Brevet FR3102033A1 — publié le 20210416

TITRE : Passage pour un dispositif de chauffage électrique, et procédé de réalisation Passage (30) pour faire traverser un raccord d’un dispositif de chauffage électrique alimentant un dispositif de chauffage électrique à travers une paroi métallique. Le raccord fait partie du passage (30) en étant formé par un conducteur de raccordement (31) séparé par une matière électro-isolante (32) d’une enveloppe extérieure (33) réalisée au moins par segments en métal. Le raccord comporte au moins un segment de conducteur de raccordement (31a, 31b) dégagé. L’enveloppe extérieure (33) comporte plusieurs segments d’enveloppe isolés (33a, 33b) dans la direction de passage du conducteur de raccordement (31). Figure 3 Passage pour un dispositif de chauffage électrique, et procédé de réalisation DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte à un passage pour un dispositif de chauffage électrique ainsi qu’un dispositif de chauffage équipé d’un tel passage et un système avec un tel passage et un procédé de réalisation à un tel passage. ETAT DE LA TECHNIQUE Les dispositifs de chauffage électriques sont très répandus dans un grand nombre d’applications. Pour de nombreuses telles applications il faut loger le dispositif de chauffage électrique dans un volume. Il en résulte la difficulté du branchement électrique pour l’alimentation du dispositif de chauffage électrique à travers la surface de la paroi métallique, pour permettre le passage de cette paroi de manière isolée électriquement ; cela se fait avec un dispositif de passage ou plus simplement un passage comme cela est par exemple décrit dans le document WO 96/41353. Pour toute une série d’applications, par exemple dans le domaine automobile, ce passage est soumis de différentes façons à des contraintes non négligeables par les conditions d’applications et les possibles influences de l’environnement. Ainsi le passage doit avoir une tenue mécanique suffisante et cela même sous l’influence des vibrations à long terme. En même temps, il faut si possible éviter la pénétration d’humidité et garantir la nécessaire tenue aux courants de fuite. Une application étendue de ces exigences constitue un problème technique sérieux. Cela est vrai notamment du fait que les tensions élevées du réseau embarqué, par exemple de 48V, augmentent encore la difficulté des exigences déjà élevées par ailleurs. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION A cet effet, l’invention a pour objet un passage pour faire traverser un raccord d’un dispositif de chauffage électrique pour l’alimenter à travers une paroi métallique, le raccord faisant partie du passage en étant formé par un conducteur de raccordement séparé par une matière électro-isolante d’une enveloppe extérieure réalisée au moins par segment en métal, pour le passage électrique, le raccord comportant au moins un segment de conducteur de raccordement dégagé, passage caractérisé en ce que l’enveloppe extérieure comporte plusieurs segments d’enveloppe extérieure dans la direction de passage du conducteur de raccordement qui sont isolés électriquement. L’invention a également pour objet un dispositif de chauffage électrique comportant un tel passage et un système équipé d’un tel passage et d’une paroi métallique traversée par le passage et qui est notamment brasée ou soudée au passage. L’invention a pour objet un procédé de réalisation d’un tel passage consistant à : - fournir un passage pour faire traverser un raccord d’un dispositif de chauffage électrique pour l’alimentation de ce dispositif de chauffage électrique à travers une paroi métallique, le raccord faisant partie du passage dont il est isolé électriquement, complètement dans la direction de la traversée du raccord par un conducteur de raccordement séparé par une matière électro-isolante d’une enveloppe extérieure en métal du passage, qui entoure la matière électro-isolante dans la direction radiale sur toute l’extension de la matière électro-isolante, et - diviser l’enveloppe extérieure en plusieurs segments d’enveloppe extérieure isolés électriquement les uns des autres dans la direction de traversée. En d’autres termes, l’invention a pour objet un passage pour faire traverser un raccord d’un dispositif d’alimentation électrique pour l’alimentation de ce dispositif de chauffage à travers la paroi métallique avec un raccord faisant partie du passage et un conducteur de raccordement séparé électriquement par une matière électro-isolante d’une enveloppe extérieure au moins en partie en métal pour le passage électrique ; le raccord comporte au moins un segment de conducteur de raccordement dégagé, pour réaliser la liaison électrique. Le conducteur du raccord est par exemple un fil de raccordement ou une broche de raccordement de sorte que ce n’est que du côté de la paroi métallique correspondant au dispositif de chauffage électrique que l’on réalise le branchement électrique ; mais il peut également s’agir d’un fil ou câble de raccordement ou d’une broche de raccordement sortant du dispositif de chauffage électrique de façon que le passage et le dispositif de chauffage électrique constituent à priori un système cohérent. Il est important selon l’invention que l’enveloppe extérieure comporte plusieurs segments d’enveloppe extérieure isolés électriquement les uns des autres dans la direction du conducteur. Dans certaines formes de réalisations, l’enveloppe extérieure se compose de tels segments d’enveloppe extérieure. En particulier, un tube enveloppe divisé par des découpes en segments de tube, peut former une telle enveloppe extérieure avec plusieurs segments d’enveloppe extérieure isolés électriquement les uns des autres dans la direction de passage du conducteur. Cette caractéristique augmente significativement la tenue aux courants de fuite en augmentant le trajet dans l’air et le trajet de fuite ou de façon générale le trajet d’isolation garantissant en même temps l’intégrité structurelle du passage pratiquement sur toute leur longueur. De façon particulièrement préférentielle, une telle enveloppe extérieure se réalise simplement avec une enveloppe métallique ayant des découpes annulaires. Ces découpes annulaires ont notamment une contre-dépouille ce qui est particulièrement intéressant si dans au moins une zone entre deux segments d’enveloppe extérieure voisins, on introduit une matière électro-isolante notamment un mastique électro-isolant ; on remplit de préférence cette zone avec cette matière. Cette caractéristique participe de manière importante à l’intégrité de la matière électro-isolante entre le conducteur de raccordement et l’enveloppe extérieure du passage pour protéger qui est notamment combinée avantageusement au passage dans un environnement humide ou mouillé. Toutefois, il convient également de remarquer qu’en principe, l’isolation électrique entre les segments d’enveloppe extérieure, est assurée dans de nombreux cas déjà par un entrefer dans la coopération avec la matière électro-isolante entre les segments d’enveloppe extérieure. Si l’un des segments d’enveloppe extérieure isolés électriquement les uns des autres dans la direction de passage du conducteur, il est relié à la paroi électrique traversée par le branchement électrique dans le passage, de préférence par une soudure ou une brasure, garantissant l’étanchéité aux liquides d’un réservoir ou d’un tube par rapport à l’extérieur ; de plus la paroi métallique traverse le passage ce qui garantit une liaison robuste et stable à long terme même dans les systèmes exposés aux vibrations pendant le fonctionnement. De façon particulièrement préférentielle, la matière électro-isolante qui sépare électriquement le conducteur de raccordement par rapport à l’enveloppe extérieure du passage composée au moins de segments métalliques, est de l’oxyde de magnésium comprimé, de l’oxyde d’aluminium, du nitrure de bore ou un mélange de ces matières. On peut également avoir une pièce de forme en céramique ou une pièce pressée. Précisément en liaison avec les applications dans lesquelles le passage est exposé à l’humidité, il est avantageux que la matière électro-isolante qui sépare le conducteur de raccordement à l’enveloppe extérieure composée au moins par segments métalliques pour le passage électrique, présente au moins par segments des propriétés hydrophobes et cela notamment dans les segments sans couverture par l’enveloppe extérieure, comme par exemple dans la zone de la surface frontale du passage et/ou dans les zones dans lesquelles on réalise l’isolation électrique entre les différents segments de l’enveloppe extérieure. Cela se réalise notamment par la matière électro-isolante imprégnée ou coulée en masse dans les segments dans lesquels elle a des propriétés hydrophobes. Le dispositif de chauffage électrique selon l’invention se caractérise par un passage selon l’invention qui peut notamment être également réalisé d’une autre manière que celles décrites ci-dessus. Le système selon l’invention a un passage selon l’invention qui peut être développé notamment selon l’une des manières décrites ci-après. Un autre composant indispensable du système est la paroi métallique traversée par le passage et qui est relié, notamment soudé ou brasé, au passage. De façon particulièrement préférentielle, dans de nombreux cas, il y a des systèmes dont la paroi métallique est la paroi d’un récipient ou d’un tube et dans lesquels le raccord électro-conducteur doit être relié à un dispositif de chauffage électrique à l’intérieur du réservoir ou du tube. Le dispositif de chauffage électrique peut être notamment une cartouche chauffante, un tube chauffant ou une cartouche formée par un tube hélicoïdal mais également il peut s’agir d’une structure directement alimentée notamment une structure en métal ou une structure en nids d’abeille. Un passage avec des entailles mais également un composant intégré dans une cartouche chauffante et notamment une partie de la zone non chauffée dans le raccord de la cartouche chauffante. Le procédé de réalisation d’un passage selon l’invention comprend notamment les étapes suivantes consistant à : - fournir un passage pour la traversée d’un raccord d’un dispositif de chauffage électrique pour son alimentation à travers une paroi métallique, le raccord faisant partie du passage et par un conducteur de raccordement séparé de l’enveloppe extérieure métallique par une matière électro-isolante et qui entoure la matière électro-isolante dans la direction radiale sur toute l’extension de cette matière électro-isolante dans la direction de passage du raccord en l’isolant complètement, et - diviser l’enveloppe extérieure en plusieurs segments d’enveloppe extérieure, isolés électriquement les uns des autres dans la direction de passage. Ce procédé permet notamment de réaliser le conducteur de raccordement, la matière électro-isolante et l’enveloppe extérieure formant l’ensemble du passage sous la forme d’une matière comprimée en une tige. La division de l’enveloppe extérieure en plusieurs segments d’enveloppe extérieure isolés électriquement les uns des autres dans la direction de passage se fait de préférence par un usinage avec enlèvement de copeaux. Selon un développement avantageux pour une série d’applications du procédé, on remplit l’intervalle entre au moins deux segments d’enveloppe extérieure isolés électriquement l’un de l’autre dans la direction de passage avec une matière électro-isolante notamment un mastique électro-isolant. Ainsi, la matière électro-isolante relativement sensible aux actions mécaniques, et qui isole le conducteur de raccordement par rapport à l’enveloppe extérieure du passage, sera également protégé dans de telles zones ; cela réduit la sensibilité du passage vis-à-vis de l’humidité dans l’environnement. De manière particulièrement préférentielle, le segment de raccordement dégagé est obtenu par un usinage avec enlèvement de copeaux. En particulier, il peut être structuré, par exemple avec un filetage. Dans ces conditions, il est avantageux que le segment de conducteur de raccordement, dégagé soit également structuré par un usinage avec enlèvement de copeaux. On réduit encore plus la sensibilité d’un passage réalisé de cette manière en imprégnant ou remplissant d’une masse coulée, la matière électro-isolante dans au moins l’un des segments qui ne se trouve pas dans l’enveloppe extérieure. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : premier mode de réalisation d’un passage représenté partiellement coupé, second mode de réalisation d’un passage représenté partiellement coupé, second mode de réalisation d’un passage représenté partiellement coupé, agrandissement d’un détail de la figure 3. DESCRIPTION D’UN MODE DE REALISATION La figure 1 montre un passage 10 traversé par un raccord d’un dispositif de chauffage électrique non représenté, pour l’alimentation de ce dispositif de chauffage électrique en courant, une paroi métallique. Le raccord est solidaire d’au moins un passage 10 de sorte qu’il fait partie intégrante du passage et ses composants sont notamment réalisés comme des composants du passage 10. Le raccord de cet exemple de réalisation selon la figure 1 est formé par un conducteur de raccordement 11 séparé de l’enveloppe extérieure 13 par une matière électro-isolante 12 par exemple par une pièce de forme en céramique ou de l’oxyde de magnésium comprimé, l’oxyde d’aluminium ou des mélanges pour de tels composants. L’enveloppe extérieure est composée de segments métalliques et elle est séparée électriquement du passage. Le raccord et ainsi le passage 10 comportent deux segments de raccord 11a, 11b libres ; à titre d’exemple, dans le segment de conducteur de raccord 11a, on a taillé un filetage par un usinage avec enlèvement de copeaux pour réaliser la liaison électrique par le vissage d’un organe de liaison non représenté, réalisé de manière appropriée. La liaison électrique du segment de raccord 11b de cet exemple de réalisation est destiné à brancher un dispositif de chauffage électrique non présenté ; on peut par exemple faire le branchement par sertissage, brasage ou soudage ; en principe on peut également réaliser une liaison par enfichage. Par comparaison avec les passages connus de ce type, la particularité du passage présenté à la figure 1 est que l’enveloppe extérieure 13 comporte des segments d’enveloppe extérieure 13a, 13b isolés électriquement l’un de l’autre, dans la direction de circulation du conducteur de raccordement 11 c’est-à-dire la direction dans laquelle le courant passe dans le conducteur de raccordement 11, avec une isolation électrique des segments d’enveloppe extérieure 13a, 13b ; ces segments sont séparés par des entailles ou des coupes annulaires 13c réalisées électriquement et séparées les unes des autres par un entrefer. Dans cet exemple de réalisation, l’enveloppe extérieure est même formée de tels segments d’enveloppe extérieure. Cela permet d’améliorer la tenue aux courants de fuite du passage ; contrairement à une solution dans laquelle la matière électro-isolante 12, nue dépasse tout d’abord l’enveloppe extérieure 13, tout en réalisant une stabilité mécanique significativement meilleure et une sensibilité considérablement réduite à l’humidité. Le passage 20 présenté à la figure 2 se compose d’un conducteur de raccordement 21 qui est séparé électriquement par la matière électro-isolante 22 de l’enveloppe extérieure 23 en métal. Une première différence importante du passage 10 décrit ci-dessus et présentée à la figure 1 consiste à réaliser différemment les segments de conducteur de raccordement 21a, 21b dégagés ; ainsi le segment de conducteur de raccordement 21a présente un filetage intérieur taillé à partir du segment de conducteur de raccordement 21a avec un filetage intérieur, taillé à partir de la face frontale et des segments de filetage extérieur 21b sous la forme d’une broche de connecteur qui passe côté frontal. Cela correspond à quelques-uns des nombreux degrés de liberté de conception pour des réalisations pratiques de la liaison électrique servant au raccordement ou à la mise en œuvre. Une seconde différence importante est que l’enveloppe extérieure 23 comprend trois segments d’enveloppe extérieure 23a, 23b, 23c séparés électriquement les uns des autres dans la direction de passage du conducteur de raccordement 21 ; ils sont séparés les uns des autres par des découpes ou entailles annulaires 23d, 23e ou l’entrefer réalisé par ces entailles ; les segments sont ainsi isolés électriquement les uns des autres. De cette manière on peut également réaliser des trajets relativement importants sans perte significative de stabilité mécanique et sans que cela ne soit au détriment de façon importante, de la résistance à l’humidité. L’agrandissement de détail du passage 30 selon la figure 4 qui correspond à la figure 3, est réalisé pour le conducteur de raccordement 21 avec des segments du conducteur de raccordement 21a, 21b et la matière électro-isolante 22 comme pour le passage 10 selon la figure 1 ; mais du point de vue de la forme à donner à l’enveloppe extérieure 33 on peut avoir des différences. Certes, celui-ci est analogue à la figure 1 pour le dégagement annulaire 33c en deux segments d’enveloppe extérieure métallique 33a, 33b comme le montre d’une manière particulièrement bonne l’agrandissement du détail Z à la figure 4. Il comporte une découpe annulaire 33c avec toutefois une partie en contre-dépouille et une matière électro-isolante 36 par exemple un filet céramique. Cela permet d’augmenter les contraintes mécaniques et la résistance à l’humidité. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10, 20, 30 Passage 11, 21, 31 Conducteur de raccordement 11a, 11b, 21a, 21b, 31a, 31b Segment de conducteur de raccordement 12, 22, 32 Matière électro-isolante 13, 23, 33 Enveloppe extérieure 13a, 13, 23a, 23b 23c, 24c, 33b Découpe 36 Matière électro-isolante Passage (10, 20, 30) pour faire traverser un raccord d’un dispositif de chauffage électrique alimentant un dispositif de chauffage électrique à travers une paroi métallique, le raccord faisant partie du passage (10, 20, 30) en étant formé par un conducteur de raccordement (11, 21, 31) séparé par une matière électro-isolante (12, 22, 32) d’une enveloppe extérieure (13, 23, 33) réalisée au moins par segment en métal, pour le passage électrique, le raccord comportant au moins un segment de conducteur de raccordement (11a, 11b, 21a, 21b, 31a, 31b) dégagé, passage caractérisé en ce que l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) comporte plusieurs segments d’enveloppe extérieure (13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 33a, 33b) dans la direction de passage du conducteur de raccordement (11, 21, 31) et isolés électriquement les uns des autres. Passage (10, 20, 30) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) comporte une enveloppe métallique avec des découpes annulaires (13c, 23d, 23e, 33c). Passage (10, 20, 30) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les découpes annulaires (13c, 23d, 23e, 33c) ont une contre-dépouille. Passage (10, 20, 30) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que au moins une zone entre deux segments d’enveloppe extérieure voisins (13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 33a, 33b), contient une matière électro-isolante (36) notamment un mastique électro-isolant. Passage (10, 20, 30) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’un des segments d’enveloppe extérieure (13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 33a, 33b) isolés électriquement l’un de l’autre dans la direction de passage du conducteur de raccordement (11, 21, 31), et reliés à la paroi métallique à travers laquelle passe le raccord électrique dans le passage (10, 20, 30), en étant reliés de préférence par brasage ou soudage. Passage (10, 20, 30) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière électro-isolante (12, 22, 32) qui sépare électriquement le conducteur de raccordement (11, 21, 31) de l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) au moins par segments en métal du passage (10, 20, 30), est un oxyde de magnésium comprimé, de l’oxyde d’aluminium comprimé, du nitrure de bore comprimé, un mélange comprimé de ces matériaux, une pièce moulée en céramique ou une pièce pressée. Passage (10, 20, 30) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière électro-isolante (12, 22, 33) qui sépare le conducteur de raccordement (11, 21, 31) de l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) au moins par segments en métal du passage (10, 20, 30), a au moins par segment, des propriétés hydrophobes. Passage (10, 20, 30) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière électro-isolante (12, 22, 32) est imprégnée ou enrobée avec une masse coulée dans les segments dans lesquels elle a une propriété hydrophobe. Dispositif de chauffage électrique comportant un passage (10, 20, 30) selon l’une des revendications précédentes. Dispositif de chauffage électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que le conducteur de raccordement (11, 21, 31) du passage (10, 20, 30) est brasé ou soudé notamment sur le côté frontal à une structure en nids d’abeille, de façon que cette structure en nids d’abeille soit suspendue au conducteur de raccordement (11, 21, 31) du passage (10, 20, 30) de façon isolée par rapport à l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) du passage (10, 20, 30). Système composé d’un passage (10, 20, 30) selon l’une des revendications précédentes et d’une paroi métallique traversée par le passage (10, 20, 30) et qui est notamment brasée ou soudée au passage (10, 20, 30). Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la paroi métallique est la paroi d’un récipient ou d’un tube, et le raccord est relié électriquement à un dispositif de chauffage électrique dans le volume intérieur du réceptacle ou du tube, notamment une cartouche chauffante, un corps tubulaire chauffant, une cartouche hélicoïdale ou une structure alimentée directement notamment une structure métallique ou en nids d’abeille. Système selon la revendication 12, caractérisée en ce que le conducteur de raccordement (11, 21, 31) du passage (10, 20, 30) est brasé ou soudé notamment côté frontal à la structure en nids d’abeille de façon que cette structure en nids d’abeille soit suspendue au conducteur de raccordement (11, 21, 31) du passage (10, 20, 30) de façon isolée par rapport à l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) du passage (10, 20, 30). Procédé pour réaliser un passage (10, 20, 30) selon l’une des revendications 1 à 8, consistant à : - fournir un passage (10, 20, 30) pour faire traverser un raccord d’un dispositif de chauffage électrique pour l’alimentation de ce dispositif de chauffage électrique à travers une paroi métallique, le raccord faisant partie du passage (10, 20, 30) dont il est séparé électriquement, complètement dans la direction de traversée du raccord avec un conducteur de raccordement (11, 21, 31) séparé par une matière électro-isolante (12, 22, 32) d’une enveloppe extérieure (13, 23, 33) en métal du passage (10, 20, 30), qui entoure la matière électro-isolante (12, 22, 32) dans la direction radiale sur toute l’extension de la matière électro-isolante (12, 22, 32), et - diviser l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) en plusieurs segments d’enveloppe extérieure (13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 33a, 33b) isolés électriquement les uns des autres dans la direction de traversée. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le raccord, la matière électro-isolante (12, 22, 32) et l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) qui forment en commun le passage (10, 20, 30), sont fournis comme matière en barres, comprimées. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la division de l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) est en plusieurs segments extérieurs (13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 33a, 33b) isolés les uns des autres dans la direction de passage, usinés par enlèvement de copeaux. Procédé selon l’une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que l’intervalle entre au moins deux segments d’enveloppe extérieure (13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 33a, 33b) isolés électriquement l’un de l’autre dans la direction de passage est rempli d’une matière électro-isolante (36) notamment d’un mastique électro-isolant. Procédé selon l’une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que le segment de raccord (11a, 11b, 21a, 21b, 31a, 31b) libre est réalisé par un usinage avec enlèvement de copeaux. Procédé selon l’un des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que le segment de conducteur de raccord (11a, 11b, 21a, 21b, 31a, 31b) libre est structuré par usinage avec enlèvement de copeaux. Procédé selon l’une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que la matière électro-isolante (12, 22, 32) dans au moins l’un des segments qui ne sont pas dans l’enveloppe extérieure (13, 23, 33) est imprégnée ou est remplie d’une masse coulée.