Brevet FR3090221A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Système d'étanchéité pour un équipement électrique Domaine technique [0001] La présente invention concerne le domaine des équipements électriques, et plus parti- culièrement des machines électriques utilisées pour des véhicules. [0002] L'invention vise notamment à permettre l'étanchéité d'un équipement électrique, notamment pour véhicule. Technique antérieure [0003] Les figures 1 et 2 représentent un équipement électrique 100 conforme à l'état de l'art. Un tel équipement électrique 100 comprend un châssis dans lequel est aménagée une cavité 110, par exemple cylindrique, comprenant la partie active de l'équipement électrique 100. [0004] La cavité 110 est fermée par un couvercle 160. L'équipement électrique 100 comprend un palier 120, à l'interface entre l'extérieur et l'intérieur de la cavité 110. Ledit palier 120 comprend un logement, également fermé par le couvercle 160, ledit logement étant destiné à loger des capteurs reliés à l'intérieur de la cavité 110. [0005] Toujours en référence aux figures 1, 2, 3, et 4, un câble 130 connecté à un capteur ou à un dispositif situé dans le logement ou à l'intérieur de la cavité 110, relie l'équipement électrique 100 à un deuxième équipement élechique. Ainsi, le câble 130 permet par exemple de transmettre à ce deuxième équipement électrique des informations mesurées par des capteurs présents dans le logement, concernant la partie active de l'équipement électrique 100. [0006] Ces informations permettent par exemple de piloter plus efficacement l'équipement électrique 100 et/ou de détecter un dysfonctionnement relatif à cet équipement électrique 100. [0007] De manière connue, le câble 130 doit notamment atteindre la cavité 110 et le logement aménagé dans le palier 120 afin de connecter les capteurs et le deuxième équipement électrique extérieur à ladite cavité 110. À cette fin, le câble 130 s'immisce entre ledit couvercle 160 et le palier 120. [0008] Pour cela, en référence aux figures 1, 2 et 3, selon l'état de la technique, le câble 130 est inséré dans un joint 140 en caoutchouc, ledit joint 140 étant adapté pour ensuite être inséré et ajusté dans un passage 150 aménagé à la périphérie du palier 120. Ensuite, le couvercle 160, notamment muni de son propre joint, est fixé au palier 120 et recouvre le joint 140 inséré dans le passage 150. Le joint du couvercle 160 vient donc en appui contre le joint 140 prévu pour permettre le passage du câble 130 et ajusté dans le 2 passage 150. [0009] Le joint du couvercle 160 permet d'assurer l'étanchéité de la cavité 110 afin de protéger la partie active de l'équipement électrique 100. Cependant, dans le cas présent, le joint comprend une double jonction. [0010] En effet, une première jonction J1 est située entre le palier 120 et le joint 140 et une deuxième jonction J2 est située entre le joint 140 et le palier 120. [0011] Les éléments situés de chaque côté de la première jonction J1 et de la deuxième jonction J2 sont composés de matériaux différents. Il y a donc une différence de compression entre le joint du couvercle 160 et le palier 120 d'une part, où l'on a un contact entre une surface « dure » et une surface « souple » (celle du joint du couvercle 160) par rapport à la compression entre le joint du couvercle 160 et le joint 140, où l'on a un contact entre deux surfaces « souples ». Cette différence de compression peut engendrer des problèmes d'étanchéité dans la cavité 110, notamment à cause de ruissellements de liquide par capillarité le long d'au moins un câble 130 ou entre le joint 140 et le joint du couvercle 160. [0012] Ceci représente un inconvénient majeur puisque la cavité 110 doit être impéra- tivement étanche pour éviter tout risque de détérioration d'un élément de la partie active de l'équipement électrique 100. [0013] Une autre solution possible à ce problème technique est notamment d'installer des connecteurs sur la paroi de la cavité 110, qui permettent d'assurer l'étanchéité de la cavité 110 lorsqu'au moins un câble 130 est installé dans ledit connecteur. Cependant, cette solution est très coûteuse, environ une dizaine d'euros par connecteur. [0014] 11 existe donc le besoin d'une solution économique permettant d'assurer l'étanchéité de la cavité lorsqu'un câble traverse ladite paroi. Exposé de l'invention [0015] Plus précisément, l'invention vise un système d'étanchéité configure pour réaliser une connexion électrique étanche sur une face d'un équipement électrique, ledit système d'étanchéité comprenant : un socle, comprenant un premier plateau, ledit plateau comprenant un orifice traversant, tout le bord de l'orifice traversant étant continument compris dans une face dudit premier plateau, un bouchon comprenant un deuxième plateau comprenant au moins un trou traversant, destiné à permettre le passage d'au moins un fil électrique, et une partie en saillie depuis ledit plateau du bouchon, ladite partie en saillie étant adaptée pour s'insérer dans l'orifice du socle, une face du deuxième plateau du bouchon venant contre une face du premier plateau du socle, ledit bouchon présentant une souplesse supérieure à la souplesse du socle, de sorte 3 que lorsque le système d'étanchéité est positionné sur une face de l'équipement électrique et lors d'une mise en appui du plateau du bouchon sur le plateau du socle, la différence de souplesse assure une mise en contrainte du deuxième plateau du bouchon sur le premier plateau du socle, de manière à assurer une compression du deuxième plateau du bouchon participant à l'étanchéité de l'équipement électrique. [0016] Avantageusement, selon une forme de réalisation, le socle et le bouchon du système d'étanchéité sont des pièces indépendantes. [0017] De préférence, la partie en saillie du bouchon du système d'étanchéité est contigu& pour être montée en force dans l'orifice du socle. [0018] De manière préférée, selon une autre forme de réalisation, le socle et le bouchon du système d'étanchéité constituent un unique bloc et sont solidaires l'un de l'autre. [0019] De préférence, le socle et le bouchon du système d'étanchéité forment un ensemble indépendant configure pour être rapporté sur un châssis de l'équipement électrique. [0020] L'invention concerne également un équipement électrique comprenant un système d'étanchéité, ledit système d'étanchéité réalisant une connexion électrique étanche sur une face dudit équipement électrique. [0021] De manière préférée, l'équipement électrique comprend un couvercle rapporté sur ladite face de l'équipement électrique de façon à fermer au moins en partie ledit équipement électrique, une portion dudit couvercle venant en appui sur ledit deuxième plateau du bouchon au moins contre une ligne fermée décrivant la périphérie dudit deuxième plateau du bouchon. [0022] Avantageusement, ledit couvercle de l'équipement électrique comprend une ouverture traversante, dont les bords viennent continument au moins contre ladite ligne fermée décrivant la périphérie dudit deuxième plateau du bouchon, de manière à entourer ledit au moins un trou du deuxième plateau du bouchon. [0023] De préférence, l'équipement électrique comprend un palier formant une partie de châssis dudit équipement électrique, ledit palier présentant un premier logement contenant ledit système d'étanchéité. [0024] Selon une première forme de réalisation, le socle de l'équipement électrique est une pièce différente du palier et est rapporté dans le premier logement. [0025] Avantageusement, une paroi périphérique dudit premier logement de l'équipement électrique présente une encoche s'étendant depuis une ouverture du premier logement par laquelle le bouchon est reçu dans ledit premier logement, ladite encoche étant configurée pour permettre le passage de l'au moins un fil électrique vers l'intérieur de l'équipement électrique lors d'un montage du bouchon dans ledit premier logement. [0026] Selon une autre forme de réalisation, l'équipement électrique comprend un système d'étanchéité dans lequel le socle est solidaire du palier ou est venu de matière avec le palier. 100271 De manière avantageuse, le socle de l'équipement électrique est compris clans un fond du premier logement recevant le bouchon. [0028] Selon encore une autre forme de réalisation, l'équipement électrique comprend un système d'étanchéité selon la deuxième forme dc réalisation. [0029] L'invention concerne également un procédé d'étanchéification d'un équipement électrique, ledit procédé étant destiné à rendre étanche une cavité aménagée dans un palier formant une partie de châssis dudit élément électrique, le procédé comprenant des étapes : d'insertion de la partie en saillie du bouchon dans l'orifice du socle, d'insertion de chaque câble du faisceau de câbles dans un trou du bouchon, d'insertion de l'ensemble comprenant le bouchon, le socle et le faisceau de câbles dans le premier logement du palier, de fixation du couvercle sur le palier de sorte que les bords dc l'ouverture traversante du couvercle sont en appui sur le deuxième plateau du bouchon. Brève description des dessins [0030] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels : [fig.1] (déjà commentée) illustre un schéma d'un équipement électrique selon l'état de l'art ; [fig.2] (déjà commentée) illustre un schéma d'un équipement électrique selon l'état de l'art ; [fig.3] (déjà commentée) illustre schématiquement un passage aménagé à la périphérie d'un palier d'équipement électrique selon l'état dc Fart ; [fig.4] (déjà commentée) illustre schématiquement un joint d'étanchéité placé dans un passage représenté à la figure 3 selon l'état dc Fart ; [fig.51 représente le schéma d'un équipement électrique selon l'invention ; [fig.6] illustre un système d'étanchéité selon l'invention ; [fig.7[ représente un équipement électrique et un système d'étanchéité selon un premier mode de réalisation de l'invention ; [fig.8] représente un équipement électrique et un système d'étanchéité selon le premier mode de réalisation de l'invention ; [fig.9] représente un équipement électrique et un système d'étanchéité selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; [fig.10] représente un équipement électrique et un système d'étanchéité selon un troisième mode de réalisation de l'invention. 100311 11 faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. Description des modes de réalisation [0032] 111 est rappelé que la présente invention est décrite ci-après à l'aide de différents modes de réalisation non limitatifs et est susceptible d'être mise en oeuvre dans des variantes à la portée de l'homme du métier, également visées par la présente invention. [0033] En référence à la figure 5, un équipement électrique 10 pour véhicule, présente un châssis dans lequel est aménagée une cavité 11, par exemple cylindrique, comprenant une partie active de l'équipement électrique 10. Par exemple, l'équipement électrique 10 est une machine électrique. Mais l'équipement électrique 10 peut être un onduleur, un convertisseur continu-continu ou un chargeur électrique. [0034] La cavité 11 est délimitée par un palier 12. Un premier logement 12A et un deuxième logement 12B sont aménagés dans le palier 12. Un couvercle 16 est placé et fixé sur le palier 12 de façon à fermer lesdits logements 12A, 12B. [0035] Ledit premier logement 12A permet de recevoir un système d'étanchéité 20 réalisant une connexion électrique étanche selon un exemple de l'invention. Ledit premier logement 12A peut être carré, comme représenté à la figure 5, ou de toute autre forme géométrique. De plus, une paroi périphérique dudit premier logement 12A peut présenter une encoche 122, configurée pour permettre le passage d'un ou plusieurs fils électriques associés au système d'étanchéité 20, de l'extérieur de l'équipement électrique 10 vers l'intérieur de l'équipement électrique 10 lors du montage du système d'étanchéité 20 dans l'équipement électrique 10, notamment dans le premier logement 12A. [0036] Ledit deuxième logement 12B comprend des capteurs par exemple permettant de récupérer des informations caractérisant la partie active de l'équipement électrique 10. Par exemple, dans le cas d'un moteur, le deuxième logement 12B peut comprendre un capteur de position permettant de connaître la position du rotor par rapport au stator et un capteur de température mesurant la température à11' intérieur de la cavité 11 (non représentés). [0037] Le couvercle 16 ferme l'équipement électrique 10, notamment le premier logement 12A et le deuxième logement 12B de manière étanche. [0038] L'équipement électrique 10 comprend également un ou plusieurs fils électriques 13 pénétrant à l'intérieur de l'équipement électrique 10 au niveau du logement 12A du palier 12. [0039] En effet, chaque fil électrique 13 est soit connecté entre la partie active et un autre équipement électrique extérieur à l'équipement électrique 10 via le premier logement 6 12A, soit connecté entre un capteur et un autre équipement électrique extérieur à l'équipement électrique 10, via le premier logement 12A. Ainsi, le fil électrique 13 permet l'échange de données entre l'équipement électrique 10 et d'autres équipements électriques et permet notamment, par exemple, de transmettre à ces autres équipements électriques des informations concernant la partie active de l'équipement électrique 10, mesurées par des capteurs, notamment présents dans le deuxième logement 12B. Ces informations permettent par exemple de piloter plus efficacement l'équipement électrique 10 et/ou de détecter un dysfonctionnement concernant cet équipement électrique 10. [0040] Selon une forme de réalisation, l'équipement électrique 10 peut être une machine électrique tournante et l'équipement électrique extérieur peut être un onduleur permettant de piloter ladite machine électrique tournante. [0041] En référence à la figure 6, il est représenté une première forme de réalisation d'un système d'étanchéité 20 permettant d'assurer l'étanchéité d'un équipement électrique 10, comme présenté précédemment, notamment dans la zone du passage du fil électrique 13 de l'extérieur vers l'intérieur de l'équipement électrique 10. [0042] Selon cette première forme de réalisation, ledit système d'étanchéité 20 comprend deux éléments distincts. Le système d'étanchéité comprend un socle A et un bouchon B. [0043] Le socle A se présente comme une pièce rigide et peu souple, par exemple en plastique, de forme géométrique adaptée pour être insérée de façon ajustée dans le fond du premier logement 12A du palier 12. Selon l'exemple présenté en référence à la figure 6, le socle A est une pièce plastique de forme carrée. De plus, ledit socle A comprend un premier plateau Al comprenant un orifice A2 traversant, par exemple cylindrique et positionné au centre du socle A. Tout le bord de l'orifice A2 traversant est continument compris dans une face dudit premier plateau AI. [0044] Toujours en référence à la figure 6, le bouchon B est une pièce constituée d'un matériau souple, par exemple une pièce en élastomère, le bouchon B présentant une souplesse supérieure à la souplesse du socle A. Ledit bouchon B comprend un deuxième plateau BI dont les dimensions sont adaptées pour permettre l'insertion du bouchon B dans le premier logement 12A, notamment pour permettre ladite insertion, par exemple de telle sorte que le bouchon B comble l'intégralité du premier logement 12A. [0045] Le deuxième plateau BI comprend au moins un trou B11 traversant, comme re- présenté à la figure 6, le au moins un trou BII est destiné à permettre le passage d'au moins un fil électrique 13. [0046] Le deuxième plateau BI peut comprendre plusieurs trous B11. Selon le mode de réa- lisation présenté, le nombre de trous B11 est égal au nombre de fils électriques 13. 7 Selon une forme de réalisation, les trous B11 du bouchon B ont une section transversale inférieure à la section transversale de chaque fil électrique 13 traversant le système d'étanchéité 20. Notamment, le diamètre de chaque trou B11 est inférieur au diamètre de chaque fil électrique 13. De cette façon, lorsqu'un fil électrique 13 est inséré dans un trou B11, aucun liquide ne peut ruisseler par capillarité le long de cc fil électrique 13 à travers ce trou B11. Une partie de l'étanchéité de la cavité 11 est donc assurée à la jonction entre chaque fil électrique 13 et chaque trou B11 associé audit fil électrique 13. [0047] Le bouchon B comprend également une partie en saillie B2, dont la forme est adaptée pour que la partie en saillie B2 soit montée en force dans l'espace vide formé à l'intérieur de l'orifice A2 du socle A. Pour assurer cette montée en force, les dimensions de la partie en saillie B2 sont par exemple égales ou supérieures à celles de l'orifice A2. Ainsi, la partie en saillie B2 du bouchon B s'insère, à la manière d'un bouchon, dans l'orifice A2. Après insertion de la partie en saillie B2 dans l'orifice A2, une face du deuxième plateau B1 du bouchon B vient contre une face du premier plateau Al du socle A. Ainsi, le socle A permet la compression du deuxième plateau B1 du bouchon B grâce au couvercle 16 ; une fois le bouchon B inséré dans le socle A, la partie en saillie B2 du bouchon est ainsi comprimée dans l'orifice A2 du socle A. [0048] En référence à la figure 7, le couvercle 16 del 'équipement électrique 10 permet de recouvrir le deuxième logement 12B de manière étanche au moyen d'un joint d'étanchéité (non représenté) disposé entre le palier 12 et le couvercle 16 de l'équipement électrique 10, notamment sur la périphérie du couvercle 16. [0049] Le couvercle 16 comprend également une ouverture 16-1 traversante, dont les bords sont configurés pour venir en appui sur le deuxième plateau BI du bouchon B. notamment à la périphérie du deuxième plateau BI, et ainsi assurer l'étanchéité au niveau de l'ouverture 16-1. Une portion dudit couvercle 16 vient ainsi en appui sur ledit plateau BI du bouchon B contre une ligne fermée décrivant la périphérie dudit plateau BI du bouchon B. [0050] Le bouchon B étant constitué d'un matériau plus souple que le socle A, l'appui du couvercle 16 sur le deuxième plateau BI du bouchon B assure une mise en compression du deuxième plateau BI du bouchon B entre les bords de l'ouverture 16-1 et le premier plateau Al du socle A, et par conséquent une étanchéité au niveau du passage du fil électrique 13. Contrairement à l'art antérieur, le contact entre le couvercle 16 et le palier 12 est uniforme, ce qui améliore l'étanchéité. [0051] En référence à la figure 8, il est représenté l'équipement électrique 10 ainsi qu'un système d'étanchéité 20, permettant de décrire un procédé d'étanchéification d'un équipement électrique 10 ; à cette fin, un système d'étanchéité 20 est fixé sur l'équipement électrique 10, conformément à un premier mode de réalisation de 8 l' invention. [0052] Dans une première étape d'un procédé d'étanchéification selon l'invention, la partie en saillie B2 du bouchon B est insérée dans l'orifice A2 du socle A. Ainsi, le bouchon B et le socle A constituent un ensemble dont les parties sont solidaires l'une de l'autre. [0053] Dans une deuxième étape, chaque fil électrique 13 est inséré dans un trou B11 traversant le bouchon B. La première et la deuxième étape pouvant être inversées. [0054] Enfin, dans une troisième étape, l'ensemble formé par le bouchon B, le socle A et le ou les fils électriques 13, est inséré dans le premier logement 12A du palier 12, de sorte que le socle A soit inséré au fond dudit premier logement 12A et de sorte que le ou les fils électriques 13 accèdent à r intérieur de l'équipement électrique 10, notamment au deuxième logement 12B en passant par l'encoche 122 du palier 12. L'assemblage entre ces différents éléments est donc simple et rapide. [0055] Enfin, dans une quatrième étape, le couvercle 16 est fixé par-dessus cet ensemble et la compression du deuxième plateau Bi, placé entre le couvercle 16 et le socle A, permet d'étanchéifier l'équipement électrique 10 au niveau de la connexion électrique de l'équipement électrique 10. [0056] Cet assemblage permet en outre d'assurer une double étanchéité au niveau de la connexion électrique de l'équipement électrique 10. Tout d'abord, l'insertion de chaque fil électrique 13 dans un trou B11 permet d'assurer l'étanchéité des fils électriques 13. D'autre part, l'étanchéité est aussi assurée par la compression des bords de l'ouverture 16-1 du couvercle 16 sur la partie externe du deuxième plateau BI du bouchon B contre le socle A, lui-même inséré dans le premier logement 12A. [0057] Ainsi, la présente invention permet un découplage entre l'étanchéité du passage des fils électriques 13 à travers le bouchon B et celle de l'équipement électrique 10. [0058] En référence à la figure 9, il est représenté une deuxième forme de réalisation dans laquelle le socle A est surmoulé sur le bouchon B, avec lequel il forme un ensemble monobloc, c'est-à-dire d'un seul tenant solidaire Le socle A peut être également surmoulé ou non avec le fil électrique 13. Le premier logement 12A peut présenter une encoche 122, comme dans la première forme de réalisation. Le procédé d'étanchéification de la deuxième forme de réalisation du système d'étanchéité 20 comprend la deuxième, troisième et quatrième étape du procédé d'étanchéification du premier mode de réalisation. [0059] En référence à la figure 10, il est représenté une troisième forme de réalisation. Selon cette forme de réalisation, le socle A est issu de matière du palier 12. Autrement dit, le socle A est formé par un fond du premier logement 12A. En particulier, le palier 12 ne présente pas d'encoche 122 comme dans la première forme de réalisation. Selon cette troisième forme de réalisation, le procédé d'étanchéité comprend une première étape lors de laquelle la partie en saillie B2 du bouchon B est insérée dans l'orifice A2 du 9 socle A et une deuxième étape lors de laquelle le couvercle 16 est fixé par-dessus le palier 12. 10