Brevet FR2777732A1 — publié le 19991022

i L'invention concerne un agencement permettant de con- necter électriquement un circuit électronique, logeable dans un boîtier de pièce structurelle, notamment boîtier d'appareil de commande de boîte de vitesses ou boîtier d'appareil de commande de moteur, à des moyens électriques périphériques prévus à l'extérieur du boîtier de pièce structurelle. La demande de brevet allemand 197 12 842.4 décrit un appareil de commande de boîte de vitesses qui est prévu pour être mis en place dans une boîte de vitesses automati- que. Le boîtier de l'appareil de commande comporte un cou- vercle de boîtier, en matière plastique, dans lequel des conducteurs électriques sont noyés et mènent au circuit de commande de boîte disposé dans le boîtier. La mise en con- tact électrique des conducteurs s'étendant dans le couver- cle avec des moyens électriques périphériques extérieurs s'effectue par l'intermédiaire d'un connecteur de boîte de vitesses étanche à l'huile. Ce connecteur de boite réalise un passage électrique à travers le carter de boite de vi- tesses, les conducteurs s'étendant dans le couvercle de boîtier de l'appareil de commande de boite étant raccordés par des emplacements de rivetage ou de soudage aux contacts électriques correspondants du connecteur. La présente invention a pour but de fournir un agence- ment, de structure simple et économique, qui permette une connexion électrique sûre d'un circuit électronique, logé dans un boîtier de pièce structurelle, à des moyens élec- triques périphériques extérieurs. A cet effet, l'invention a pour objet un agencement constitué d'un support de circuit, sur lequel un circuit électronique est disposé, d'un boîtier entourant le support de circuit et de conducteurs électriques servant à connec- ter électriquement le circuit électronique à des moyens électriques périphériques prévus à l'extérieur du boîtier, le boîtier étant constitué - d'un élément de fond maintenant le support de cir- cuit avec le circuit électronique et - d'un couvercle de boîtier en matière plastique ac- couplé à l'élément de fond, -- dans lequel les conducteurs électriques sont noyés, des premières extrémités de conducteur étant connectables électriquement au circuit électronique et des secondes ex- trémités de conducteur sortant du couvercle de boîtier à l'extérieur et -- sur lequel un corps de connecteur à broches est disposé dans la zone des secondes extrémités de conducteur sortantes, entoure les secondes extrémités de conducteur à la façon d'un boîtier de connecteur et comporte des broches de contact électrique formées à partir des secondes extré- mités de conducteur. L'utilisation, conforme à l'invention, des secondes extrémités de conducteur, sortant du couvercle de boîtier ou élément de base, en tant que broches de contact du corps de connecteur à broches permet de supprimer, sans avoir à la remplacer, l'opération de fabrication jusqu'à present nécessaire qu'est le soudage ou le rivetage des extrémités de conducteur avec les contacts électriques du connecteur. La suppression de cette opération de fabrication permet de réduire les coûts de fabrication de l'élément de base ou couvercle de boîtier. Une autre réduction de coût résulte de l'économie de matière, étant donné qu'à la place d'un connecteur de boîte de vitesses indépendant complet, on utilise désormais un simple corps de connecteur à broches sans éléments de contact électrique propres. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'en évitant des emplacements de connexion sur les trajets de conduction électrique, on obtient une nette amélioration de la fiabilité. Cela se fait avantageusement remarquer no- tamment dans des applications dans le domaine automobile, étant donné que le risque d'une séparation se présentant constamment pour des emplacements de connexion électrique lors des vibrations élevées s'y produisant est exclu grâce au passage continu des conducteurs conforme à l'invention. De préférence, le boîtier est un boîtier d'appa- reil de commande de boîte de vitesses et/ou boîtier d'appa- reil de commande de moteur dont l'étanchéité est assurée entre un élément de fond et un couvercle de boîtier. De préférence, l'élément de base ou couvercle de boî- tier est réalisé sous forme d'une pièce en matière plasti- que moulée par injection, étant donné que, dans ce cas, l'enrobement des conducteurs à l'injection permet que, d'une manière simple, les conducteurs puissent être noyés dans cet élément de base ou couvercle de boîtier. Une mise en oeuvre préférée de l'invention se caracté- rise par le fait que les secondes extrémités de conducteur en saillie présentent une surface structurée, notamment un gaufrage, et/ou sont revêtues d'un métal, notamment de zinc ou d'argent. Cela accroît l'aptitude des secondes extrémi- tés de conducteur à réaliser un bon contact électrique, un revêtement de métal permettant en outre une introduction plus facile par glissement des secondes extrémités de con- ducteur dans les logements de contact correspondants d'un connecteur complémentaire. Une autre mesure judicieuse réside dans le fait que les secondes extrémités de conducteur en saillie présentent un diamètre extérieur réduit en comparaison des conducteurs passant à l'intérieur du couvercle de boîtier ou élément de base. La réduction du diamètre des extrémités de conducteur s'obtient au moyen d'un usinage par enlèvement de matière qui permet, au moyen des secondes extrémités de conducteur en saillie, de rendre le corps de connecteur à broches con- forme à l'invention encore compatible, après l'opération d'injection, avec un connecteur complémentaire prévu à 1' avance. Dans une première forme de réalisation, le corps de connecteur à broches est réalisé d'une seule pièce avec le couvercle de boîtier ou élément de base. Dans ce cas, l'ensemble de l'agencement de connexion conforme à l'invention peut être réalisé en une opération de fabrica- tion unique (opération d'injection de matière plastique). Lorsque l'agencement conforme à l'invention est utilisé dans une boîte de vitesses, un autre avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait qu'on obtient d'une manière simple une étanchéité, vis-à-vis de l'huile, des contacts électriques de connecteur formés par les se- condes extrémités de conducteur - éventuellement en combi- naison avec un formage spécial du conducteur disposé dans l'élément de base ou couvercle de boîtier. Il suffit alors de prendre des mesures appropriées pour l'étanchéité exté- rieure du corps de connecteur à broches lors de la mise en place dans une ouverture de passage d'une paroi de carter de boîte de vitesses. En outre, dans la première forme de réalisation, il est possible de prévoir sur le corps de connecteur à bro- ches une zone de transition présentant une flexibilité ac- crue qui est de préférence adjacente au couvercle de boî- tier, de sorte que, même dans le cas d'une position de mon- tage qui varie légèrement ou de problèmes de respect des cotes, il est toujours possible d'obtenir un ajustement suffisant entre le corps de connecteur à broches et une ou- verture de passage prévue dans le boîtier de boîte de vi- tesses. Une seconde forme de réalisation se caractérise par le fait que le corps de connecteur à broches est une pièce sé- parée en matière plastique, de forme flexible et pourvue de trous de passage pour les secondes extrémités de conduc- teur. Après la fabrication de l'élément de base ou couver- cle de boîtier, la pièce en matière plastique est emboîtée à force d'une manière simple sur les secondes extrémités de conducteur en saillie. La possibilité ainsi fournie du choix libre de la matière et de la conformation de la pièce séparée en matière plastique permet de choisir à volonté la valeur de sa flexibilité. Cette seconde forme de réalisa- tion offre des avantages lorsque qu'en raison de difficul- tés d'ajustement, un corps de connecteur à broches particu- lièrement flexible est nécessaire. Dans la seconde forme de réalisation, il est judicieux que, dans la zone des trous de passage de la pièce en ma- tière plastique, les secondes extrémités de conducteur soient pourvues d'une surface structurée en pomme de pin ou tuilée, étant donné que cela permet d'obtenir, dans la zone des passages de conducteur, une étanchéité accrue du corps de connecteur vis-à-vis de l'huile. De préférence également, les premières extrémités de conducteur font saillie hors de l'élément de base ou cou- vercle de boîtier dans une zone d'appui prévue pour le boî- tier de pièce structurelle et viennent à cet endroit en contact avec des pistes conductrices d'un support de pistes conductrices flexible qui vient en contact avec le circuit électronique. Dans ce cas, tous les emplacements de contact électrique situés dans la zone de jonction entre les moyens électriques périphériques extérieurs et le support de pis- tes conductrices flexible sont réalisés sous forme de con- nexions par enfichage. Dans une forme préférée de réalisation, le corps de connecteur à broches comporte au moins une zone de flexion dans laquelle les conducteurs électriques passent essen- tiellement dans un plan. Dans la zone de flexion, le corps de connecteur à broches est mince ou de forme élancée, de sorte que le connecteur à broches possède une certaine mo- bilité dans la zone de flexion. Cela facilite nettement le montage de l'agencement dans un carter de boîte de vites- ses. Selon une autre caractéristique, les conducteurs élec- triques sont, le long d'une autre zone de flexion, orientés essentiellement dans un plan qui est essentiellement per- pendiculaire au plan d'une première zone de flexion. L'invention est exposée ci-après à titre d'exemple, à l'aide d'un exemple de réalisation unique et en regard des dessins. Sur ceux-ci, on voit: à la figure 1, une représentation en perspective d'un élément de base ou couvercle de boîtier conforme à l'invention, comportant un corps de connecteur à broches venu d'une pièce, à la figure 2, une représentation schématique en coupe par la ligne I-I de la figure 1, à la figure 3, une représentation à plus grande échelle du corps de connecteur à broches représenté à la figure 2 et du passage des conducteurs, à la figure 4, la représentation de la figure 3 en vue de dessus, à la figure 5, une vue de dessus d'une plaque de fond du boîtier d'appareil de commande sur laquelle est appli- quée une feuille à pistes conductrices flexible, à la figure 6a, une première extrémité de fil conduc- teur faisant saillie hors d'un couvercle de boîtier, avant la mise en place dans une douille isolante située dans la plaque de fond, à la figure 6b, une première extrémité de fil conduc- teur après la mise en place dans la douille isolante et, à la figure 7, une vue en perspective d'un corps de connecteur à broches comportant deux zones de flexion. La figure 1 représente un élément en matière plastique 1 plat qui comprend, venu d'une pièce, un couvercle de boî- tier 2 d'un appareil de commande de boite de vitesses non représenté en détail à la figure 1. Cet élément en matière plastique 1 sert de corps de support de l'appareil de com- mande de boîte et comporte des trous 3 au moyen desquels il peut être fixé sur une plaque de commutation hydraulique, non représentée, d'une boîte de vitesses. Outre le couver- cle de boîtier 2 en forme de cuvette, comportant une sur- face périphérique d'appui 8, l'élément en matière plastique 1 comprend un connecteur de boîte de vitesses 4 qui, à l'état monté, traverse une ouverture ménagée dans une paroi de carter de boîte de vitesses et peut, en cet endroit, être accouplé mécaniquement à un connecteur complémentaire de forme correspondante. Le connecteur de boite 4 sert à la connexion électrique de l'appareil de commande de boite, et éventuellement d'autres composants électriques montés sur l'élément en matière plastique 1, tels que capteurs, ac- tionneurs et analogues, avec des moyens périphériques exté- rieurs. La figure 2 représente une coupe transversale de l'élément en matière plastique 1 par la ligne I-I de la fi- gure 1. Une plaque de fond 5 métallique est représentée au- dessus du couvercle de boîtier 2. Ce couvercle de boîtier 2 et cette plaque de fond 5 forment le boîtier 2, 5 de l'appareil de commande de boîte de vitesses. Un circuit électronique 6 est disposé à l'intérieur du boîtier 2, 5, ce circuit électronique pouvant également être placé, d'une manière non représentée, sur une partie surélevée de la plaque de fond 5. Le circuit 6 est réalisé au moyen d'un substrat céramique équipé de composants électroniques. Le circuit 6 est entouré par un support de pistes conductri- ces, réalisé sous forme d'une feuille de polyimide 7 flexi- ble, qui est appliquée par stratification ou par collage sur la plaque de fond 5 et vient au contact du circuit électronique 6 situé à l'intérieur du boîtier 2, 5. Dans une zone radialement intérieure de la surface d'appui 8, il est prévu une garniture d'étanchéité 9 périphérique sur laquelle, à l'état monté, la plaque de fond 5 prend appui et qui sert à assurer l'étanchéité de l'espace intérieur du boîtier 2, 5 vis-à-vis d'une huile de boîte de vitesses. Dans sa zone périphérique, la plaque de fond 5 métal- lique comporte des trous 11 dans lesquels sont placées des bagues isolantes 12 réalisées sous forme de douilles emboî- tées à force. Comme décrit ci-après en regard des figures , 6a et 6b, des pattes métallisées de la feuille de polyi- mide 7, qui sont en contact électrique avec des pistes con- ductrices, s'étendent jusqu'aux bagues isolantes 12 et re- çoivent en cet endroit le contact de premières extrémités de conducteur 10 de fils conducteurs électriques 13 qui sont noyés à l'intérieur de l'élément en matière plastique 1 et qui, comme le montre la figure 2, s'étendent du con- necteur de boîte 4 jusqu'à la zone d'appui 8 du couvercle de boîtier 2. Dans l'exemple ici représenté, le connecteur de boîte 4 comprend un corps de connecteur à broches 14 qui est réa- lisé d'une pièce avec l'élément en matière plastique 1. Conformément à l'invention, les contacts électriques du connecteur de boîte 4 sont réalisés au moyen de secondes extrémités de conducteur 15 des fils conducteurs 13 s'étendant dans l'élément en matière plastique 1. De cette manière, le groupe formé du connecteur de boîte 4 (c'est-à- dire corps de connecteur à broches 14 et secondes extrémi- tés de conducteur 15) et de l'élément matière plastique 1 peut être réalisé en une opération de fabrication et il ne peut pas se poser de problèmes d'étanchéité dans la zone située entre les secondes extrémités de conducteur 15 et le corps de connecteur à broches 14. Les figures 3 et 4 représentent le connecteur de boîte de vitesses 4 conforme à l'invention suivant une représen- tation à plus grande échelle. Le corps de connecteur à bro- ches 14 comprend une zone de base 16, adjacente à l'élément en matière plastique 1 et réalisée d'une pièce avec celui- ci, et une saillie de boîtier 17 qui prolonge cette zone suivant sa périphérie. La zone de base 16 et la saillie de boîtier 17 peuvent être cylindriques et être pourvues, dans la zone périphérique, de moyens d'étanchéité, tels que par exemple des joints toriques ou analogues. En outre, la zone de base 16 peut être conçue, au moyen d'un formage appro- prié, en tant que zone de transition à flexibilité accrue. A l'intérieur de la saillie de boîtier 17, il est ménagé un espace intérieur 18 dans lequel les secondes extrémités de conducteur 15 font saillie et constituent des broches de contact électriques. Les secondes extrémités de conducteur sont ici solidaires des fils conducteurs 13, s'étendant dans l'élément en matière plastique 1, par l'intermédiaire de parties 19 pliées à 90 . Il est possible également, d'une manière non représentée, de faire sortir les secondes extrémités de conducteur 15 de l'élément en matière plasti- que 1 du côté frontal, suivant une direction parallèle au plan de cet élément 1. La figure 4 représente le trajet des fils conducteurs 13 en vue de dessus. Etant donné que ces fils conducteurs 13 s'étendent de préférence dans un plan, ils passent dans la zone du corps de connecteur 14 de façon qu'il ne se pré- sente aucun chevauchement dans ce plan. En dehors de la zone de connecteur, les fils conducteurs 13 peuvent par exemple être disposés parallèlement les uns aux autres. Lors de la fabrication de l'élément en matière plasti- que 1, les fils conducteurs électriques 13 sont soit posés directement dans un moule d'injection, soit sont au préala- ble fixés les uns aux autres suivant leur position rela- tive, par exemple par projection de voiles de matière plas- tique, puis sont enrobés par l'injection dans le moule d'injection. Cela permet de rendre minimaux les moyens de fabrication nécessaires, puisque le corps de support, qui existe de toute façon dans une boîte de vitesses automati- que, est désormais rendu en même temps utilisable, grâce aux mesures structurelles indiquées précédemment, en tant que couvercle de boîtier, support de conducteurs et connec- teur de boîte de vitesses, de sorte que, pour la finition de l'ensemble du groupe structurel, il suffit ultérieure- ment de poser encore la plaque de fond 5 métallique sur laquelle le circuit électronique 6 est disposé. La plaque de fond 5 sert en même temps de corps de refroidissement pour le circuit électronique 6. Les figures 5, 6a et 6b représentent la mise en con- tact électrique du circuit électronique 6 de l'appareil de commande de boite de vitesses dans la zone du couvercle de boîtier 2. Conformément à la figure 5, le circuit électronique 6 est entouré de tous côtés par la feuille en polyimide 7 flexible. Une ligne en trait interrompu indique le contour 21 d'une partie surélevée de la plaque de fond 5 à laquelle la feuille en polyimide 7 est adjacente. Dans une zone de chevauchement, le support de circuit en céramique, qui porte le circuit électronique 6, s'étend au-delà de la par- tie surélevée et, en cet endroit, est collé ou lié à la feuille 7 au moyen d'une colle électriquement conductrice, de sorte qu'il se présente une connexion électrique entre les pistes conductrices, non représentées à la figure 5, de la feuille flexible 7 et le circuit électronique 6. Les pistes conductrices de la feuille flexible 7 s'étendent jusqu'au trou 11 et, en cet endroit, viennent au contact de pattes 20 de la feuille flexible 7 qui présen- tent des surfaces de contact métalliques et qui sont dispo- sées au-dessus des trous 11. Lors de la fixation de la plaque de fond 5 sur le cou- vercle de boîtier 2, les premières extrémités de conducteur en saillie s'emboîtent dans les bagues isolantes 12 si- tuées dans les trous 11 et réalisent ainsi un contact élec- trique avec les pattes 20 de la feuille en polyimide 7 flexible. La figure 6a représente, avant l'assemblage, la struc- ture de la zone d'appui 8 du couvercle de boîtier 2 et de la plaque de fond 5 dans la zone (entourée d'un cercle à la figure 2) de la première extrémité de conducteur électrique en saillie. La bague isolante 12 est recouverte par la patte métallique 20 qui se trouve en contact électrique avec une piste conductrice de la feuille en polyimide 7 flexible. La bague isolante 12 est en une matière plastique ré- sistant à l'huile et élastique et comporte, dans sa zone d'introduction, une découpe qui correspond à un élargisse- ment dans la zone supérieure du trou 11. L'élargissement sert à une immobilisation de la bague isolante 12 et déter- mine en outre la position de montage de cette bague iso- lante 12 dans la plaque de fond 5. Lors de l'introduction sous pression de la première extrémité de conducteur 10, la patte 20 est tirée dans la bague isolante 12. Il se présente de ce fait une connexion électrique et une solidarisation mécanique sûre qui est suffisamment solide et qui respecte également les condi- tions imposées par l'environnement à une boîte de vitesses en ce qui concerne l'huile, les vibrations et les varia- tions de température. A la figure 6b, la première extrémité de conducteur 10 est emboîtée dans la bague isolante 12, la patte 20 étant serrée, d'une manière qu'on ne peut pas constater, entre la périphérie extérieure de la première extrémité de conduc- teur 10 et la périphérie intérieure 22 de la bague 12. La connexion électrique est assurée au moyen de ce serrage. La figure 7 illustre une première zone de flexion 23 et une seconde zone de flexion 24 du corps 14 d'un connec- teur de boîte de vitesses 4. Les zones de flexion sont dé- calées angulairement d'un angle droit l'une vis-à-vis de l'autre. Dans chaque zone de flexion, l'ensemble des fils conducteurs 13 est orienté dans un plan respectif. Les fils conducteurs 13 comportent des torsions ou inflexions dans une zone située entre les deux zones de flexion 23, 24. Les fils conducteurs 13, dans la zone qui est repré- sentée dépourvue d'enveloppe, se trouvent en réalité à l'intérieur de l'élément en matière plastique 11 qui est représenté aux figures 1 à 3. Par conséquent, la zone de base 16, dans laquelle se trouve la zone de flexion 24, est réalisée d'une pièce avec l'élément en matière plastique 1. Les zones de flexion sont minces et pourvues d'une couche de matière plastique relativement mince 5, de sorte que le corps de connecteur peut être plié dans les plans dans lesquels les fils conducteurs 13 sont disposés. L'agencement des zones de flexion, décalées en rota- tion l'une de vis-à-vis de l'autre, entraîne des propriétés de flexibilité du corps de connecteur suivant des direc- tions x et y. Par conséquent, lors du montage dans le car- ter d'une boîte de vitesses automatique de véhicule, le corps de connecteur peut facilement être placé dans l'ouverture de connecteur prévue à cet effet. Le connecteur de boite 4 peut être orienté aussi bien parallèlement à l'élément en matière plastique 1 que d'une manière perpendiculaire ou inclinée par rapport à celui-ci. REVENDICATIONS 1. Agencement, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support de circuit, sur lequel un circuit électronique (6) est disposé, d'un boîtier (1, 2; 5) entourant le sup- port de circuit et de conducteurs électriques (13) servant à connecter électriquement le circuit électronique (6) à des moyens électriques périphériques prévus à l'extérieur du boîtier (1, 2; 5), le boîtier (1, 2; 5) étant consti- tué - d'un élément de fond (5) maintenant le support de circuit avec le circuit électronique (6) et - d'un couvercle de boîtier (1, 2) en matière plasti- que accouplé à l'élément de fond (5), - - dans lequel les conducteurs électriques (13) sont noyés, des premières extrémités de conducteur (10) étant connectables électriquement au circuit électronique (6) et des secondes extrémités de conducteur (15) sortant du cou- vercle de boîtier (1, 2) à l'extérieur et - - sur lequel un corps de connecteur à broches (14) est disposé dans la zone des secondes extrémités de conduc- teur (15) sortantes, entoure les secondes extrémités de conducteur (15) à la façon d'un boîtier de connecteur et comporte des broches de contact électrique formées à partir des secondes extrémités de conducteur (15). 2. Agencement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (1, 2; 5) est un boîtier d'appareil de commande de boîte de vitesses et/ou boîtier d'appareil de commande de moteur dont l'étanchéité est assurée entre un élément de fond (1) et un couvercle de boîtier (2, 5). 3. Agencement suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le couvercle de boîtier (1, 2) est une pièce en matière plastique moulée par injection. 4. Agencement suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les secondes extrémités de conducteur (15) en saillie présentent une surface structu- rée, notamment un gaufrage, et/ou sont revêtues d'un métal, notamment de zinc ou d'argent. 5. Agencement suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les secondes extrémités de conducteur (15) en saillie présentent un diamètre extérieur réduit en comparaison des conducteurs (13) passant à l'intérieur du couvercle de boîtier (1,2). 6. Agencement suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le corps de connecteur à bro- ches (14) est réalisé d'une seule pièce avec le couvercle de boîtier (1,2). 7. Agencement suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le corps de connecteur à broches (14) comporte une zone de transition (16), à flexibilité accrue, qui est adjacente au couvercle de boîtier (1, 2). 8. Agencement suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps de connecteur à broches (14) est une pièce séparée en matière plastique, de forme flexi- ble et pourvue de trous de passage pour les secondes extré- mités de conducteur (15). 9. Agencement suivant la revendication 8, caractérisé en ce que, dans la zone des trous de passage, les secondes extrémités de conducteur (15) sont pourvues d'une surface structurée en pomme de pin ou tuilée. 10. Agencement suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les premières extrémités de conducteur (10) font saillie hors du couvercle de boîtier (1, 2) et peuvent être amenées en cet endroit en contact électrique avec des pistes conductrices d'un support de pistes conductrices (7) flexible de contact avec le circuit électronique (6). 11. Agencement suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les conducteurs électriques (13) sont, dans le corps de connecteur à broches (14), le long d'une zone de flexion (23), orientés essentiellement dans un plan et en ce que le corps de connecteur à broches (14) est mince dans la zone de flexion (23). 12. Agencement suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que les conducteurs électriques (13) sont, le long d'une autre zone de flexion (24), orientés essentiellement dans un plan qui est essentiellement per- pendiculaire au plan d'une première zone de flexion (23).