Brevet FR2791860A1 — publié le 20001006

L'invention concerne un dispositif de traversée étanche d'une plaquette à circuit imprimé flexible par un joint de paroi de boîtier, comprenant deux parties de paroi de boîtier définissant le joint de paroi de boîtier, deux éléments d'étanchéité de forme, disposés l'un face à l'autre dans la zone du joint, et la plaquette à circuit imprimé flexible passant entre les deux éléments d'étanchéité de forme. Des passages étanches de plaquettes de circuit imprimé flexibles par des joints de paroi de boîtier constituent un concept moderne pour la connexion électrique de circuits ou composants en boîtier avec un potentiel élevé d'économie sur les coûts, notamment dans la technique des véhicules automobiles. Un dispositif d'étanchéité du type générique défini en introduction est décrit dans le brevet européen 0 513 263 B1. L'élément d'étanchéité est soit disposé sur la plaquette à circuit imprimé en y adhérant par vulcanisation sur celle-ci, soit logé dans le joint de paroi de boîtier en tant qu'élément de forme séparée. Toutefois, dans cette technique, il se présente parfois des difficultés qui sont liées au fait que la plaquette à circuit imprimé flexible peut être étirée d'une manière non élastique sous l'effet de sollicitations mécaniques s'exerçant sur elle lors de l'opération d'assemblage et peut ainsi être endommagée ou susceptible d'être endommagée. Un tel endommagement peut par exemple être provoqué par le fluage de l'élément d'étanchéité dans le contact de pression direct sur la surface de la plaquette à circuit imprimé. Par le brevet DE 197 12 842 Cl, on connaît un dispositif de commande, pour une boîte de vitesses automatique, qui est disposé à l'intérieur du carter d'huile de la boîte. La connexion électrique entre une zone du boîtier dont l'étanchéité est assurée et un conducteur électrique situé à l'extérieur de cette zone a lieu au moyen d'une plaquette à circuit imprimé flexible. Celle-ci passe d'une manière étanche par le joint de paroi de boîtier situé entre un couvercle et une plaque de fond du dispositif de commande. Le brevet CH 497 107 concerne un coffre qui est constitué d'un récipient en forme de cuvette et d'un couvercle. Pour assurer l'étanchéité du couvercle, il est prévu un élément d'étanchéité comportant une lèvre d'étanchéité qui est orientée d'une manière inclinée vis- à-vis de la direction d'assemblage du couvercle. La présente invention a pour but de fournir un dispositif de traversée étanche d'une plaquette à circuit imprimé flexible par un joint de paroi de boîtier qui soit réalisable d'une manière économique et garantisse de bonnes propriétés d'étanchéité. Il convient notamment qu'un endommagement mécanique de la plaquette à circuit imprimé flexible lors de l'opération d'assemblage puisse être exclu d'une manière sûre. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que les deux éléments d'étanchéité de forme sont réalisés avec une forme profilée d'étanchéité qui, lors de l'opération d'assemblage des deux parties de paroi de boîtier, provoque un déplacement longitudinal de la plaquette à circuit imprimé flexible à savoir dans le plan de cette plaquette. Cette configuration de la forme profilée d'étanchéité qui, conformément à l'invention, provoque un déplacement longitudinal unidirectionnel de la plaquette à circuit imprimé flexible c'est-à-dire dans le plan de cette plaquette, permet d'obtenir que, lors de l'opération d'assemblage, la plaquette exécute un mouvement l'écartant en position qui la maintient exempte de sollicitation et donc la protège d'endommagements. Il résulte également du mouvement d'écartement en position que, pendant pratiquement toute l'opération d'assemblage, un appui essentiellement ponctuel et donc à faible sollicitation de l'un des deux éléments d'étanchéité de forme, ou de préférence des deux, sur la plaquette se trouve maintenu. De préférence, au moins l'un des deux éléments d'étanchéité de forme est réalisé avec une lèvre d'étanchéité orientée d'une manière inclinée vis-à-vis de la direction d'assemblage. La conformation et l'inclinaison de la lèvre d'étanchéité provoquent le déplacement longitudinal de la plaquette à circuit imprimé. La lèvre d'étanchéité peut être inclinée en étant dirigée aussi bien vers le volume du boîtier dont l'étanchéité doit être assurée qu'en s'éloignant de ce volume. En principe, il est possible que seul l'un des deux éléments d'étanchéité de forme soit pourvu d'une telle lèvre d'étanchéité et que l'autre élément soit réalisé avec une forme profilée d'étanchéité essentiellement plane qui sert de surface de glissement et surface de complément de réalisation de l'étanchéité. Toutefois, les deux éléments d'étanchéité de forme sont de préférence pourvus d'une telle lèvre d'étanchéité. De préférence, une zone de réception de lèvre, réalisée sous forme d'une zone de refoulement de matière ou d'un évidement, est ménagée dans au moins l'un des éléments d'étanchéité de forme au voisinage de la lèvre d'étanchéité. Au cours de l'opération d'assemblage, la lèvre d'étanchéité se loge dans la zone de réception de lèvre, de sorte qu'on obtient une répartition de pression uniforme sur l'étendue de la zone d'appui de l'élément d'étanchéité. Une autre mesure avantageuse consiste à noyer une structure de raidissement dans au moins l'un des éléments d'étanchéité de forme. La structure de raidissement assure un réglage sous contrainte des propriétés locales d'élasticité et de déformation de l'élément d'étanchéité et permet par exemple également de produire l'inclinaison déjà indiquée de la lèvre d'étanchéité. D'une manière avantageuse, il peut être prévu que la structure de raidissement s'étende dans la lèvre d'étanchéité. De préférence, la structure de raidissement passe au moins en partie autour de la zone de réception de lèvres. Une autre réalisation avantageuse d'au moins l'un des éléments d'étanchéité de forme se caractérise par le fait qu'il est ménagé, au voisinage de la lèvre d'étanchéité, une zone d'enlèvement de matière qui est d'abord en forme de cuvette et qui, lors de l'opération d'assemblage des deux parties de paroi de boîtier, forme une section d'étanchéité plane par refoulement de matière. "D'abord" signifie à l'état sans sollicitation. La section d'étanchéité obtenue est essentiellement plane. Le refoulement de matière peut être provoqué par la compression de la matière de l'élément d'étanchéité qui est due au pliage de la lèvre d'étanchéité. La section d'étanchéité plane accroît la sécurité d'étanchéité de la structure d'étanchéité obtenue, de sorte qu'une sollicitation soumettant la plaquette à circuit imprimé à une contrainte est le plus largement évitée en raison du fait qu'un appui de la section d'étanchéité plane sur la plaquette n'a lieu qu'au dernier moment de l'opération d'assemblage et qu'il ne se présente donc qu'une courte distance de compression. D'une manière avantageuse, il peut être prévu de ménager, dans chaque partie de paroi de boîtier, une gorge d'étanchéité dans laquelle l'élément d'étanchéité de forme est enfoncé. L'invention a également pour objet un dispositif de commande de moteur et/ou de boîte de vitesses pour un véhicule automobile, caractérisé en ce que le boîtier du dispositif de commande comporte un dispositif de passage suivant l'invention. L'invention est exposée ci-après à titre d'exemple à l'aide de deux formes de mise en oeuvre et en regard des dessins annexés. Sur ceux-ci, on voit: à la figure 1, une représentation en coupe d'un couvercle de boîtier avec une plaque de fond, à la figure 2, une vue de dessus d'une plaque de fond comportant une plaquette à circuit imprimé flexible disposée sur celle-ci, à la figure 3a, une paire d'éléments d'étanchéité de forme logés dans un couvercle de boîtier et une plaque de fond, avant l'assemblage du couvercle et de la plaque, conformément à une première forme de mise en oeuvre de l'invention, à la figure 3b, la paire d'éléments d'étanchéité de forme représentés à la figure 3a lorsque le couvercle de boîtier et la plaque de fond sont assemblés, à la figure 4a, une autre paire d'éléments d'étanchéité de forme logés dans un couvercle de boîtier et une plaque de fond, avant l'assemblage du couvercle et de la plaque, suivant un second mode de mise en oeuvre de l'invention et, à la figure 4b, la seconde paire d'éléments d'étanchéité de forme représentés à la figure 4a lorsque le couvercle de boîtier et la plaque de fond sont assemblés. La figure 1 représente un dispositif de commande 1 qui est prévu pour être monté dans une boîte de vitesses automatique. Le boîtier du dispositif de commande est constitué d'une plaque de fond 2 métallique et d'un couvercle de boîtier 3 en matière plastique. Le couvercle de boîtier 3 est fixé à une plaque de commutation hydraulique de la boîte de vitesses et constitue le corps de support du boîtier de dispositif de commande 2, 3. Il reçoit des conducteurs électriques, des capteurs et un connecteur, ces composants étant disposés à l'extérieur de la cavité du boîtier du dispositif de commande 1. Un circuit électronique 4 est situé à l'intérieur du boîtier 2, 3, ce circuit étant placé sur une partie en surépaisseur de la plaque de fond 2. Le circuit 4 est constitué d'un substrat céramique pourvu de composants électroniques. La plaque de fond 2 sert de puits thermique ou de corps de refroidissement pour le circuit électronique 4. Le circuit 4 est entouré d'une plaquette à circuit imprimé 5 flexible qui est disposée d'une manière stratifiée, ou collée, sur la plaque de fond 2 et qui est en contact électrique avec le circuit électronique 4 situé à l'intérieur du boîtier 2, 3. Dans sa zone périphérique, la plaque de fond 2 métallique peut comporter des premiers trous 6 et des seconds trous 7. Des douilles d'enfoncement sous pression 8 sont ancrées à demeure dans les premiers trous 6. Des bagues isolantes 9 sont placées dans les seconds trous 7. Le couvercle de boîtier 3 comporte une section en forme de cuvette qui se raccorde latéralement à une zone d'appui 10 plane qui en fait tout le tour. Des tétons d'enfoncement sous pression 11 sont ancrés dans la zone d'appui 10, ces tétons se dressant sur la zone d'appui 10 du côté du fond. En outre, des fils conducteurs 12 s'étendent à partir des composants situés extérieurement déjà indiqués, tels que connecteur et capteurs, dans la zone d'appui 10 du couvercle de boîtier 3 et présentent à cet endroit des extrémités de fil 13 qui font saillie hors du couvercle 3. Des gorges 20, 21 qui font tout le tour sont ménagées respectivement dans la surface de la plaque de fond 2 et dans la surface, lui faisant face, de la zone d'appui 10 du couvercle de boîtier 3. Des éléments d'étanchéité de forme 22, 22' qui font tout le tour sont situés dans les gorges 20, 21, ces éléments étant prévus pour assurer l'étanchéité de la cavité du boîtier vis-à-vis d'une huile de boîte de vitesses. La figure 2 représente en vue de dessus la structure, côté plaque de fond, représentée à la figure 1. La figure 1 constitue une vue en coupe par la ligne I-I de la figure 2. Le circuit électronique 4 est entouré de tous côtés par la plaquette à circuit imprimé 5 flexible. Une ligne en trait interrompu indique le contour 14 de la partie en surépaisseur de la plaquette de fond 2, contour auquel la plaquette 5 est adjacente. Dans une de zone de chevauchement, le support de circuit en céramique, qui porte le circuit électronique 4, fait saillie au-delà de la partie en surépaisseur et est en contact en cet endroit avec des pistes conductrices (non représentées) de la plaquette 5. La plaquette à circuit imprimé 5 à flexible est par exemple constituée d'une feuille de base inférieure en polyimide et d'une feuille de recouvrement supérieure en polyimide entre lesquelles sont placées les pistes conductrices métalliques, en étant noyées dans une couche de substance adhésive. Il est également possible d'utiliser des plaquettes à circuit imprimé 5 flexibles à plusieurs couches. La plaquette 5 s'étend par-dessus l'élément d'étanchéité de forme 22' côté plaque de fond et au-delà et des pistes conductrices de la plaquette 5 s'étendent jusqu'aux seconds trous 7 et viennent en contact en cet endroit avec des pattes 15 de la plaquette 5 qui sont pourvues de surfaces de contact métalliques et qui sont disposées au-dessus des seconds trous 7. La figure 3a représente le détail de la partie entourée à la figure 1. Les deux éléments d'étanchéité de forme 22, 22' sont constitués d'un élastomère, par exemple un caoutchouc ou une matière plastique flexible. A l'état sans sollicitation, ils possèdent par exemple une forme en section transversale qui présente une symétrie par rapport à un plan horizontal et qui comporte des formes profilées latérales 23, 24, 23', 24' essentiellement planes, une forme profilée de fond 25, 25', comportant une rainure en forme d'encoche en V 26, 26', et une forme profilée d'étanchéité 27, 27' située à l'opposé de la forme profilée de fond 25, 25'. La gorge en forme de coin 26, 26', qui peut également présenter une configuration s'écartant de la forme en V, contribue à accroître l'étanchéité entre la forme profilée de fond 25, 25' de l'élément 22, 22' et les surfaces de paroi intérieure de la rainure respectivement 20 ou 21. La forme profilée d'étanchéité 27, 27' comporte, en partant du côté intérieur du boîtier (côté gauche à la figure 3a), un évidement en forme de cuvette 28, 28' qui se raccorde à une lèvre d'étanchéité 29, 29' qui fait saillie et qui est suivie d'une zone de réception de lèvre , 30' formant un évidement. La lèvre d'étanchéité 29 (lèvre d'étanchéité 29') fait saillie au-delà du contour de surface supérieure de la zone d'appui 10 du couvercle de boîtier 3 (de la plaque de fond 2). Les deux lèvres d'étanchéité 29, 29' présentent une inclinaison se dirigeant vers l'extérieur vis-à-vis de la cavité du boîtier. Les points formant sommet 32, 32' des lèvres d'étanchéité 29, 29' sont disposés de manière à se faire l'un l'autre directement face. Une structure de raidissement 31 facultative, qui peut par exemple être constituée d'une tôle métallique à élasticité de forme, est noyée dans l'élément d'étanchéité de forme 22' situé du côté de la plaque de fond. La structure de raidissement 31 est disposée dans une zone de pliage de la lèvre d'étanchéité 29' et peut, comme représenté, s'étendre aussi bien dans la lèvre d'étanchéité 29' qu'autour de la zone de réception de lèvre 30'. Une structure de raidissement peut également être noyée dans l'élément d'étanchéité de forme 22 situé du côté du couvercle. Le choix du tracé et de la matière de la structure de raidissement 31 facultative permet un réglage parfaitement déterminé des propriétés de flexibilité et de déformation de la forme profilée d'étanchéité 27', notamment dans la zone de la lèvre d'étanchéité 29'. La plaquette à circuit imprimé 5 flexible passe entre les deux lèvres d'étanchéité 29, 29' et, dans l'état sans sollicitation représenté à la figure 3a, repose sur la lèvre d'étanchéité 29' située du côté de la plaque de fond. Pour fixer la plaque de fond 2 sur le couvercle de boîtier 3, on rapproche du couvercle 3 la plaque 2 comportant, monté sur elle, le circuit électronique 4 et la plaquette à circuit imprimé 5 déposée d'une manière stratifiée. La lèvre d'étanchéité 29 située du côté couvercle vient alors en contact avec la face supérieure de la plaquette 5. Pendant la suite de l'opération de rapprochement, la lèvre d'étanchéité 29 supérieure et la lèvre d'étanchéité 29' inférieure sont l'une et l'autre déviées vers l'extérieur suivant la direction de la flèche 33a et se logent dans les zones de réception de lèvre 30, 30' (voir flèches 34, 34'). Les points formant sommet 32, 32' des lèvres d'étanchéité 29, 29' se déplacent alors en commun vers l'extérieur suivant la direction de la flèche 33a et entraînent la plaquette 5 située entre elles. Il ne se produit pas de déplacement relatif entre la plaquette à circuit imprimé 5 flexible et les points formant sommet 32, 32' (à l'exception d'un mouvement d'enroulement, ce qui signifie qu'il ne se présente aucun "glissement" de la plaquette 5 entre les lèvres 29, 29'. Cela suppose que la plaquette 5 possède une liberté de mouvement suffisante pour ce mouvement d'écartement en position (en général relativement court), condition qui est dans la plupart des cas automatiquement remplie et, pour le reste, doit être assurée à l'aide de mesures appropriées (par exemple, dans le cas d'une plaquette 5 déposée d'une manière stratifiée sur la plaque de fond 2, en prévoyant une réserve de matière appropriée). Le mouvement commun d'écartement en position des lèvres d'étanchéité 29, 29' et de la plaquette à circuit imprimé 5 flexible qui est décrit permet d'obtenir que, lors de l'assemblage sous pression de la plaque de fond 2 sur le couvercle de boîtier 3, un appui ponctuel (en coupe transversale) de la plaquette 5 sur les lèvres 29, 29' est maintenu sur toute l'étendue de la course d'enfoncement sous pression. Cela permet d'éviter "l'écrasement" de cette plaquette qui se présente dans la pratique avec des éléments d'étanchéité classiques, de sorte qu'une sollicitation provoquant un étirement de la plaquette 5 est éliminé d'une manière efficace. Ainsi qu'on peut le constater à la figure 3b, la forme profilée d'étanchéité 27, 27' peut être conçue de façon que, lorsque le couvercle de boîtier 3 et la plaque de fond 2 sont totalement assemblés sous pression, il se présente, outre le contact ponctuel (en chacun des points formant sommet 32, 32'), un contact superficiel permettant une meilleure étanchéité sur la plaquette 5. Cette section d'étanchéité se présente à l'endroit de la zone de l'évidement en forme de cuvette 28, 28' située du côté intérieur du boîtier et est due à un refoulement de matière qui est créé par le pliage des lèvres d'étanchéité 29, 29' et entraîne un bombement, au moins localisé, du logement 28, 28' en forme de cuvette. Lorsque la plaque de fond 2 et le couvercle de boîtier 3 sont complètement assemblés sous pression, il subsiste également, dans la zone des points formant sommet 32, 32' des lèvres d'étanchéité 29, 29', un contact dû au fait qu'ils se touchent essentiellement d'une manière ponctuelle ou au moins à faible surface. Les figures 4a et 4b représentent une seconde forme de mise en oeuvre de l'invention qui ne diffère essentiellement de la première forme de mise en oeuvre que par le fait que les lèvres d'étanchéité 29, 29' sont inclinées vers la cavité du boîtier et exercent par conséquent, au lieu d'une sollicitation de la plaquette 5 en traction, une sollicitation de celle-ci en poussée (vu de la cavité du boîtier) suivant la direction de la flèche 33b. Lors du serrage sous pression de la plaque de fond 2 et du couvercle de boîtier 3, les tétons d'enfoncement sous pression 11 pénètrent en outre dans les douilles d'enfoncement sous pression 8 des premiers trous 6 et ancrent ainsi la plaque 2 sur le couvercle 3 qui sert de corps de support. En même temps, les extrémités 13 des fils conducteurs pénètrent dans les bagues isolantes 9 situées dans les seconds trous 7, produisent un contact électrique vis-à-vis des pattes 15 de la plaquette à circuit imprimé 5 flexible et fournissent ainsi la connexion électrique du circuit électronique 4 vis-à-vis de la périphérie extérieure. Ii REVENDICATIONS 1. Dispositif de traversée étanche d'une plaquette à circuit imprimé (5) flexible par un joint de paroi de boîtier, comprenant: - deux parties de paroi de boîtier (2, 10) définissant le joint de paroi de boîtier, - deux éléments d'étanchéité de forme (22, 22') disposés l'un face à l'autre dans la zone du joint et - la plaquette à circuit imprimé (5) flexible passant entre les deux éléments d'étanchéité de forme (22, 22'), caractérisé en ce que les deux éléments d'étanchéité de forme (22, 22') sont réalisés avec une forme profilée d'étanchéité (27, 27') qui, lors de l'opération d'assemblage des deux parties de paroi de boîtier (2, 10), provoque un déplacement longitudinal de la plaquette à circuit imprimé (5) flexible, à savoir dans le plan de cette plaquette. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des deux éléments d'étanchéité de forme (22, 22') est réalisé avec une lèvre d'étanchéité (29, 29') orientée d'une manière inclinée vis-à-vis de la direction d'assemblage. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une zone de réception de lèvre (30, 30'), réalisée sous forme d'une zone de refoulement de matière ou d'un évidement, est ménagée dans au moins l'un des éléments d'étanchéité de forme (22, 22') au voisinage de la lèvre d'étanchéité (29, 29'). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une structure de raidissement (31) est noyée dans au moins l'un (22') des éléments d'étanchéité de forme. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la structure de raidissement (31) s'étend dans la lèvre d'étanchéité (29'). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la structure de raidissement (31) passe au moins en partie autour de la zone de réception de lèvres (30'). 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce, dans au moins l'un des éléments d'étanchéité de forme (22, 22'), il est ménagé, au voisinage de la lèvre d'étanchéité (29, 29'), une zone d'enlèvement de matière (28, 28') qui est d'abord en forme de cuvette et qui, lors de l'opération d'assemblage des deux parties de paroi de boîtier (2, 10), forme une section d'étanchéité plane par refoulement de matière. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans chaque partie de paroi de boîtier (2, 10), il est ménagé une gorge d'étanchéité (20, 21) dans laquelle l'élément d'étanchéité de forme (22, 22') est enfoncé. 9. Dispositif de commande de moteur et/ou de boîte de vitesses pour un véhicule automobile, caractérisé en ce que le boîtier (2, 3) du dispositif de commande comporte un dispositif de passage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.