Brevet FR2721164A1 — publié le 19951215

La présente invention se rapporte de manière générale à des procédés de moulage, plus particulièrement à un procédé de moulage pour enfermer un élément sensible, par exemple électrique, dans un logement monobloc de matière plastique afin d'en faciliter l'installation dans un disposi- tif, l'élément électrique étant totalement protégé de l'atmosphère ambiante afin d'en éviter la contamination et la détérioration à l'utilisation. Le moulage de matières plastiques est devenu de plus en plus complexe pour permettre d'obtenir des composants achevés destinés à de très nombreuses applications. Deux procédés de moulage qui sont à la pointe du progrès consis- tent en des procédés de moulage d'encastrement et de prémoulagesurmoulage. Le moulage d'encastrement consiste essentiellement à placer un type quelconque de pièce, qui en général est en matière non plastique telle que du métal ou analogue, dans un moule d'une machine de moulage. Ensuite, la matière plastique est injectée autour de la pièce ou de certaines parties voulues de cette dernière afin de constituer le composant. Dans le processus de prémoulage-surmoulage, un élément prémoulé est réalisé à une forme prédéterminée dans un premier moule d'une machine correspondante. Après enlèvement de l'élément prémoulé du premier moule, il est introduit dans un second moule d'une machine correspondante pour le "surmoulage" d'un complément de matière plastique afin de l'enrober complètement ou partiellement. Il est impossible d'obtenir un joint hermétique entre composants pendant le moulage par injection. Toutefois, selon l'environnement et le composant achevé qui est souhaité, un composant enfermé hermétiquement peut être une caractéristique souhaitable. Ce facteur se présente en particulier lorsqu'une pièce sensible, telle qu'un élément électrique, doit être recouverte par un processus de moulage d'encastrement. Il est essentiellement souhaitable de protéger un tel élément électrique contre la dégradation qui peut se produire à la longue sous l'effet de l'atmosphère ambiante ou de son exposition à certaines substances ou à certains fluides en cours d'utilisation. Il serait donc souhaitable de disposer d'un procédé de moulage d'un composant électrique monobloc de matière plastique dans lequel est enfermé un élément électrique sensible de manière que celui-ci soit totalement protégé de l'atmosphère ambiante afin d'en éviter la contamination ou la dégradation. L'invention se rapporte donc à un procédé d'enveloppement d'un élément électrique par moulage dans un logement afin de réaliser un composant achevé monobloc qui empêche l'exposition de cet élément électrique à l'atmosphère ambiante afin de lui éviter la contamination et la dégradation. Le procédé consiste à envelopper l'élément électrique par moulage d'encastrement dans un élément prémoulé et ensuite à enfermer des parties sélectionnées de l'élément prémoulé et de l'élément électrique à l'aide d'un élément surmoulé. A la fin du moulage, les zones qui n'ont pas été recouvertes sont protégées par une coiffe contre l'atmosphère ambiante afin de réaliser un composant monobloc dans lequel l'élément électrique est enfermé hermétiquement. Des parties de l'élément prémoulé et de l'élément électrique sont utilisées pour les tenir pendant le moulage de l'élément surmoulé. Plusieurs composants sont avantageusement moulés simultanément, une partie de l'élément électrique de chaque composant servant à tenir les composants voisins les uns contre les autres. Pendant ou après le moulage, des zones sélectionnées de l'élément électrique sont rognées pour permettre de réaliser le circuit souhaité du composant. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective et en coupe longitudinale d'un composant monobloc de l'invention et en représente l'élément électrique, l'élément prémoulé et l'élément surmoulé; la figure 2 est une vue en plan de l'élément électrique de l'invention; la figure 3 est une vue en perspective et en coupe transversale de l'élément électrique partiellement recouvert de l'élément prémoulé; la figure 4 est une vue en coupe transversale du composant selon la ligne 4-4 de la figure 1 et dans la direction indiquée; la figure 5 est une vue en plan du composant que représente la figure 1; et la figure 6 est une vue explosée en élévation latérale d'un composant électrique de l'art antérieur. La figure 1 représente un composant réalisé par le procédé de l'invention et portant la référence générale 10. Le procédé permet de réaliser un composant 10 qui soit monobloc et comprenne essentiellement un élément électrique ou substrat conducteur 12, un premier élément prémoulé 14 et un second élément surmoulé 16. Dans le présent mémoire et sur les dessins, le composant décrit et représenté 10 est un détecteur de vapeur se montant dans un conduit utilisé dans des systèmes d'alimentation de véhicules en carburant. Il doit toutefois être bien compris que le procédé permet de réaliser un composant 10 pouvant être utilisé dans de nombreuses applications, sans sortir du cadre de l'invention. Pour réaliser le composant achevé 10, l'élément électrique 12 se place dans un moule d'une machine de moulage (non représentée) et le premier élément prémoulé 14 est réalisé autour de lui. Après enlèvement de la machine de moulage, un élément intermédiaire 18, qui a été réalisé par moulage d'encastrement et que la figure 3 représente en détail, comprend l'élément électrique 12 et le premier élément prémoulé 14. L'élément 18 réalisé par moulage d'encastrement est ensuite placé dans un autre moule d'une machine à mouler (non représentée) et le second élément surmoulé 16 est réalisé autour de zones choisies aussi bien de l'élément électrique 12 que du premier élément prémoulé 14. Après enlèvement du moule, le composant achevé 10 que représentent les figures 1, 4 et 5 est réalisé. Des détails du composant 10 et de son moulage vont être décrits. Comme le montre la figure 2, l'élément électrique 12 est de préférence réalisé à l'emporte-pièce en un métal conducteur souhaité et comprend en particulier une partie centrale 20, trois contacts électriques 22 et un cadre extérieur 24. Le matériau particulier et la forme de l'élément électrique 12 peuvent toutefois varier. La partie centrale 20 forme essentiellement le substrat du circuit électronique souhaité, mais peut servir à d'autres buts. Un élément électronique de détection de carburant (non représenté) peut avantageusement être monté sur la partie centrale 20 à la fin du moulage. Comme le montre la figure 1, les contacts électriques 22 se prolongent vers l'extérieur aussi bien de l'élément prémoulé 14 que de l'élément surmoulé 16 pour en permettre la connexion à un câble électrique ou à un autre composant (non représenté). Le cadre extérieur 24 sert essentiellement à tenir la partie centrale 20 en place pendant le prémoulage et le surmoulage et il est de préférence relié à la partie centrale 20 par sept branches de raccord 26a-26g. Chaque branche 26a- 26g est coupée ou rognée pendant ou après le moulage final de l'élément surmoulé 16. Comme le montre la figure 3, l'élément prémoulé 14 est réalisé autour de parties prédéterminées de la partie centrale 20 de l'élément électrique 12. Comme décrit plus en détail ci-dessous, l'élément prémoulé 14 est conçu de manière que tous les joints situés entre lui-même et l'élément surmoulé 16 se trouvent dans des zones prédéterminées qui peuvent faire l'objet d'une protection par un traitement ultérieur. L'élément prémoulé 14 comprend essentiellement une surface supérieure 28, une surface inférieure 30 et deux poches 32 et 34. Celles-ci sont utilisées pour tenir l'élément prémoulé 14 dans les noyaux ou les cavités (non représentées) pendant le surmoulage de l'élément 16 afin d'empêcher tout flottement dans la direction x ou y lorsque la matière plastique est injectée dans les cavités de surmoulage. Pour empêcher le flottement de l'élément prémoulé 14 dans la direction z, le cadre extérieur 24 de l'élément électrique 12 est utilisé pour retenir cet élément 14 dans les cavités. Comme le montrent les figures 1 et 4, la surface inférieure 30 de l'élément prémoulé 14 est enrobée par l'élément surmoulé 16. La surface supérieure 28 et les poches 32 et 34 demeurent toutefois sensiblement à découvert à l'extérieur du composant achevé 10. Comme le montrent les figures 4 et 5, l'élément prémoulé 14 comprend un épaulement périphérique 36 qui l'entoure. L'épaulement 36 comporte un bord extérieur chanfreiné 38 dont une ligne supérieure 40 forme le joint entre la périphérie de l'élément prémoulé 14 et l'élément surmoulé 16. En conséquence, l'interface comprise entre la surface supérieure 28 de l'élément prémoulé 14 et l'élément surmoulé 16 se trouve le long du bord chanfreiné 38, le joint formé entre eux, qui est exposé à l'atmosphère ambiante, étant confiné à la ligne supérieure 40. Ainsi, pour réaliser un joint hermétique entre l'élément prémoulé 14 et l'élément surmoulé 16, il suffit de rendre la ligne supérieure 40 hermétique ou de la protéger. Une coiffe (non représentée) qui est de préférence prévue comporte un rebord orienté vers l'intérieur et destiné à se loger dans un canal ou une rainure de collage 42 qui entoure l'élément prémoulé 14 et qui se trouve entre ce dernier et l'élément surmoulé 16. L'élément de couverture est fixé le long de la ligne supérieure 40 par un adhésif ou analogue. La coiffe enferme ainsi hermétiquement la partie centrale 20 de l'élément électrique 12 ainsi que les poches 32 et 34 de l'élément prémoulé 14 en les protégeant de l'atmosphère ambiante. Comme le montre la figure 5, après enlèvement du cadre extérieur 24, les seules parties de l'élément électrique 12 qui sont à découvert à l'atmosphère sont celles qui portent les références 44 et 46. Toutefois, à la fin du moulage du composant 10, ces parties 44 et 46 sont obturées par un composé de remplissage ou analogue afin qu'elles soient protégées hermétiquement de l'atmosphère ambiante. Comme le montre la figure 1, un bouton 48 réalisé en verre et comportant un trou 50 qui le traverse de part en part peut être placé dans la poche 34 pour le montage du détecteur de carburant (non représenté). Le trou 50 communique avec une tige creuse 52 réalisée simultanément avec l'élément surmoulé 16 pour permettre aux vapeurs de carburant de communiquer avec le détecteur. La figure 6 représente un composant 110 de l'art antérieur qui se compose d'un logement 112, d'un couvercle 114 et d'une plaque arrière 116. Un détecteur ou élément électrique (non représenté) est fixé à la plaque arrière 116 pour permettre sa connexion à l'élément électrique ou au cadre conducteur et aux bornes (non représentées) situées dans le logement 112. En conséquence, les composants 110 de l'art antérieur étaient assemblés individuellement. La plaque arrière 116 et le détecteur électrique fixé sur elle étaient collés au logement 112, le détecteur étant connecté électriquement aux bornes par des fils de raccord. Le couvercle 114 était ensuite collé sur le logement 112. Le procédé de moulage du composant 10 selon l'invention résout les problèmes posés par le composant complexe 110 de l'art antérieur, le composant monobloc hermétique 10 facilitant l'assemblage et assurant la protection totale de l'élément électrique 12. Ainsi, des économies considérables de matière et de fabrication sont réalisées. Il va de soi que diverses modifications peuvent être apportées au procédé de l'invention sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé pour enfermer un élément électrique (12) par moulage dans un logement de matière plastique pour réaliser un composant monobloc achevé (10) dans lequel cet élément, des joints entre celui-ci et le logement et des joints entre différentes parties du logement sont fermés hermétiquement pour protéger l'élément électrique de l'atmosphère ambiante, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: a) enveloppement de parties sélectionnées dudit élément électrique (12) par moulage d'encastrement à l'intérieur d'un élément prémoulé (14) ayant une conformation prédéterminée, au moins un conducteur (22) dudit élément électrique se prolongeant vers l'extérieur dudit élément prémoulé pour sa connexion à un circuit électrique voulu; b) enveloppement par moulage de parties sélectionnées dudit élément électrique (12) et dudit élément prémoulé (14) dans un élément surmoulé (16), ledit au moins un conducteur (22) de l'élément électrique se prolongeant vers l'extérieur dudit élément surmoulé pour sa connexion audit circuit électrique, au moins une surface (28) dudit élément prémoulé (14) étant laissée à découvert par ledit élément surmoulé (16) de manière à créer un joint (40) entre eux le long de ladite au moins une surface, lesdits joints étant conçus et positionnés de manière à pouvoir être ultérieurement protégés de l'atmosphère ambiante; et c) mise en oeuvre de moyens pour protéger de l'atmosphère ambiante lesdits joints ainsi que toute partie dudit élément électrique (12) qui n'est pas enrobée par moulage afin de réaliser un composé achevé monobloc (10) dans lequel ledit élément électrique est hermétiquement isolé de l'atmosphère ambiante afin d'en empêcher la contamination et la dégradation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape c) comprend la mise en oeuvre de moyens de protection consistant en au moins soit un couvercle protecteur, soit un adhésif, soit un composé de remplissage, soit une coiffe de protection. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape a) comprend la réalisation par moulage d'une partie (32, 34) dudit élément prémoulé (14) qui est destinée à tenir celui-ci pendant le moulage de l'élément surmoulé (16). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la réalisation par moulage de ladite partie de retenue dudit élément prémoulé (14) est effectuée sur ladite au moins une surface (28) de ce dernier. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un élément électrique (12) comprenant une partie centrale (20) et un élément de cadre extérieur (24) relié à cette dernière et par ailleurs à tenir ledit élément prémoulé (14) pendant le moulage dudit élément surmoulé (16) au moyen dudit élément de cadre extérieur (24). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le moulage de plusieurs composants (10) simultanément et la liaison de composants voisins au moyen desdits éléments de cadre extérieur (24).