Brevet FR2822947A1 — publié le 20021004

La présente invention concerne un capteur ou un dispositif de mesure, notamment pour la détection sans contact d'une vitesse de rotation ou d'un angle de rotation, ainsi qu'un procédé pour fabriquer un tel capteur. Des capteurs sont connus sous de nombreuses formes de réalisation les plus diverses. Habituellement des capteurs sont agencés de telle sorte que le système électronique est enveloppé par une masse d'enrobage formée de matière plastique moulée par injection. De tels capteurs ont un agencement simple et peuvent être fabriqués à bon marché. Mais notamment dans le cas de l'utilisation de tels capteurs dans des véhicules automobiles, un inconvénient réside dans le fait que les fabricants d'automobiles prescrivent notamment des prises enfichables spécifiques ou des géométries de montage spécifiques de sorte que pour chaque fabricant d'automobiles une forme particulière de moulage par injection est nécessaire pour le capteur. Ceci renchérit la fabrication des capteurs respectifs étant donné que pour chaque client un capteur agencé différemment est nécessaire. En outre, de tels capteurs dans des véhicules automobiles sont placés en partie dans des conditions d'environnement extrêmes, par exemple à des températures élevées, ou sont en contact avec des milieux ou fluides externes (par exemple huile, carburant). En particulier par exemple un capteur de boîte de vitesses est entouré en permanence par une huile de la boîte de vitesses. C'est pourquoi des enrobages en matière plastique moulée par injection doivent être réalisés en un matériau résistant aux fluides, ce qui augmente les coûts de fabrication, étant donné que l'utilisation d'une matière plastique à un coût avantageux ne pourrait pas empêcher une diffusion du milieu à travers l'enrobage jusqu'au système électronique et détruirait par conséquent le capteur. Pour réduire des influences de la température, il est proposé par exemple dans EP 0 632 897 Bl un capteur, dans lequel les parties du système électronique sont entourées par un corps formé d'un matériau résistant à la température. La fabrication d'un tel capteur est cependant très onéreuse. Le problème est résolu à l'aide d'un capteur notamment pour détecter sans contact des grandeurs de mesure, caractérisé en ce qu'il comporte une partie de retenue, un système électronique et un élément en forme de pot, dans lequel est enchâssé le système électronique, et que le système électronique est logé dans l'élément en forme de pot moyennant l'utilisation d'un matériau de scellement et que l'élément en forme de pot est fixé à la partie de retenue. Le capteur selon l'invention présente au contraire l'avantage de pouvoir être utilisé même dans des conditions extrêmes, comme par exemple dans la boîte de vitesses, tout en pouvant être fabriqué à bon marché. Ceci est obtenu par un agencement modulaire du capteur, qui est constitué par une partie de retenue, un élément en forme de pot, le système électronique du capteur et un matériau de scellement séparé. En raison de l'agencement modulaire, l'élément en forme de pot et le système électronique du capteur peuvent être en permanence agencés de la même manière, et la partie de retenue peut être conçue respectivement d'une manière adaptée aux exigences spécifiques du client, par exemple pour une prise enfichable ou analogue. On introduit le système électronique du capteur dans l'élément en forme de pot, puis on l'enchâsse de façon sûre dans l'élément en forme de pot au moyen d'un scellement à l'aide d'une résine de coulée. Il faut comprendre, qu'en ce qui concerne l'élément en forme de pot, qui s'agit d'un élément comportant un fond et des éléments de paroi essentiellement perpendiculaires à ce fond. Le système électronique du capteur peut être logé entièrement ou seulement partiellement dans l'élément en forme de pot. Pour permettre la mise en place du capteur, notamment dans des conditions d'environnement extrêmes, comme par exemple dans une boîte de vitesses, l'élément en forme de pot est de préférence formé d'une matière plastique résistante aux fluides, qui empêche une diffusion du fluide à travers la matière plastique en direction du composant électronique. De préférence le système électronique du capteur comporte un élément de Hall. Il est particulièrement préférable que l'élément de Hall soit disposé directement sur le fond de l'élément en forme de pot. De ce fait la distance entre l'élément de Hall et par exemple un pignon de la boîte de vitesses est relativement faible étant donné que seule subsiste entre eux le fond du pot ainsi que la distance entre le fond du pot et le pignon. Par conséquent on peut enregistrer des signaux très précis. Conformément à une forme de réalisation préférée de la présente invention, on dispose d'une ouverture de remplissage pour réaliser le remplissage du matériau de coulée pour le scellement latérale sur la partie de retenue ou sur le bord supérieur de l'élément en forme de pot. De ce fait il est possible que le matériau de scellement dans l'élément en forme de pot atteigne une grande hauteur de sorte que le système électronique du capteur est enchâssé de façon sûre dans le matériau de scellement. Etant donné que conformément à l'invention on peut utiliser également pour des capteurs de différents clients, à l'intérieur de familles de capteurs, toujours le même élément en forme de pot ainsi que le même système électronique, la quantité de matériau de scellement est toujours la même pour tous les capteurs fabriqués d'une manière spécifique au client. On obtient de ce fait des avantages importants conditionnés par la fabrication. De préférence la partie de retenue et l'élément en forme de pot sont fixés entre eux au moyen du matériau de scellement durci. Il faut remarquer que la partie de retenue et l'élément en forme de pot peuvent être également fixés par exemple mécaniquement au moyen de becs d'encliquetage ou par mise en place d'une bague d'étanchéité, puis serrage entre la partie de retenue et l'élément en forme de pot. Enfin en plus des types de liaison mécaniques décrits plus haut entre la partie de retenue et l'élément en forme de pot, le matériau de scellement durci peut consolider plus encore la liaison. D'une manière particulièrement préférée, le capteur selon l'invention possède une longueur 2 30 mm. Ceci permet de garantir que l'ensemble du système électronique du capteur est logé dans l'élément en forme de pot et que dans la partie de retenue, seuls encore des conducteurs de liaison doivent s'étendre jusqu'à la prise enfichable. D'une manière particulièrement préférable, la partie de retenue est réalisée par coulée par injection. De ce fait on peut la fabriquer à très bon marché. Il est particulièrement préférable d'utiliser du PA66 comme matière plastique. Il est particulièrement préférable que le capteur selon l'invention soit agencé sous la forme d'un capteur de boite de vitesses, qui est en permanence en contact avec l'huile de la boîte de vitesses. Dans le cas de son utilisation en tant que capteur de boîte de vitesses, on peut réaliser, par rapport à l'état de la technique, une très grande réduction de coût. Conformément au procédé selon l'invention pour la fabrication d'un capteur d'un dispositif de mesure, tout d'abord on réalise la partie de retenue par exemple au moyen d'un moulage de matière plastique par injection. Il est particulièrement préférable que les lignes de liaison aboutissant au système électronique et les contacts enfichables soient conjointement enrobés par moulage par injection. Ensuite on fixe le système électronique à la partie de retenue et on repousse l'élément en forme de pot fabriqué séparément au-dessus du système électronique. On fixe l'élément en forme de pot sur la partie de retenue par exemple à l'aide de pinces ou de becs d'encliquetage. Par conséquent avec le procédé selon l'invention on peut obtenir un composant préassemblé, qui est constitué par la partie de retenue, le système électronique et l'élément en forme de pot. On dispose obliquement le composant ainsi préassemblé, lors d'une étape opératoire suivante et ensuite on scelle le système électronique dans l'élément en forme de pot à l'aide d'un matériau de scellement, comme par exemple une matière plastique ou une résine. De ce fait le système électronique est enchâssé de façon sûre dans l'élément en forme de pot et est enveloppé par le matériau de scellement. La disposition oblique du composé préassemblé garantit que la masse de scellement peut refluer continûment sur le bord de l'élément en forme de pot ou du système électronique. Conformément à l'invention le scellement s'effectue par conséquent lorsque l'élément en forme de pot est à l'état monté sur la partie de retenue. On peut également prévoir, entre l'élément en forme de pot et la partie de retenue, de préférence une fixation supplémentaire entre ces deux parties, à partir de l'extérieur. Il est particulièrement préférable de prévoir, en une partie médiane latérale du composant préassemblé, l'ouverture de remplissage pour le remplissage du matériau de scellement. De ce fait on peut obtenir un temps de remplissage particulièrement bref du matériau de scellement. En outre, grâce à la combinaison de la disposition oblique du composant préassemblé et de l'ouverture de remplissage formée dans une partie latérale médiane, le système électronique est enchâssé de façon sûre dans l'élément en forme de pot. De ce fait on est également certain qu'il suffit d'utiliser une quantité relativement faible du matériau de scellement, de sorte que la durée de durcissement pour le matériau de scellement est très faible. D'une manière particulièrement préférable, l'ouverture de remplissage est formée entre l'élément en forme de pot et la partie de retenue. Dans la partie de retenue on peut prévoir de préférence un évidement ou analogue, qui lorsque l'élément en forme de pot est à l'état monté sur la partie de support, peut être utilisé en tant qu'ouverture de remplissage. De préférence le composant préassemblé est disposé obliquement sous un angle d'environ 150 pour la coulée du matériau de scellement. De ce fait on peut obtenir des caractéristiques d'écoulement particulièrement bonnes du matériau de scellement. Conformément à un autre mode de mise en oeuvre de la présente invention, le scellement du système électronique dans l'élément en forme de pot s'effectue sous vide. D'une manière particulièrement préférable, lors du scellement, on exécute également un remplissage d'une zone intérieure de la partie de retenue avec le matériau de scellement. De ce fait on peut réaliser notamment une liaison supplémentaire entre la partie de retenue et l'élément en forme de pot. Par conséquent conformément à l'invention on prépare un capteur à agencement modulaire, qui convient notamment également pour être utilisé dans des conditions d'environnement difficiles. Le capteur possède un agencement relativement simple et peut être fabriqué à bon marché. En outre on peut réaliser de façon simple les géométries de raccordement du capteur, qui sont spécifique aux clients. En outre l'élément en forme de pot permet d'obtenir une grande stabilité mécanique du capteur étant que le système électronique du capteur peut être logé entièrement dans l'élément en forme de pot et est protégé par ce dernier. En outre grâce au procédé selon l'invention on peut fabriquer le capteur d'une manière particulièrement bon marché. Il est particulièrement préférable que l'élément en forme de pot soit agencé sous la forme d'un pot à symétrie de révolution, c'est-à-dire avec une forme enveloppe cylindrique et un fond. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective en coupe partielle d'un capteur selon un exemple de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective, pivotée par rapport à la figure 1, du capteur selon l'invention ; et - la figure 3 représente une vue en perspective d'un système électronique du capteur selon l'invention. Sur les figures 1 à 3, on a représenté un capteur conformément à un exemple de réalisation de la présente invention. Comme cela est représenté sur la figure 1, le capteur 1 comporte une partie de retenue 2 ainsi qu'un pot cylindrique 4. Sur une extrémité de la partie de retenue 2, la borne de connecteur 3 est pourvue de contacts. En outre dans la partie de retenue 2 il est prévu une ouverture de remplissage 8, par laquelle on peut introduire une matière plastique pour réaliser un scellement, comme cela sera décrit plus loin. Sur la figure 3, on a représenté le système électronique 6 du capteur 1 d'une manière plus précise. Le système électronique 6 comprend un élément de Hall 7, qui est situé sur une extrémité du système électronique. On insère le système électronique 6 dans un pot 4 de telle sorte que l'élément de Hall 7 est situé sur le fond du pot. De ce fait la distance entre par exemple un pignon et l'élément de Hall 7 est très faible étant donné qu'il existe encore seulement entre ces éléments le fond du pot ainsi que la distance entre le fond du pot et le pignon. Par conséquent on peut enregistrer des signaux très précis. Le système électronique 6 peut être relié à des contacts situés sur la partie de retenue 2 par exemple au moyen d'un brasage ou d'un soudage par laser. Dans le présent exemple de réalisation, le pot 4 est formé de telle sorte que le système électronique 6 peut être complètement logé dans le pot 4. Par conséquent seules encore des lignes de liaison reliées à la prise enfichable 3 sont enrobées par injection dans la partie de retenue 2. On notera qu'on fabrique le système électronique notamment de préférence y compris avec la prise enfichable 3 et qu'on enrobe ensuite par injection la partie de retenue 2 de telle sorte que la partie avant du système électronique 6 est dégagée. On peut ensuite emmancher de façon simple le pot 4 sur le système électronique 6 et le fixer par exemple sur des becs d'encliquetage prévus sur la partie de retenue ou à l'aide de pinces. Ensuite on réalise un scellement du système électronique 6 dans le pot 4 en introduisant une masse de scellement par l'ouverture de remplissage 8. A cet effet, on dispose le composant préassemblé constitué par le pot 4, le système électronique 6 et la partie de retenue 3, sur environ 150 due sorte que l'ouverture de remplissage 8 est dirigée vers le haut. Ensuite on introduit par coulée la masse de scellement dans le pot 4 par l'ouverture de remplissage 8 de sorte que le système électronique 6 est complètement entouré par le matériau de scellement. Sous l'effet de la force de pesanteur, le matériau de scellement descend dans le pot. Après durcissement du matériau de scellement, le système électronique 6 est enchâssé de façon sûre. Le pot 4 fournit une grande stabilité mécanique. Grâce à la combinaison de la disposition oblique du composant préassemblé et à la présence de l'ouverture de remplissage 8 dans une partie médiane du capteur entre la partie de retenue 2 et le pot 4, on peut enrober très bien notamment de longs capteurs possédant une longueur 30 mm. La disposition oblique du composant préassemblé facilite la distribution de la masse de scellement dans l'élément en forme de pot de sorte que le système électronique est enrobé complètement et de façon sûre par le matériau de scellement. Sur la figure 1, on a représenté sous la forme d'une vue en coupe partielle le matériau de scellement 5 durci, qui entoure le système électronique 6. Conformément à l'invention la partie de retenue 2 peut être fabriquée à bon marché à l'aide d'un moulage par injection d'une matière plastique. Il est également possible d'adapter la prise enfichable ou la partie de retenue 2 aux exigences spécifiques aux clients et d'enrober par injection une partie de retenue particulière 2 en fonction du client. Les autres composants du capteur selon l'invention sont alors indépendants du client. Pour permettre l'utilisation par exemple en tant que capteur de la boîte de vitesses, le pot 4 est réalisé en un matériau résistant aux fluides. Ceci permet d'empêcher que l'huile de la boîte de vitesses diffuse à travers le pot 4 et endommage le système électronique du capteur 1. Par conséquent conformément à l'invention on fabrique un capteur bon marché servant à recevoir sans contact des signaux et qui peut être utilisé notamment également pour des capteurs possédant une longueur de construction relativement grande, supérieure à environ 30 mm. Un autre avantage du capteur selon l'invention dans le cas de telles longueurs de construction réside dans le fait que des tests de chocs thermiques peuvent être exécutés sur le capteur même dans le cas de longueurs différentes de construction et de capteurs prévus pour des clients différents étant donné que la partie inférieure du capteur équipé du pot 4 est agencée respectivement pour des capteurs différents et que la partie de retenue 2 est conçue de manière à être identique respectivement pour des capteurs différents et que la partie de retenue 2 est conçue de manière à être variable. Cela permet un cycle de tests standardisé avec un appareil standard pour tous les capteurs. En outre dans le cas de l'utilisation dans des conditions ambiantes extrêmes, seul le pot 4 peut être réalisé en un tel matériau (coûteux), qui résiste aux conditions d'environnement existantes, sans que le système électronique du capteur soit endommagé. Par conséquent, conformément à l'invention, on réalise un capteur 1, qui comporte une partie de retenue 2, un système électronique 6 et un élément en forme de pot 4. Le système électronique 6 du capteur est logé dans l'élément en forme de pot 4, le système électronique étant enchâssé et étanchéifié dans un matériau de scellement 5 dans l'élément en forme de pot 4. L'élément en forme de pot 4 est fixé à la partie de retenue 2. En outre on indique un procédé pour fabriquer un capteur selon l'invention. La description précédente de l'exemple de réalisation selon la présente invention est indiquée uniquement à titre d'illustration et non dans le sens d'une limitation de l'invention. Différents changements et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention, sans sortir du cadre de l'invention ainsi de ses équivalents. REVENDICATIONS 1. Capteur notamment pour détecter sans contact des grandeurs de mesure, caractérisé en ce qu'il comporte une partie de retenue (2), un système électronique (6) et un élément en forme de pot (4), dans lequel est logé le système électronique (6), et que le système électronique (6) est enchâssé dans l'élément en forme de pot (4) moyennant l'utilisation d'un matériau de scellement (5) et que l'élément en forme de pot (4) est fixé à la partie de retenue (2). 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément en forme de pot (4) est formé d'une matière plastique résistante aux fluides, notamment une matière plastique résistante à l'huile. 3. Capteur selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le système électronique (6) du capteur comporte un élément de Hall (7). 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de Hall (7) est disposé directement sur le fond de l'élément en forme de pot (4). 5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une ouverture de remplissage (8) pour l'introduction d'un matériau pour le matériau de scellement (5) est disposé latéralement sur la partie de retenue (2) ou sur la partie supérieure de l'élément en forme de pot (4). 6. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie de retenue (2) et l'élément en forme de pot (4) sont fixés entre eux par le matériau de scellement (5). 7. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capteur possède une longueur 30 mm. 8. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie de retenue (2) est formée par coulée par injection. 9. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur est agencé sous la forme d'un capteur de boîte de vitesses. 10. Procédé pour fabriquer un capteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes comportant la fabrication d'une partie de retenue (2), notamment au moyen d'une injection de matière plastique et la fabrication d'un élément en forme de pot (4), la mise en place d'un système électronique (6) sur la partie de retenue (2), l'introduction du système électronique (6) d'un élément en forme de pot (15) pour obtenir un composant préassemblé, le positionnement oblique du composant préassemblé et le scellement du système électronique d'un élément en forme de pot (4) dans l'état disposé en oblique, au moyen d'un matériau de scellement de sorte que le système électronique (6) est enchâssé dans l'élément en forme de pot (4). 11. Procédé pour fabriquer un capteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que sur une partie latérale médiane de composants préassemblés est formée une ouverture de remplissage (8) pour l'introduction du matériau de scellement dans l'élément en forme de pot (4). 12. Procédé pour fabriquer un capteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ouverture de remplissage (8) est formée entre l'élément en forme de pot (4) et la partie de retenue (2). 13. Procédé pour fabriquer un capteur selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le composant préassemblé est disposé obliquement sur un angle d'environ 15 . 14. Procédé pour fabriquer un capteur selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le scellement du matériau de scellement s'effectue sous vide.