ledit respirateur, ledit moyen de protection étant placé sur un des bords de la partie en tôle et étant ensuite replié sur le respirateur afin de constituer pour ce dernier un bouclier vis-à-vis des aspersions de liquides.
Le bouclier ainsi réalisé permet de briser la force des jets d'aspersion sous pression, tout en permettant néanmoins la circulation des gaz.
Avantageusement, le calculateur est constitué d'un couvercle et d'un boîtier et le couvercle est réalisé par emboutissage de tôle et intègre le respirateur. Il y a ainsi un gain économique réel à la fabrication de l'ensemble constitué du couvercle intégrant le bouclier.
Selon un perfectionnement, le respirateur est réalisé par emboutissage de la tôle du couvercle et constitue une seule pièce avec ce dernier. On a ainsi un gain encore accru à réaliser l'ensemble constitué du couvercle, du respirateur et du bouclier à partir de la même tôle.
Selon un mode de réalisation alternatif, le respirateur intégré au couvercle est une pièce rapportée au couvercle.
Selon un mode de réalisation avantageux, le moyen de protection vient se loger dans un décrochement une fois replié sur le respirateur, de manière à ne pas augmenter les dimensions hors-tout de la partie accueillant le respirateur. On obtient ainsi une conformation très compacte avec peu de risque d'arrachement du moyen de protection. L'invention se rapporte également à un véhicule automobile intégrant un calculateur présentant l'une des caractéristiques précédentes et accueillant un calculateur électronique embarqué utilisé pour le fonctionnement dudit véhicule automobile.
Selon un aspect complémentaire, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication par emboutissage de tôle d'une partie d'un calculateur contenant des composants électroniques et intégrant un respirateur étanche aux liquides et perméable aux gaz, le procédé étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
• emboutissage de la partie du calculateur dans la tôle en réservant sur au moins un des bords de la tôle découpée une surface supplémentaire de tôle proche de l'emplacement du respirateur,
• mise en forme de la partie du calculateur,
• pliage de la surface supplémentaire proche de l'emplacement du respirateur de manière à constituer pour ce dernier un bouclier vis-à-vis des aspersions de liquides.
Avantageusement, la partie du calculateur, constitué d'un boîtier et d'un couvercle, qui accueille le respirateur et le bouclier est son couvercle.
Selon un perfectionnement, le respirateur est réalisé par emboutissage de la tôle du couvercle et constitue une seule pièce avec ce dernier.
Dans un mode de réalisation alternatif, le respirateur est une pièce rapportée au couvercle.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 , déjà décrite, montre une représentation schématique en coupe d'un calculateur de l'art antérieur,
- la figure 2, déjà décrite, montre une vue en perspective d'un couvercle de calculateur de l'art antérieur équipé d'un respirateur.
- La figure 3 représente une vue en perspective d'une portion de couvercle de calculateur selon l'invention, en vue de dessus avec le bouclier non positionné (figure 3a), en vue de dessus avec le bouclier positionné (figure 3b) et en vue de dessous montrant la membrane du respirateur (figure 3c).
Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.
Dans la description, les mêmes références numériques désignent d'une figure à l'autre des éléments identiques ou fonctionnellement semblables. L'invention propose un calculateur 10 contenant des composants électroniques placés sur un support 60 de type circuit intégré. Ce calculateur 10 intègre un respirateur 50 étanche aux liquides et perméable aux gaz. Ledit respirateur 50 est positionné sur une pièce réalisée par emboutissage de tôle, le couvercle 20 du calculateur 10 en l'occurrence dans l'exemple illustratif retenu.
Il est à noter que la pièce en question peut être une partie de couvercle 20 ou même une partie autre que le couvercle 20 du calculateur 10. La nature de la pièce accueillant le respirateur 50 dépend dans les faits de la conformation du calculateur 10 et l'illustration faite dans la présente description ne saurait limiter ladite implantation au seul couvercle 20.
Le respirateur 50 se trouve placé, comme connu en soi, en retrait de la surface extérieure 21 du couvercle 20 (cf. figure 3a). Pour ce faire, un décrochement 110 est réalisé dans le couvercle 20 et le respirateur 50, soit conformé directement lors de l'opération d'emboutissage, soit rapporté ensuite (cas de figure non représenté sur les figures), ne dépasse pas du gabarit du couvercle 20.
Un autre avantage de ce décrochement 110 est qu'il permet de venir loger le moyen de protection 100 dudit respirateur 50, également appelé « bouclier » dans la suite. Ce moyen de protection 100 est réalisé par emboutissage de la tôle accueillant le respirateur 50. Avantageusement, le moyen de protection 100 est placé sur un des bords de la partie en tôle (le couvercle 20 aux figures 3a, 3b, 3c) et est ensuite replié sur le respirateur 50 afin de constituer pour ce dernier un bouclier vis-à-vis des aspersions de liquides.
La figure 3a montre une section d'un coin du couvercle 20 dans lequel est implanté le respirateur 50. Sur cette figure le bouclier 100 n'est pas encore replié sur le respirateur 50. Par une opération de reprise du couvercle 20, le bouclier 100 est ensuite mis en position et vient se loger dans le décrochement 110 (cf. figure 3b) selon un mouvement illustré par la flèche « P » de la figure 3a.
On peut envisager de solidariser ponctuellement le bouclier 100 au couvercle 20 une fois au fond du décrochement 110 de façon à éviter les risques d'arrachement ou de séparation du bouclier 100 du couvercle 20. Cette solidarisation doit néanmoins permettre aux gaz de pouvoir circuler et ne saurait donc être constituée d'une soudure complète, mais elle peut consister en une soudure par points.
Le respirateur 50 peut soit être réalisé lors de l'emboutissage du couvercle 20 et donc venir de manière solidaire avec ce dernier, soit être un élément rapporté venant se loger dans le décrochement 1 10 dont le dimensionnement devra alors tenir compte de l'encombrement de ce respirateur 50 rapporté. La figure 3c illustre une vue de dessous en perspective de l'angle du couvercle 20 représenté de dessus aux figures 3a et 3b. On y voit la membrane 80 poreuse aux gaz et étanche aux liquides qui est protégée des aspersions d'eau par le bouclier 100.
L'invention se rapporte également à un véhicule automobile intégrant un calculateur 10 présentant l'une des caractéristiques précédentes et accueillant un calculateur électronique embarqué utilisé pour le fonctionnement dudit véhicule automobile. Dans ce cas de figure, l'invention est avantageuse en ce qu'elle permet de positionner plus aisément le calculateur 10 dans le véhicule, contrairement aux modes de réalisation de l'art antérieur qui nécessitent de prévoir des angles de positionnement précis afin de permettre l'écoulement facile des projections d'eau. Grâce à l'invention, les risques d'entrée d'eau dans le calculateur sont grandement réduits.
En outre, l'invention est également relative au procédé de fabrication par emboutissage de tôle d'une partie d'un calculateur 10 contenant des composants électroniques et intégrant un respirateur 50 étanche aux liquides et perméable aux gaz. Le procédé comprend notamment les étapes suivantes :
• emboutissage de la partie 20 du calculateur 10 dans la tôle, en réservant sur au moins un des bords de la tôle découpée une surface supplémentaire de tôle proche de l'emplacement du respirateur 50,
· mise en forme de la partie du calculateur 10,
• pliage de la surface supplémentaire proche de l'emplacement du respirateur 50 de manière à constituer pour ce dernier un bouclier 100 vis-à-vis des aspersions de liquides.
Dans les revendications, le terme « comporter » n'exclut pas d'autres éléments ou d'autres étapes. L'article indéfini « un » n'exclut pas un pluriel. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence, dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n'exclue pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Calculateur (10) contenant des composants électroniques intégrant un respirateur (50) étanche aux liquides et perméable aux gaz, caractérisé en ce qu'il comporte sur une partie (20) dudit calculateur (10) un moyen de protection (100) dudit respirateur (50) contre les aspersions de liquides réalisé par emboutissage d'une tôle constitutive de la partie (20) accueillant ledit respirateur (50), ledit moyen de protection (100) étant placé sur un des bords de la partie (20) en tôle et étant ensuite replié sur le respirateur (50) afin de constituer pour ce dernier un bouclier vis-à-vis des aspersions de liquides.
2. Calculateur (10) selon la revendication 1 , dans lequel le calculateur (10) est constitué d'un couvercle (20) et d'un boîtier (30) et où le couvercle (20) est réalisé par emboutissage de tôle et intègre le respirateur (50).
3. Calculateur (10) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le respirateur (50) est réalisé par emboutissage de la tôle du couvercle (20) et constitue une seule pièce avec ce dernier.
4. Calculateur (10) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le respirateur (50) intégré au couvercle (20) est une pièce rapportée au couvercle (20).
5. Calculateur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de protection (100) vient se loger dans un décrochement (110) une fois replié sur le respirateur (50), de manière à ne pas augmenter les dimensions hors-tout de la partie accueillant le respirateur (50).
6. Véhicule automobile intégrant un calculateur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et accueillant un calculateur électronique embarqué utilisé pour le fonctionnement dudit véhicule automobile.
7. Procédé de fabrication par emboutissage de tôle d'une partie (20) d'un calculateur (10) contenant des composants électroniques et intégrant un respirateur (50) étanche aux liquides et perméable aux gaz, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
• emboutissage de la partie (20) du calculateur (10) dans la tôle en réservant sur au moins un des bords de la tôle découpée une surface supplémentaire de tôle proche de l'emplacement du respirateur (50),
• mise en forme de la partie (20) du calculateur (10), • pliage de la surface supplémentaire proche de l'emplacement du respirateur (50) de manière à constituer pour ce dernier un bouclier vis-à-vis des aspersions de liquides.
8. Procédé de fabrication selon la revendication 7 dans lequel la partie (20) du calculateur (10), constitué d'un boîtier (30) et d'un couvercle (20), qui accueille le respirateur (50) et le bouclier est son couvercle (20).
9. Procédé de fabrication selon la revendication 7 ou la revendication 8 dans lequel le respirateur (50) est réalisé par emboutissage de la tôle du couvercle (20) et constitue une seule pièce avec ce dernier.
10. Procédé de fabrication selon la revendication 7 ou la revendication s dans lequel le respirateur (50) est une pièce rapportée au couvercle (20).
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