Brevet FR3011497A1 — publié le 20150410

La présente invention se rapporte au domaine du surmoulage de capteur pour véhicule et concerne plus particulièrement un procédé de finition d'un capteur surmoulé afin d'en améliorer l'étanchéité. Dans un véhicule à moteur comportant des cylindres, il est connu de régler l'allumage du mélange carburant/comburant dans chaque cylindre de manière à obtenir un rendement optimum de combustion du mélange. Lorsque l'allumage est réalisé trop tôt, des vibrations se produisent et peuvent endommager le moteur. Lorsque l'allumage est réalisé trop tard, le rendement du cylindre diminue de manière importante. Le rendement optimum est obtenu pour un allumage réalisé dans un intervalle de temps prédéfini dans lequel les vibrations sont extrêmement faibles en début d'intervalle et quasiment nulles en fin d'intervalle. Afin de procéder à l'allumage du mélange dans chaque cylindre pendant cet intervalle de temps, il est connu d'utiliser un ou plusieurs capteurs de cliquetis qui détectent les vibrations de chaque cylindre dans l'intervalle de temps prédéfini d'un allumage à un autre. Plus précisément, le ou les capteurs détectent, d'un allumage au suivant, un niveau de vibrations correspondant alternativement au début de l'intervalle de temps prédéfini et à la fin d'intervalle de temps prédéfini de manière à s'assurer que l'allumage se fasse pendant ledit intervalle de temps prédéfini. Un tel capteur comprend de manière classique un corps de détection de vibrations et une enveloppe périphérique de protection du corps réalisée en un matériau thermoplastique déposé par surmoulage au moins en partie autour dudit corps. Le corps comprend de manière connue une embase métallique et une pluralité de composants tels que, par exemple, un élément piézo-électrique, des éléments de contact électrique, des éléments isolants, une masse sismique etc. Dans un tel capteur, il est connu de réaliser le surmoulage directement au contact de l'embase métallique. Un tel procédé présente toutefois l'inconvénient de ne pas conférer une bonne étanchéité au capteur qui est souvent soumis à des conditions d'humidité dans le moteur. En effet, dans ce cas, les tensions mécaniques provoquées par le surmoulage empêchent le matériau thermoplastique d'adhérer à l'embase métallique, ce qui créé un espace à leur jonction entraînant un défaut d'étanchéité du capteur. De plus, le matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique possède une porosité qui dégrade aussi l'étanchéité de la jonction. Afin de résoudre en partie ces inconvénients, on connaît de la demande de brevet DE3643956A1 un capteur dont l'embase métallique comprend une pluralité de 35 gorges de réception du matériau thermoplastique de manière à en améliorer l'accroche sur l'embase métallique et à améliorer l'étanchéité de la jonction entre l'embase et l'enveloppe. L'étanchéité de cette jonction n'est toutefois pas satisfaisante car, d'une part, il existe toujours un espace suffisamment important pour entraîner un défaut d'étanchéité 5 entre l'enveloppe périphérique surmoulée et l'embase métallique et, d'autre part, la porosité du matériau thermoplastique dégrade toujours l'étanchéité de la jonction. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de finition permettant d'améliorer l'étanchéité d'un capteur surmoulé. A cette fin, l'invention a pour objet un procédé de finition d'un capteur 10 comprenant une embase métallique et une enveloppe périphérique réalisé en un matériau thermoplastique surmoulé autour de ladite embase, ledit procédé comprenant : - une étape de chauffage de moyens de compression à une température supérieure au point de fusion du matériau thermoplastique de sorte à fondre une portion du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique 15 une étape de compression, réalisée par les moyens de compression, de l'enveloppe périphérique de sorte à créer une tension mécanique du matériau thermoplastique sur l'embase métallique. Par le terme « compression », on entend aussi bien une compression mécanique que tout autre type de compression, telle que par exemple une compression 20 réalisée par un gaz, un liquide, un laser etc. L'étape de chauffage des moyens de compression à une température supérieure au point de fusion du matériau thermoplastique permet de fondre une portion du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique, avant la compression. Un tel chauffage permet de déformer le matériau thermoplastique de manière 25 localisée, afin de le comprimer aisément et sans déformer l'ensemble de l'enveloppe périphérique. Le contact entre les moyens de compression chauffés et le matériau thermoplastique permet un transfert de calories, des moyens de compression vers la ou les zones de compression de l'enveloppe périphérique, qui déforme le matériau 30 thermoplastique et rend aisée la compression. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre, entre l'étape de chauffage et l'étape de compression, une étape d'interruption du chauffage suivie d'une étape de mise en contact des moyens de compression avec la zone de compression. 35 Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre, préalablement à l'étape de chauffage, une étape de mise en contact des moyens de compression avec la zone de compression, puis postérieurement à l'étape de chauffage, une étape d'interruption du chauffage, de préférence réalisée avant l'étape de compression. Afin d'obtenir un chauffage nécessaire et suffisant, il est avantageux de 5 chauffer les moyens de compression au-delà du point de fusion du matériau thermoplastique pendant un temps prédéterminé puis d'interrompre ce chauffage avant de mettre les moyens de compression en contact avec le matériau thermoplastique. En effet, lorsque le chauffage n'est pas interrompu, il n'y a pas création d'une tension mécanique entre le matériau thermoplastique et l'embase métallique puisque le matériau 10 thermoplastique peut fondre au fur et à mesure que les moyens de compression le compresse. Les moyens de compression peuvent être chauffés par tout moyen de chauffage, de préférence par induction, par ultrasons ou par micro-ondes. De manière préférée, le matériau thermoplastique est une résine 15 thermoplastique, tel que par exemple du polyamide PA66, qui dispose à la fois de bonnes propriétés physiques et chimiques tout en étant performant et peu onéreux. De manière préférentielle, l'embase comprenant au moins une gorge de réception du matériau thermoplastique, l'étape de compression permet de combler l'espace situé dans la gorge entre l'enveloppe périphérique et l'embase. 20 L'invention concerne également un capteur surmoulé obtenu par le procédé tel que présenté précédemment, ledit capteur comprenant une embase métallique et une enveloppe périphérique réalisée en un matériau thermoplastique surmoulée autour de ladite embase et dont l'embase métallique comprend au moins une gorge de réception du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique. 25 L'invention concerne aussi un véhicule comprenant un capteur obtenu par le procédé de finition tel que présenté précédemment. Une telle compression permet à la fois d'appuyer le matériau thermoplastique sur l'embase métallique afin de réaliser une jonction dépourvue d'espace et de réduire la porosité de la portion compressée du matériau thermoplastique afin d'améliorer l'étanchéité de la jonction. 30 Par véhicule, on entend aussi bien un véhicule routier motorisé à deux, trois ou quatre roues, tel que par exemple un véhicule automobile, qu'un véhicule du type aéronef, tel que par un exemple un hélicoptère, ou bien encore un véhicule du type motoneige. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la 35 description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. La figure 1 est une vue en coupe partielle d'un premier capteur surmoulé préalablement à l'application du procédé de finition selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle du capteur de la figure 1 postérieurement à l'application du procédé de finition selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe partielle d'un deuxième capteur surmoulé préalablement à l'application du procédé de finition selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe partielle du capteur de la figure 3 postérieurement à l'application du procédé de finition selon l'invention. La figure 5 est une vue en coupe partielle d'un troisième capteur surmoulé préalablement à l'application du procédé de finition selon l'invention. La figure 6 est une vue en coupe partielle du capteur de la figure 5 postérieurement à l'application du procédé de finition selon l'invention. L'invention est décrite ci-après en référence à un capteur surmoulé pour la détection de vibrations d'un cylindre d'un moteur de véhicule mais il va de soi qu'elle peut 20 s'appliquer à tout type de capteur surmoulé. Un tel capteur comprend ordinairement un corps de détection de vibrations et une enveloppe périphérique de protection du corps réalisée en un matériau thermoplastique déposé par surmoulage au moins en partie autour dudit corps. Le corps comprend de manière connue une embase métallique et une pluralité de composants tels 25 que, par exemple, un élément piézo-électrique, des éléments de contact électrique, des éléments isolants, une masse sismique etc. Les capteurs 1 a, lb et lc illustrés aux figures 1 à 6 comprennent chacun une embase métallique 10 et une enveloppe périphérique 20 réalisée en un matériau thermoplastique déposé sur l'embase métallique 10 par surmoulage de manière connue 30 de l'homme du métier. Comme expliqué en préambule, un tel surmoulage aménage un espace ESP entre l'embase métallique 10 et l'enveloppe périphérique 20 qui peut entraîner un défaut d'étanchéité du capteur. L'embase métallique 10 comprend une portion supérieure PRS de forme 35 cylindrique et une portion inférieure PRI également de forme cylindrique mais d'un diamètre supérieur, les deux portions cylindriques étant coaxiales selon un axe X. Dans ces trois exemples, l'embase métallique 10 comprend une première gorge supérieure GSa, une deuxième gorge supérieure GSb, une troisième gorge inférieure Gla et une quatrième gorge inférieure Glb. La première gorge GSa est plus proche de l'extrémité supérieure ES de l'embase 10 que la deuxième gorge GSb et, de même, la troisième gorge Gla est plus proche de l'extrémité inférieure El de l'embase 10 que la quatrième gorge Glb. Les termes « supérieure » et « inférieure » sont définis par rapport à la disposition des capteurs 1 a, lb et lc sur les figures 1 à 6. Les figures 1, 3 et 5 illustrent toutes trois une forme de réalisation d'un capteur 10 surmoulé, respectivement 1 a, 1 b, lc, préalablement à l'application du procédé de finition selon l'invention. L'enveloppe périphérique 20 du capteur surmoulé la illustré à la figure 1 présente une face supérieure FS1 plane et une face inférieure Fll plane. Le capteur surmoulé lb illustré à la figure 3 présente une face supérieure FS2 15 comprenant une première protubérance PS2 et une face inférieure Fll comprenant une deuxième protubérance P12. Le capteur surmoulé lc illustré à la figure 5 présente une face supérieure FS3 comprenant une première protubérance PS3 et une face inférieure FI3 comprenant une deuxième protubérance P13. Un premier espace ESP1 est aménagé entre l'extrémité 20 supérieure ES de l'embase 10 et la première protubérance PS3 de sorte que la première gorge supérieure GSa soit libre de matériau thermoplastique. De même, un deuxième espace ESP2 est aménagé entre l'extrémité inférieure El de l'embase 10 et la deuxième protubérance PI3 de sorte que la troisième gorge inférieure Gla soit libre de matériau thermoplastique. 25 Comme illustré aux figures 1 à 6, des moyens de compression 30 sont utilisés pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et permettre de plaquer fortement au moins une portion localisée du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique 20 contre l'embase métallique 10 de manière à renforcer notablement l'étanchéité du capteur 1 a, lb et lc. 30 Dans ces trois exemples, les moyens de compression 30 sont adaptés pour comprimer une portion supérieure de l'enveloppe périphérique 20 au niveau d'une zone de compression supérieure ZCS et une portion inférieure de l'enveloppe périphérique 20 au niveau d'une zone de compression inférieure ZCI. Afin de faire fondre le matériau thermoplastique de l'enveloppe 35 périphérique 20 pour faciliter la compression et le plaquer davantage contre l'embase métallique 10, les moyens de compression 30 sont adaptés pour être chauffés au-delà du point de fusion du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique 20. Dans les exemples illustrés aux figures 1 à 6, les moyens de compression 30 comprennent deux anneaux de compression (partiellement illustrés) : un anneau supérieur de compression AS et un anneau inférieur de compression Al. Une compression dans la zone de compression supérieure ZCS permet 5 d'améliorer l'étanchéité du capteur 1 a, 1 b, 1 c au niveau des gorges supérieures GSa et GSb. De même, une compression dans la zone de compression inférieure ZCI permet d'améliorer l'étanchéité du capteur 1 a, 1 b, lc au niveau des gorges inférieures Gla et Glb De préférence, on chauffe tout d'abord les moyens de compression 30 au-delà du point de fusion du matériau thermoplastique, par exemple au-delà de 260 °C. 10 Le chauffage est de préférence réalisé par une bobine à induction. Bien entendu, le chauffage peut être réalisé par tout moyen adapté, par exemple par un module de chauffage par ultrasons ou bien par micro-ondes. Une fois chauffé au-delà du point de fusion du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique 20, le chauffage est interrompu. 15 Les anneaux de compression AS et Al sont alors mis en contact respectivement avec la zone de compression supérieure ZCS de l'enveloppe périphérique 20 et la zone de compression inférieure ZCI de l'enveloppe périphérique 20 afin de transférer des calories au matériau thermoplastique et d'en faire fondre une portion au niveau des zones de compression supérieure ZCS et inférieure ZCI. 20 Une force est exercée sur chaque anneau AS, Al afin de compresser le matériau thermoplastique pendant que, suite au transfert de calories, la température de chaque anneau AS, Al redescend en-dessous du point de fusion du matériau thermoplastique. La compression du matériau thermoplastique déplace alors une partie de 25 celui-ci vers l'embase métallique de sorte que le matériau thermoplastique comble une partie de l'espace ESP entre l'embase métallique 10 et l'enveloppe périphérique 20 et se plaque fortement en appui contre l'embase 10 de sorte à améliorer l'étanchéité du capteur. Dans l'exemple du premier capteur la illustré aux figures 1 et 2, l'anneau 30 supérieur AS comprime verticalement la face supérieure plane FS1 du premier capteur la au niveau d'une zone de compression supérieure ZCS située au voisinage de l'embase 10 et notamment de la première gorge supérieure GSa et de la deuxième gorge supérieure GSb. La compression provoque un enfoncement de la face supérieure FS1 de l'enveloppe périphérique 20 définissant ainsi une rainure 40a dans la partie supérieure de 35 l'enveloppe périphérique 20. De même, l'anneau inférieur Al comprime verticalement la face inférieure plane Fll du premier capteur la au niveau d'une zone de compression inférieure ZCI située au voisinage de l'embase 10 et notamment de la troisième gorge inférieure Gla et de la quatrième gorge inférieure Glb. La compression provoque un enfoncement de la face inférieure Fll de l'enveloppe périphérique 20 définissant ainsi une rainure 40b dans la partie inférieure de l'enveloppe périphérique 20. Le matériau thermoplastique est ainsi compressé au niveau de deux zones de compression respectivement 50a et 50b dans les gorges GSa, GSb et respectivement Gla et Glb de manière à être plaquer fortement en appui contre l'embase 10 et éliminer l'espace ESP entre l'embase 10 et l'enveloppe 20 au niveau desdites zones compressées 50a et 50b. Dans chacun des exemples illustrés aux figures 1 à 6, il va de soi que la compression de l'enveloppe périphérique 20 par l'anneau supérieur AS au niveau de la zone de compression supérieure ZCS et la compression de l'enveloppe périphérique 20 par l'anneau inférieur Al au niveau de la zone de compression inférieure ZCI peuvent être réalisées simultanément ou bien l'une après l'autre. Dans l'exemple du deuxième capteur lb illustré aux figures 3 et 4, l'anneau supérieur AS comprime verticalement la face supérieure FS2 du deuxième capteur lb au niveau d'une zone de compression supérieure ZCS couvrant la protubérance supérieure PS2 et au voisinage de l'embase 10 et notamment de la première gorge supérieure GSa et de la deuxième gorge supérieure GSb. La compression provoque un enfoncement de la protubérance supérieure PS2 de sorte à aplanir la face supérieure FS2 de l'enveloppe périphérique 20. De même, l'anneau inférieur Al comprime verticalement la face inférieure FI2 du deuxième capteur lb au niveau d'une zone de compression inférieure ZCI couvrant la protubérance inférieure PI2 au voisinage de l'embase 10 et notamment de la troisième gorge inférieure Gla et de la quatrième gorge inférieure Glb. La compression provoque un enfoncement de la protubérance inférieure PI2 de sorte à aplanir la face inférieure FI2 de l'enveloppe périphérique 20. Le matériau thermoplastique est ainsi compressé au niveau de deux zones de compression respectivement 51a et 51b dans les gorges GSa, GSb et respectivement Gla et Glb de manière à être plaquer fortement en appui contre l'embase 10 et éliminer l'espace ESP entre l'embase 10 et l'enveloppe 20 au niveau desdites zones compressées 51a et 51b. Dans l'exemple du troisième capteur 1 c illustré aux figures 5 et 6, l'anneau supérieur AS comprime la face supérieure FS3 du troisième capteur lc au niveau d'une zone de compression supérieure ZCS couvrant la protubérance supérieure PS3 au voisinage de l'embase 10 et notamment de la première gorge supérieure GSa et de la deuxième gorge supérieure GSb. La compression provoque un enfoncement de la protubérance supérieure PS3 définissant ainsi une rainure 42a dans la partie supérieure de l'enveloppe périphérique 20. De même, l'anneau inférieur Al comprime la face inférieure FI3 du troisième capteur 1c au niveau d'une zone de compression inférieure ZCI couvrant la protubérance 5 inférieure PI3 au voisinage de l'embase 10 et notamment de la troisième gorge inférieure Gla et de la quatrième gorge inférieure Glb. La compression provoque un enfoncement de la protubérance inférieure PI3 définissant ainsi une rainure 42b dans la partie inférieure de l'enveloppe périphérique 20. Le matériau thermoplastique est ainsi compressé dans les gorges GSa, GSb, Gla et Glb de manière à venir se plaquer 10 fortement en appui contre l'embase 10. Dans ce troisième exemple, la compression n'est pas uniquement verticale mais comprend une composante verticale et une composante horizontale de manière à remplir efficacement les espaces respectivement ESP1 et ESP2. Le matériau thermoplastique est ainsi compressé au niveau de deux zones de compression 15 respectivement 52a et 52b dans les gorges GSa, GSb et respectivement Gla et Glb de manière à être plaquer fortement en appui contre l'embase 10 et éliminer les espaces ESP1 et ESP2 entre l'embase 10 et l'enveloppe 20 au niveau desdites zones compressées 52a et 52b. Le procédé selon l'invention permet donc de réaliser une étanchéité efficace 20 d'un capteur surmoulé en renforçant de manière localisée la jonction entre l'embase du capteur et son enveloppe périphérique surmoulée. REVENDICATIONS1. Procédé de finition d'un capteur (1a, 1 b, 1c) comprenant une embase métallique (10) et une enveloppe périphérique (20) réalisé en un matériau thermoplastique surmoulé autour de ladite embase (10), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de chauffage de moyens de compression (30) à une température supérieure au point de fusion du matériau thermoplastique de sorte à fondre une portion du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique (20) une étape de compression, réalisée par les moyens de compression (30), de l'enveloppe périphérique (20) de sorte à créer une tension mécanique du matériau thermoplastique sur l'embase métallique (10), 2. Procédé selon la revendication précédente, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, entre l'étape de chauffage et l'étape de compression, une étape d'interruption du chauffage suivie d'une étape de mise en contact des moyens de compression (30) avec la zone de compression (ZCS, ZCI). 3. Procédé selon la revendication 1, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, préalablement à l'étape de chauffage, une étape de mise en contact des moyens de compression (30) avec la zone de compression (ZCS, ZCI), puis postérieurement à l'étape de chauffage, une étape d'interruption du chauffage, de préférence réalisée avant l'étape de compression. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chauffage des moyens de compression (30) est réalisé par induction, ultrasons ou micro-ondes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique est une résine thermoplastique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, l'embase (10) comprenant au moins une gorge (GSa, GSb, Gla, Glb) de réception du matériau thermoplastique, l'étape de compression permet de combler l'espace situé dans la gorge (GSa, GSb, Gla, Glb) entre l'enveloppe périphérique (20) et l'embase (10). 7. Capteur surmoulé obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit capteur (1a, 1 b, 1c) comprend une embase métallique (10) et une enveloppe périphérique (20) réalisée en un matériau thermoplastique surmoulée autour de ladite embase (10) et dont l'embase métallique (10)comprend au moins une gorge (GSa, GSb, Gla, Glb) de réception du matériau thermoplastique de l'enveloppe périphérique (20). 8. Véhicule comprenant un capteur (1a, lb, 1c) obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 6.