Brevet FR2637763A1 — publié le 19900413

Elément d'équilibrage de pression pour des dispositifs électriques ". La présente invention concerne un élément d'équilibrage de pression pour un dispositif électrique ou de commutation électrique comportant une zone étanche a lleau, perméable à l'air, qui communique à la fois avec le volume intérieur du dispositif et avec l'air ambiant et comporte une membrane. Les éléments d'équilibrage de pression servent à aérer des boîtiers fermés de manière étanche notamment des boîtiers d'appareils ou de dispositifs électriques tels que ceux utilisés dans les véhicules automobiles. De tels éléments interdisent la pénétration d'eau à l'intérieur du boîtier mais permettent de compenser ou d'équilibrer les différences de pression engendrées par exemple par les variations de température entre l'air ambiant et l'air intérieur. L'équilibrage de pression n'est toutefois assuré que si la surface extérieure de l'élément d'équilibrage de pression et avant tout l'eau qui arrive dans la zone en contact avec le volume intérieur du dispositif ou l'air ambiant peut s'écouler immédiatement. On connaît déjà des éléments d'équilibrage de pression ayant une membrane plane réalisée en un matériau perméable à l'air par exemple une feuille de polytétrafluoréthylène PTFE et qui permet d'équilibrer les pressions régnant sur les deux faces de la membrane. Les éléments d'équilibrage de pression, connus présentent toutefois des inconvénients. Un certain mode de réalisation se compose de différentes pièces qui ne sont réunies que lors du montage dans l'ouverture du boîtier ou du couvercle du dispositif pour former l'élément d'équilibrage de pression. Il en résulte un coût de montage élevé et il n'est jamais possible de contrôler l'élément d'équilibrage de pression avant son montage sur le dispositif. Un autre élément d'équilibrage de pression, connu est constitué par un ensemble préfabriqué, permettant un contrôle préalable et qui se monte de l'intérieur ou de l'extérieur dans le boîtier ou dans le couvercle du dispositif. Sa membrane est noyée par son bord dans une pièce d'étanchéité annulaire elle-même combinée avec une partie de recouvrement en tôle pour former un ensemble. ces deux éléments d'équilibrage de pression, la pièce d'étanchéité ou la pièce de recouvrement d'une part et la partie du dispositif qui re çoit l'élément d'équilibrage de pression d'autre part, sont réalisées et/ou montées pour qu'aucun jet d'eau ne puisse tomber directement sur la membrane. Mais, comme la zone médiane active de la membrane est plane, les deux éléments d'équilibrage de pression ne peuvent se monter dans n importe quelle position.Les parties qui maintiennent et/ou protègent la membrane forment les parois d'un téton qui, au moins en position horizontale de la membrane formant le fond du téton, évitent une surface extérieure dirigée vers le haut, si bien que l'eau qui arrive à la surface extérieure de la membrane peut s'égoutter et s'écouler. Pour cela, on a proposé un élément d'équilibrage de pression dont la membrane circulaire est bom bée. La membrane est maintenue entre un support annulaire en matière synthétique et une pièce d'appui bombée, en tôle, munie d'un orifice en regard de la zone active de la membrane, avec interposition d'un joint d'étanchéité. La pièce d'appui est rabattue par son bord sur la paroi périphérique du support. Cet élément d'équilibrage de pression peut certes se monter pratiquement indépendamment de la position, car l'eau peut s'égoutter de la membrane. En position horizontale de montage de l'élément d'équilibrage de pression, le bord rabattu de la pièce de protection peut toutefois interdire à l'eau de s'écouler complètement de la membrane bombée vers l'extérieur.De plus, l'élément d'équilibrage de pression comporte plusieurs pièces en des matériaux différents pour soutenir et assurer l'étanchéité et servir d'appuis. En conséquence, le comportement différent sous l'action de la dilatation à la chaleur influence l'élément de manière gênante et ne lui permet pas d'assurer toujours un équilibrage précis de la pression, et par exemple il ne peut plus être monté de manière étanche sur le dispositif. Cela se répercute de manière gênante sur les composants du dispositif et influence leur fonctionnement. En outre, les pièces en matériaux différents rendent plus coûteuse la fabrication de tels éléments d'équilibrage de pression. Enfin, on a également proposé un élément d'équilibrage de pression formé d'un prolongement tubulaire en une seule pièce, dont une extrémité est fermée et qui comporte des zones perméables à l'air. La surface intérieure et la surface extérieure du prolongement tubulaire sont soumises à 11 action de l'air ambiant ou du volume intérieur du dispositif permettant d'équilibrer les variations de pression engendrées par les variations de température. Toutefois, cet élément ne peut pas se monter en une seule pièce nécessairement de façon indépendante de la position. En outre, sa zone d'équilibrage n'est pas constituée par une feuille mais l'élément est réalisé sous la forme d'une pièce moulée qui est difficile à fabriquer et ne peut pas se réaliser de manière avantageuse engrande série. En outre, le matériau mou mais faiblement élastique de cet élément d'équilibrage de pression ne peut pas se fixer en sécurité sur le dispositif à l'aide de moyens d'encliquetage ou de vissage tels que proposés. La présente invention a pour but de créer un élément d'équilibrage de pression qui puisse se monter sur le dispositif de manière totalement indépendante de la position, puisse se fabriquer en grande série de façon peu coûteuse et qui remédie aux inconvénients des solutions connues et proposées. A cet effet, l'invention concerne un élément du type ci-dessus, caractérisé en ce que la membrane est formée d'une feuille en bande fixée de manière bombée dans un support qui entoure la zone communiquant avec l'air ambiant. Il est avantageux que la feuille en forme de bande convienne bien pour une fabrication automatique en grande série d'un élément d'équilibrage de pression à membrane bombée et que le support soit réalisé en un seul matériau, si bien que l'élément d'équilibrage et son montage sur le dispositif ne peut plus être influencés de manière gênante par les différents matériaux ayant des comportements différents à la dilatation thermique. Un autre avantage est que le support y compris la membrane soit fixés directement sur le dispositif et ne présentent qu'un encombrement réduit. Il est particulièrement avantageux que la membrane soit montée dans un support en une ou deux parties par exemple en matière synthétique, notamment en une matière thermoplastique. Pour cela, la membrane peut être munie de moyens d'accrochage. Cette membrane permet de réaliser les éléments d'équilibrage de manière économique par un procédé automatique sans qu'il ne soit nécessaire de séparer la membrane et ainsi les différents éléments d'équilibrage de pression, les uns des autres. Ainsi, les éléments d'équilibrage de pression peuvent être enroulés en bobine ou repliés en accordéon pour le stockage grâce à la feuille en forme de bande, pour être transportés pour la suite du travail et n'être séparés qu'avant le montage dans le dispositif correspondant.En outre, une feuille en forme de bande non séparée de la membrane peut se tendre facilement entre les deux parties du support et se maintenir en sécurité en position bombée. Selon une autre caractéristique de llinven- tion, le support est réalisé en une seule pièce de part et d'autre de la membrane. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support est formé de deux pièces qui peuvent être reliées ltune à l'autre et entre lesquelles se fixe la membrane. Selon une autre caractéristique de llinven- tion, la membrane comporte des trous d'accrochage au moins dans ses segments de bord non bombés. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support est en matière synthétique. Selon une autre caractéristique de ltinven- tion, sa membrane est reliée dans un but de stockage dans la direction longitudinale et/ou transversale de la feuille en forme de bande, en dépassant du support et en étant reliée à la membrane sortant du support d'un élément d'équilibrage voisin. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de-dessus d'un premier exemple de réalisation d'un élément d'équilibrage de pression formé d'un support en une seule pièce avec la membrane. - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II Il de l'élément représenté à la figure 1. - la figure 3 montre une variante de l'exemple de réalisation de la figure 1. - la figure 4 est une coupe longitudinale selon la ligne IV-IV de la figure 5 d'un second exemple de réalisation de l'élément d'équilibrage de pression. - la figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne v-v de l'élément de la figure 4. - la figure 6 montre un troisième exemple de réalisation de l'élément d'équilibrage de pression en coupe longitudinale. - la figure 7 montre une variante de la fixation de l'élément d'équilibrage de pression du dispositif de commutation de la figure 5. Description des exemples de réalisation Selon les figures 1 et 2, un premier exemple de réalisation d'un élément d'équilibrage de pression 1 se compose d'une membrane 2 qui est par exemple une feuille en forme de bande 3 en polytétrafluoréthylène PTFE. La membrane 2 est fixée sur un support 4 en une seule pièce. Le support 4 entoure une zone centrale 5 de la membrane 2 à la manière d'un châssis. Ce support entoure la membrane 2 tant au niveau de sa face inférieure 6 que de sa face supérieure 7. Le support 4 est bombé et il maintient la membrane 4 également suivant une forme bombée et cela autour d'un axe de courbure transversal par rapport à la direction longitudinale de la feuille 3 en forme de bande. La membrane 2 déborde par rapport au support 4 par la face supérieure 7 de sa courbure.Le support 4 est placé dans une ouverture d'un boîtier ou couvercle connu en soi, non représenté en détail d'un dispositif de commutation électrique par son bord 8 en forme de bride, si bien que l'eau qui arrive sur la zone médiane 5 de la membrane 2 en provenance de l'intérieur du boîtier ou de l'air ambiant peut s1 écouler et ne pas recouvrir la zone de travail de l'élément d'équilibrage de pression 1 c'est-à-dire la zone médiane 5 de la membrane 2. L'élément d'équilibrage de pression 1 peut être monté à n'importe quel endroit du dispositif, indépendamment de la position. Pour protéger la membrane 2 contre les projections directes d'eau, on a intégré de manière connue en soi et non représentée en détail, un moyen te protection contre les projections d'eau sur le boîtier ou le couvercle intégré à la zone 5 et coopérant avec le volume intérieur du dispositif et l'air à l'extérieur au-dessus de la membrane 2. On peut égale- ment prévoir de manière solidaire ou amovible un moyen de protection contre les projections d'eau directement sur le support 4 ou le dispositif et passant pardessus le côté supérieur de la membrane 2. Pour maintenir fermement la membrane 2 sur le support 4, on peut munir la membrane 2 de perfora tisons 9 que l'on remplit au moment de la fabrication du support 4 - par exemple en recouvrant le bord de la membrane 2 d'une matière thermoplastique - également avec une matière synthétique. De cette manière, la membrane 2 est reliée de façon complémentaire au support 4. Les trous 9 sont répartis en rangées transversales par rapport à la direction longitudinale de la feuille 3 en forme de bande. Pour réaliser le support 4, il n'est pas né cessaire d'enlever la membrane 2 des différents éléments d'équilibrage de pression 1 de la feuille en forme de bande 3. Il suffit d'enlever un segment étroit 10 de la feuille 3 pour placer la feuille 3 dans le dispositif servant à réaliser le support 4. Il peut s'agir d'un dispositif servant à une fabrication isolée ou une fabrication simultanée de plusieurs supports 4 et ainsi de plusieurs éléments d'équilibrage de pression 1. Les éléments d'équilibrage de pression 1 peuvent être réalisés sur la feuille 3, en série ou suivant plusieurs séries, de manière juxtaposée dans la direction longitudinale de la bande en forme de feuille. Les éléments d'équilibrage de pression 1 peuvent ainsi se fabriquer de manière simple, en grande série, automatiquement, en continu sur la feuille 3. En outre pour le stockage et le transport, on peut par exemple enrouler ou replier en zigzag les éléments d'équilibrage de pression ainsi que la feuille en forme de bande 3 - ou les empiler dans des dispositifs d'alimentation, en restant reliés jusqu'à leur montage, ces éléments n'étant séparés de la feuille 3 seulement avant le montage. Selon la variante du premier exemple de réalisation représenté à la figure 3, la feuille 11 en forme de bande dépasse également du support 13 par ses bords 12 qui sont parallèles à la direction longitudinale de la feuille 11. Pour cela, il est également intéressant d'avoir des trous 14 au niveau des bords 12 pour relier de manière complémentaire la membrane 15 à toute la périphérie du support 13. Les figures 4 et 5 montrent un second exemple de réalisation de l'élément d'équilibrage de pression 16. Le support 17 est en forme de pot. Sa paroi cylindrique 18 reçoit une membrane 19 enroulée en un cylindre et provenant d'un segment de feuille en forme de bande. La paroi 18 se compose de quatre entretoises 20 réparties à la direction périphérique et décalées de 90e et parmi lesquelles trois sont mises en forme autour d'un segment de la membrane 19 enroulée en cylindre alors que la quatrième entretoise est formée autour de l'extrémité initiale 21 et de l'extrémité finale 22 de ce cylindre.Entre les entretoises 20, on a ainsi formé quatre fenêtres recouvertes par la membrane 19 et représentant une zone relativement importante pour une surface de montage relativement petite pour l'élément d'équilibrage de pression ; cette zone met en communication le volume intérieur du dispositif et ltair ambiant. L'extrémité ouverte du support 17 en forme de pot est munie d'une bride 23 par laquelle l'élément d'équilibrage de pression 16 est monté sur une ouverture 24 du dispositif. La figure 6 montre un troisième exemple de réalisation d'un élément d'équilibrage de pression 25 ; dans cet exemple de réalisation, d'après la figure 6, on a un support 26 également en matière synthétique par exemple en une matière thermoplastique. Le support 26 est constitué de deux parties ; il se compose d'une partie inférieure 27 et d'une partie supérieure 28. Une membrane 29 est tendue entre les deux parties 27 et 28. Les parties 27 et 28 sont encliquetées l'une dans l'autre. La partie inférieure 27 présente un segment 30 cylindrique dont une extrémité se transforme en un épaulement annulaire 31 et en un bord d'appui 32. Le bord d'appui 32 a une surface extérieure formée par deux segments 33 et 34 présentant en coupe longitud#nale respectivement la forme d'un segment de cercle et qui sont décalés respectivement par un épaulement cylindrique 35. Le segment extérieur 34 dégage une ouverture 36 en son milieu. A la périphérie extérieure du segment cylindrique 30, on a un bourre let d'encliquetage 37, de forme annulaire. La membrane 29 est placée sur l'épaulement 31 et le bord d'appui 32 ... 35 pour recouvrir l'ouverture 36. La partie supérieure 28 en forme de chapeau présente un contour intérieur adapté à la forme extérieure 30, 37, 31, 33, 35 de la partie inférieure 27. Pour cela, un segment d'extrémité 38, cylindrique est muni d'une nervure d'encliquetage 39 annulaire pour la partie en saillie d'encliquetage 37, annulaire de la partie inférieure 27. Un épaulement annulaire intérieur 40 est relié au segment d'extrémité cylindrique 38. Cet épaulement est en regard à une faible distance de l'épaulement 31 de la partie inférieure 27. L'épaulement annulaire intérieur 40 se transforme en un segment de retenue 41 qui, en coupe longitudinale, présente également le contour d'un segment de cercle, se trouve en regard du segment 33 de la partie inférieure 27 à une faible distance et arrive jusqu'à l'épaulement cylindrique 35 de la partie inférieure 27. Pour fixer la membrane 29 sur le support 26, on accroche les parties 27 et 28. La membrane 29 est alors serrée entre l'épaulement 31 en forme de disque annulaire, le segment 33 et l'épaulement cylindrique 35 du bord d'appui 32 de la partie inférieure 27 ainsi qu'entre l'épaulement annulaire 40 et le segment de retenue 41 de la partie supérieure 28. Quatre crochets d'encliquetage 42 sont formés sur le côté extérieur de la partie supérieure 28 ; ces crochets sont chaque fois décalés de 90-. Un couvercle 43 en forme de pot est muni dans sa paroi 44 de quatre perçages longitudinaux 45 et d'arêtes d'accrochage 46. De plus, des fentes 47 à section en forme de V sont réparties régulièrement dans la paroi 44. Le couvercle 43 est placé sur la partie supérieure 28 et les crochets 42 traversent les perçages longitudinaux 45 et viennent prendre derrière les arêtes d'accrochage 46. La fente 47 du couvercle 43 permet de soumettre la membrane 29 à l'air ambiant sans que les jets d'eau ne puissent rencontrer directement la membrane 29 et pour que l'eau qui arrive au niveau de la membrane 29 puisse néanmoins s'écouler.Par sa face inférieure1 la membrane 29 recouvre l'orifice 36 de la partie inférieure 27 reliée à l'intérieur d'un dispositif de commutation. L'élément d'équilibrage de pression 26 réalisé sous forme d'ensemble préfabriqué peut être contrôlé avant son montage sur le dispositif. Pour cela, on place et on accroche par exemple cet élément dans une ouverture 48 d'un boîtier ou couvercle, connu, non représenté en détail. Pour cela, la partie supérieure 28 comporte une bride 49 et du caté 50 opposé au couvercle 43, on a quatre crochets 51 décalés de 90*. L'élément d'équilibrage de pression 25 placé de manière étanche dans l'ouverture 48 s'appli- que par la bride 49 contre un côté du bord de l'ouver- ture 48 et les crochets 51 viennent s'accrocher contre l'autre côté du bord de l'ouverture 48. Dans le segment cylindrique 52 de l'enveloppe extérieure de la partie supérieure 28, on a réalisé une rainure annulaire 53 recevant un joint d'étanchéité 54.Le joint d'étanchéité 54 assure en outre l'étanchéité de l'élé- ment ad'équilibrage de pression 25 par rapport à l'ou- verture 48. La fixation de l'élément d'équilibrage de pression 25 dans l'ouverture 48 convient pour un boî- tier ou un couvercle de dispositif réalisé en métal ou en matière synthétique. La figure 7 montre une variante de fixation de l'élément d'équilibrage de pression 25 sur le dispositif. La partie du dispositif qui reçoit l'élément d'équilibrage de pression 25 est en matière synthétique. Dans ce cas, la partie supérieure 28 est munie d'une bride 55 qui comporte un proloncement 56 formé sur le côté 50 concentriquement en saillie par rapport à l'axe longitudinal de l'élément d'équilibrage de pression 25. Une cavité 57 qui entoure de manière concentrique l'ouverture 48 sur le côté extérieur du boîtier ou du couvercle du. dispositif, reçoit la bride 55 de l'élément d'équilibrage de pression 25. La bride 55 est fixée de manière étanche sur le prolongement annulaire 56 par soudage dans la cavité 57. Le couvercle 43 de la figure 6 qui sert de moyen de protection contre les projecticns d'eau peut être accroché également au boîtier ou au couvercle du dispositif au lieu de l'être sur la partie supérieure 28 de l'élément d'équilibrage de pression 25. Les crochets correspondants 42, peuvent alors être réalisés sur le côté extérieur du boîtier ou du couvercle. Le couvercle 43 servant de moyen de protection contre les projections d'eau peut également être intégré directement au boîtier ou au couvercle du dispositif. L'élément d'équilibrage de pression 25 est alors placé dans l'ouverture 48 à partir de l'intérieur du dispositif. Pour cela, il faut réaliser les moyens d'encliquetage correspondant aux modes de réalisation 50, 51 de la figure 6, de l'intérieur vers ltextérieur dans le sens de l'accrochage. La cavité 57 de la figure 7 entoure alors l'ouverture 48 de la pièce recevant l'élément d'équilibrage de pression par le côté intérieur du dispositif. REVENDICATIONS 1g) Elément d'équilibrage de pression pour un dispositif électrique comportant une zone étanche à l'eau, perméable à l'air, qui communique à la fois avec le volume intérieur du dispositif et avec l'air ambiant et comporte une membrane, élément caractérisé en ce que la membrane (5 ; 15 ; 19 ; 29) est formée d'une feuille (3) en bande fixée de manière bombée dans un support (4, 13, 17, 26) qui entoure la zone (5, 25, 48). 2*) Elément d'équilibrage de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (4, 13, 17) est réalisé en une seule pièce de part et d'autre de la membrane. 3 ) Elément d'équilibrage de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (26) est formé de deux pièces (27, 28) qui peuvent être reliées l'une à l'autre et entre lesquelles se fixe la membrane (29). 4-) Elément d'équilibrage de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la membrane (2, 15) comporte des trous d'accrochage (9, 14) au moins dans ses segments de bord non bombés. 5 ) Elément d'équilibrage de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support (4, 13, 17, 26) est en matière synthétique. 6 ) Elément d'équilibrage de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que sa membrane (2, 15) est reliée dans un but de stockage dans la direction longitudinale et/ou transversale de la feuille (3) en forme de bande, en dépassant du support (4, 13) et en étant reliée à la membrane (2, 15) sortant du support (4, 13) d'un élément d'équilibrage (1) voisin.