Brevet FR2799879A1 — publié le 20010420

Faisceau de câbles surmoulés et procédé de fabrication associé. L'invention est du domaine du câblage électrique de véhicules. En particulier elle concerne le câblage de planche de bord ou de moteur automobile. Dans domaine, un faisceau de câbles, destiné par exemple à relier les éléments du tableau de bord aux organes moteurs, comprend couramment plusieurs dizaines de câbles (jusqu'à plusieurs centaines dans le cas de faisceau reliant tous les équipements, des optiques avant aux optiques arrières) attachés ensemble en leur partie centrale, puis orientés chacun selon des directions différentes à chaque extrémité en fonction de leur usage. Il est clair qu'un tel faisceau de câbles, qui est un élément critique du véhicule est rendu très onéreux du fait du besoin de protection mécanique, thermique, et d'étanchéité aux huiles et acides qui caractérisent l'environnement moteur. utilise alors couramment des conditionnements par gaine fendue, par enrubannage, ou par joints unitaires de faisceau de câbles. Lors de leur livraison avant installation dans le vehicule, les faisceaux, qui comprennent les câbles liés et éventuellement connecteurs de terminaison desdits câbles, sont classiquement conditionnes dans des sacs plastiques permettant à la fois d'éviter que l'extrémité d'un câble de l'écheveau n'accroche un obstacle, et de faciliter leur maniement. Un tel faisceau, qui mesure sensiblement plus d'un mètre de long, pèse couramment plusieurs kilos, avec plusieurs dizaines de câbles sortant à chaque extrémité, et n'est donc pas d'un maniement facile. conditionnement reste peu satisfaisant dans la pratique. II multiplie ailleurs les opérations nécessaires : enlèvement du conditionnement en sac plastique, placement du faisceau, gainage ou enrubannage pour chaque sous-faisceau. La présente invention propose un nouveau mode de conditionnement des câbles dans un faisceau de câbles, présentant une grande simplicité et une économie en terme de coût de fabrication. L'invention vise en premier lieu un procédé de fabrication de faisceau de câbles, par exemple pour tableau de bord d'automobile, comportant un tronc central, ainsi que une ou plusieurs arborescences d'extrémite, éventuellement connecteurs disposés par exemple sur le tronc central un ou plusieurs bottiers terminaux, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes - de collection des câbles destinés à former un faisceau spécifique à modèle de voiture prédéterminé, et assemblage en écheveau fonctionnel selon les branches et connexions électriques fonctionnelles à réaliser par le faisceau - de disposition de l'écheveau fonctionnel dans un moule dont le nombre et la longueur des branches correspondant à la forme finale désirée du faisceau, - de surmoulage desdits câbles par un matériau plastique apte à conférer aux branches une certaine flexibilité. La description et les dessins qui suivent permettront de mieux comprendre les buts et avantages de l'invention. II est clair cette description donnée qu'à titre d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif. Dans les dessins - la figure 1 représente un faisceau de câbles dans forme déployée; - la figure 2 représente schématiquement une extrémité d'un faisceau câbles, solidarisés par des liens sécables selon l'invention ; - la figure 3 est une vue de détail d'un lien sécable ; - la figure 4 est une variante de lien sécable ; - la figure 5 illustre une variante de lien entre deux câbles ; - la figure 6 est une vue en coupe du lien de la figure 5. - la figure 7 illustre le mode de réalisation d'un faisceau de câbles ; - la figure 8 illustre un exemple de pièce plastique de centrage du faisceau de câbles dans le moule. Comme on le voit sur la figure 1, un faisceau 1 de câbles 6, par exemple pour tableau de bord d'automobile, comporte un tronc central 2, ainsi une ou plusieurs arborescences 3 d'extrémité. II peut comporter par ailleurs connecteurs 4 disposés par exemple sur le tronc central 2, et un ou plusieurs bottiers terminaux 5, selon la configuration spécifique du véhicule à équiper. On comprend que la forme déployée du faisceau 1 est tridimensionnelle, et dépend encore une fois de la géométrie du véhicule dans lequel le faisceau doit être installé. Comme on dit, une fois installé en place dans le véhicule, le faisceau 1 doit être protegé des contraintes environnementales par un gainage ou autre protection connue de l'homme du métier. Selon l'invention, un tel faisceau 1 de câbles 6 est surmoulé par un matériau plastique de protection (thermique, mécanique, aux acides ou huiles etc.), de type connu et détaillé ici. Un tel surmoulage supprime la nécessité du gainage postérieur à l'installation. Le procédé de fabrication du fabrication du faisceau 1 surmoulé comporte des étapes successives de mise en place, de test électrique, de moulage proprement dit et de démoulage. Ce procédé est illustré par la figure 7. Plus précisément, les câbles 6 destinés à former un faisceau spécifique à un modèle voiture prédéterminé, sont dans une première étape E1 collectés et assemblés écheveau fonctionnel 10 (selon le mode traditionnel de réalisation de faisceau), selon les branches et connexions électriques fonctionnelles à réaliser par le faisceau. Puis cet écheveau fonctionnel 10 est disposé (dans une étape E2) dans un moule 11 bidimensionnel dont le nombre, la section et la longueur des branches sont fonction de la topologie finale du faisceau 1 qui doit être installé dans le véhicule. Ce moule 11, de matériau et mode de réalisation classiques, est doté de petits creusements (non représentés) entre les évidements correspondants aux "branches", de façon à créer lors du surmoulage des ponts 7 (figure 2) de matière de surmoulage entre les branches une fois surmoulées. Avantageusement, le moule 11 intègre des excroissances plastiques, adaptées à coopérer par emboîtement élastique avec des creux prévus sur le bloc moteur (connecteurs, capteurs . ). II est clair la section du moule 11 peut être indifféremment rectangulaire, circulaire ou autre, selon les besoins d'installation du faisceau 1 dans le véhicule auquel il est destiné. On comprend que le moule 11 présente des évidements, correspondant aux branches libres des câbles 6, réalisés côte à côte autant que possible dans la matière du moule. Ainsi, les extrémités ou branches libres des cables 6 (qui sont également surmoulées) seront disposés côte à côte autant possible de façon former un seul ensemble sensiblement unidimensionnel (figure 2) , et des câbles 6 ainsi disposés à proximité sont liés par des ponts 7 de matière plastique formant lien sécable lors de l'installation du faisceau 1. Les câbles 6 sont positionnés sensiblement au centre des branches du moule grâce à des guide-fils disposés de loin en loin dans le moule. Ces guide-fils peuvent comporter, d'une des "couteaux" horizontaux (non représentés) disposé environ tous les 1 cm pour soutenir les câbles et les maintenir sensiblement au centre du moule 1 , et, d'autre part, des aiguilles (également non représentées) sensiblement verticales entre lesquelles câbles sont disposés. Dans ce cas, lors du démoulage, des trous correspondants sont laissés dans le faisceau 1. Ces trous présentent d'une part un inconvénient de laisser localement pénétrer des fluides dans la masse du faisceau 1, mais d'autre un avantage de créer une flexibilité accrue du faisceau 1 de câbles, propice a faciliter la mise en place de ce dernier. Un positionnement dans le véhicule sur des ergots disposés par exemple sur le tablier séparant le moteur de l'habitacle, est envisageable. On tire dans ce cas le meilleur profit de trous laissés dans le faisceau, tout en supprimant leur risque d'entrée d'impuretés. Dans une variante de réalisation, les câbles 6 sont positionnés à l'aide de pièces plastiques 12 de positionnement (figure 8), préalablement disposées dans le moule 11, sur lesquelles sont disposés les câbles, ces pièces plastiques positionnement étant intégrés dans le faisceau 1 lors du surmoulage. De telles pièces plastiques 12 flexibles peuvent exemple prendre forme adaptée à entourer un faisceau 1 de câbles sur , et comporter un ergot correspondant à un orifice du moule, qui garantit un positionnement correct du faisceau (figure 8). Dans le mode de réalisation préféré décrit ici à titre d'exemple, les connecteurs 4 présents aux extrémités de certains câbles 6 sont disposés dans des logements prévus à cet effet aux extrémités des branches du moule 11, de manière à ce que lors du surmoulage, ces connecteurs 4 soient également surmoulés pour la partie formant lien entre les câbles 6 et lesdits connecteurs 4, ce qui procure une étanchéité nettement accrue par rapport aux dispositifs traditionnels d'enrubannage. Un traitement identique s'applique éventuellement aux extrémités de câbles 6 reliés à des boîtiers électroniques 5, qui peuvent également être surmoulés localement pour renforcer la jonction mécanique entre le câble 6 et le boîtier 5, éviter toute entrée possible d'eau, de poussière ou autre polluant dans le bottier. câbles 6 ayant été mis en place dans le moule 11, un premier test électrique l'ensemble est réalisé dans une étape E3 (ou éventuellement juste avant la mise en place dans le moule 2, ainsi qu'il est illustré sur figure 7), avant de procéder au surmoulage, de manière à éviter dès cet instant erreurs de câblage, qui sont extrêmement fréquentes lors de la fabrication méthode traditionnelle des faisceaux électriques de véhicule (Il est clair que si tels tests ne sont pas pratiqués à cet instant, il n'est pas possible d'intervenir après démoulage sur le faisceau de câbles, et de corriger une erreur de position de câble. Le faisceau devient alors totalement inutile et est perdu). Cette série de tests est réalisée de façon connue de l'homme du métier, et éventuellement sur un appareil automatique dédié à cet usage, mais sortant du cadre de la présente invention. On vérifie à la fois que tous les câbles et connecteurs sont fonctionnels, et que les câbles aboutissant au bout de chaque branche correspondent bien au plan de montage. A l'issue d'un test positif de connexion électrique, le moule est fermé par une partie supérieure classique, puis une mousse de type polyurethane est injectée sous pression dans ledit moule en quelques secondes, de manière à enrober les câbles complètement, et un traitement thermique est éventuellement appliqué, selon des modalités connues de l'homme du métier (étape E4). Le mode d'injection, de même que la répartition des points d'injection de mousse sont connus en soi- On peut citer typiquement mais de façon nullement limitative une température d'injection de 60 C et une pression faible, de l'ordre de 5 bars, manière à éviter que ces conditions d'injection ne risquent de détériorer faisceau de câbles dans le moule ou les connecteurs A l'issue du temps de réaction (étape E5), qui dure par exemple quelques secondes à quelques minutes, un deuxième test électrique est réalise (étape E6), avec pur but de vérifier que le traitement n'a pas détérioré connexion électrique. Le faisceau est ensuite démoulé, et peut être envoyé (étape E7) tel que à la chaîne de montage sur laquelle il doit être utilisé. Le moule 11, une fois nettoyé, est prêt à être réutilisé (étape E8). Dans une variante de mise en oeuvre, on tire avantage du surmoulage des cables 6 pour créer une épaisseur mince formant voile 9 (moins d'un demi millimetre par exemple) tel qu'on le voit sur les figures 5 et 6. Un tel voile 9 est adapte à recevoir soit un marquage de type écriture pour faciliter le positionnement du faisceau ou identifier celui-ci, soit un code barre d'identification. Dans une variante similaire, ce voile est de forme adapté à former une protection locale d'une pièce disposée en dessous après installation du faisceau. On comprend par ailleurs qu'il est très aisé de colorer la matière utilise pour le surmoulage du faisceau de câbles, ce qui permet de distinguer faisceaux destinés à des modèles différents (qui sont le plus souvent montés sur une même chaîne de montage), par exemple en colorant différemment les faisceaux destinés aux véhicules diesels et aux véhicules essence d'un même modèle (ces faisceaux étant généralement livrés en caisses). Dans une variante de matériau de surmoulage, on utilise du polypropylène au lieu de mousse de polyuréthane. En fait, tout matériau moulable et apte à conférer une certaine flexibilité aux branches du faisceau surmoulé est envisageable dans la présente invention. Un avantage clair de l'invention est que le surmoulage sert, d'une part, de matériau de protection des câbles 6 et est pré-installé sur ceux ci, et, d'autre part, fait fonction de conditionnement en vue de la livraison. On supprime ainsi le besoin de sac plastique de transport, ainsi que les problèmes d'emmêlage des faisceaux, d'enrubannage etc. Dans une variante de réalisation, le moule intègre des excroissances plastiques, adaptées à coopérer par emboîtement élastique avec des creux prévus sur le bloc moteur (connecteurs, capteurs etc.). On a mentionné dans la description un surmoulage par mousse polyuréthane. II est clair que des matières diverses sont utilisables, avec des modalités d'injection différentes, selon les contraintes ou exigences des fabricants de véhicules. Une mousse à plus haute densité est ainsi envisageable. Dans encore une autre variante, on intègre dans polyuréthane de surmoulage fixations de câblage telles que pipes d'admission, goulottes d'injecteurs etc ce qui simplifie encore ensuite le montage véhicule. Dans un mode de réalisation préféré, afin d'éviter que des modifications de dernière minute sur la composition ou la forme du faisceau de câbles n'obligent à refaire un moule totalement neuf, le moule est composé de façon modulaire de plusieurs éléments juxtaposés. II est clair que certaines parties du moule sont destinées à changer assez peu (partie correspondant au bloc moteur en particulier), alors que d'autres (habitacle, planche de bord), sont susceptibles de changements de dessins très tardifs dans la conception du véhicule. particulier, les extrémités de branches correspondant aux connecteurs sont formées d'éléments démontables, choisis selon le dessin du faisceau à instant donné, et faciles à remplacer en quelques minutes. portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de realisation ci-dessus considérées à titre d'exemple, mais s'étend au contraire modifications à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS . Procédé de fabrication de faisceau 1 de câbles 6, par exemple pour tableau bord d'automobile, comportant un tronc central 2, ainsi une ou plusieurs arborescences 3 d'extrémité, éventuellement des connecteurs 4 disposés exemple sur le tronc central 2 et un ou plusieurs boîtiers terminaux 5, caractérise en ce qu'il comporte des étapes de collection des câbles 6 destinés à former faisceau spécifique à un modèle de voiture prédéterminé, et assemblage écheveau fonctionnel 10 selon les branches et connexions électriques fonctionnelles à réaliser le faisceau E2 - de disposition de l'écheveau fonctionnel dans un moule 1 dont le nombre la longueur des branches correspondant à la forme finale desirée du faisceau, E4 - de surmoulage desdits câbles par un matériau plastique apte à conférer aux branches une certaine flexibilité. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que moule 11 est doté petits creusements entre les évidements correspondants aux "branches" faisceau à réaliser, de façon à créer lors du surmoulage des liens sécables 7 entre les branches surmoulées. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moule 11 présente évidements, correspondant aux branches libres des câbles 6, réalisés cote à côte autant que possible. 4_ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérise en ce qu'il comporte également une étape - de réalisation d'un premier test électrique de l'écheveau fonctionnel de câbles avant surmoulage. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte également des étapes de E6 - les câbles ayant été surmoulés, réalisation d'un deuxième test électrique avec pur but de vérifier que le traitement n'a pas détérioré de connexion electrique, - démoulage final du faisceau, et envoi sans autre conditionnement à la chaîne montage sur laquelle il doit être utilisé, - nettoyage et réutilisation du moule 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce que lors de la disposition de l'écheveau fonctionnel dans le moule 11, les câbles 6 sont positionnés au centre des branches du moule grâce à des guide-fils disposés de loin en loin dans le moule. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les câbles 6 sont positionnés à l'aide de pièces plastiques 12 de positionnement, préalablement disposées dans le moule 11, sur lesquelles sont disposés les câbles, ces pièces plastiques de positionnement étant intégrés dans le faisceau 1 lors du surmoulage. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ces pièces plastiques 2 flexibles ont une forme adaptée à entourer un faisceau 1 de câbles sur au moins 270 , et comportent un ergot correspondant à un orifice du moule 11, qui garantit un positionnement correct du faisceau 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lors de la disposition de l'écheveau fonctionnel dans moule 11, au moins un connecteur 4 présent à une extrémité d'un câble 6 disposé dans un logement prévu à cet effet dans le moule 11, de manière à que lors du surmoulage, ce connecteur 4 soit également surmoulé pour la partie formant lien entre ledit câble 6 et ledit connecteur 4. procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé ce que le moule 11 comporte au moins une zone adaptée à ce que, lors du surmoulage des câbles 6 on créé une zone d'épaisseur mince formant voile entre deux câbles 6. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 caractérisé ce que on colore la matière utilisée pour le surmoulage faisceau de cables selon la destination du faisceau 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé ce que le moule 11 intègre des excroissances plastiques, adaptées à coopérer par emboîtement élastique avec des creux prévus sur le bloc moteur (connecteurs, capteurs etc.). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le moule 11 est composé de façon modulaire de plusieurs éléments juxtaposés. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les extrémités de branches correspondant aux connecteurs sont formées d'éléments démontables, choisis selon le dessin du faisceau à un instant donné.