Brevet FR3141296A1 — publié le 20240426

Assemblage étanche, notamment pour un onduleur L’invention concerne un assemblage étanche (1), notamment pour un onduleur de machine électrique tournante, comportant : un premier composant (2), notamment un couvercle, comportant au moins un orifice de fixation (3), un deuxième composant (7), notamment un connecteur électrique, comportant un pion de bouterollage (8), ce pion de bouterollage ayant un axe (X) et étant configuré pour coopérer avec l’orifice de fixation (3) du premier composant pour permettre de solidariser ensemble les premier et deuxième composants suivant l’axe du pion de bouterollage, un joint colle (10) interposé entre les premier et deuxième composants, autour de l’orifice de fixation (3). Figure pour l’abrégé : Figure 5 Assemblage étanche, notamment pour un onduleur La présente invention concerne notamment un assemblage étanche, notamment pour un onduleur de machine électrique tournante. L’onduleur est notamment du type embarqué à bord d’un véhicule. Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien. Dans des applications automobiles, les machines électriques tournantes réversibles peuvent être associées à des onduleurs. Un onduleur est un dispositif électronique de puissance permettant de générer des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique continue telle qu’une batterie. L’onduleur peut être pourvu d’un connecteur électrique de signaux permettant de transmettre des signaux de commande à l’onduleur. D’une manière générale, ce connecteur électrique de signaux est une pièce spécifique pour chaque client. Ce connecteur électrique de signaux est fabriqué par exemple en matière plastique, et assemblé avec un couvercle en métal de l‘onduleur. Pour chaque client, le routage des éléments conducteurs du connecteur électrique de signaux change et donc également les points de fixation entre le connecteur et le couvercle. L’invention vise notamment à limiter le coût et l’impact des points de fixation sur le routage, tout en assurant une bonne étanchéité de l’ensemble. L’invention a ainsi pour objet un assemblage étanche, notamment pour un onduleur de machine électrique tournante, comportant : un premier composant, notamment un couvercle, comportant au moins un orifice de fixation, un deuxième composant, notamment un connecteur électrique, comportant un pion de bouterollage, ce pion de bouterollage ayant un axe et étant configuré pour coopérer avec l’orifice de fixation du premier composant pour permettre de solidariser ensemble les premier et deuxième composants suivant l’axe du pion de bouterollage, un joint colle interposé entre les premier et deuxième composants, autour de l’orifice de fixation de manière à, d’une part, réaliser une étanchéité empêchant des débris ou un liquide de pénétrer dans l’orifice de fixation et, d’autre part, participer à la fixation des premier et deuxième composants ensemble suivant l’axe du pion et également suivant un plan perpendiculaire à cet axe du pion. L’invention permet, grâce au pion de bouterollage, de réaliser une fixation simplifiée et peu coûteuse, notamment qui permet de se passer de vis qui génèrent un encombrement important et qui sont plus coûteuses. De plus, le joint colle assure tout à la fois, l’étanchéité autour du ou des orifices de fixation et un maintien mécanique suivant le plan perpendiculaire à l’axe du pion. Le pion de bouterollage et l’orifice de fixation correspondant, du fait d’un jeu existant entre eux dans le plan perpendiculaire à cet axe du pion, ne permettent pas un blocage de l’assemblage dans ce plan. C’est le joint colle qui permet d’obtenir ce blocage. Le pion de bouterollage et le joint colle permettent ainsi un blocage dans les trois directions de l’espace. Le ou les pions de bouterollage peuvent ainsi apporter une tenue mécanique suivant l’axe du pion, pour garantir un maintien mécanique en vibration et renforcer la tenue à un effort d'arrachement, par exemple sous un effort de traction de 150 N (Newton). De plus, le ou les pions de bouterollage permettent de maintenir le second composant et le premier composant à la distance adéquate pour que la fonction d’étanchéité du joint soit réalisée le temps que le joint colle ne polymérise, lors de fabrication. Par ailleurs, les pions de bouterollage peuvent être compacts en hauteur, et notamment bien plus compact que des vis, ce qui laisse une grande liberté de placement de ces pions sans risque de toucher à une carte de circuit imprimé qui est placée derrière le couvercle (le premier composant). Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle se présente sous la forme d’un cordon faisant le tour d’au moins un orifice de fixation du premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle est un adhésif en silicone. D’autres types de joint colle peuvent être utilisés. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle est interposé entre une face plane du premier composant et une face plane du deuxième composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le pion de bouterollage du deuxième composant est réalisé de manière monobloc avec un corps de ce deuxième composant, qui est notamment en matière plastique. Selon l’un des aspects de l’invention, le pion de bouterollage comporte une tige s’étendant dans l’orifice de fixation du premier composant et une tête en appui sur une face de ce premier composant. Cette tête en plastique a subi, lors d’une opération de bouterollage, une déformation par apport de chaleur qui la fixe sur le premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième composant comporte une pluralité de pions de bouterollage coopérant chacun avec un orifice de fixation du premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle se présente sous la forme d’un cordon fermé entourant un groupe d’au moins un orifice de fixation du premier composant. Per exemple, ledit cordon fermé entoure un groupe de plusieurs orifices de fixation du premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle se présente sous la forme de plusieurs cordons fermés entourant chacun un groupe d’au moins un orifice de fixation du premier composant et notamment plusieurs orifices de fixation du premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle se présente sous la forme de plusieurs cordons fermés entourant chacun un seul orifice de fixation du premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle comprend un cordon intermédiaire s’étendant, en contact, entre deux cordons fermés entourant des orifices de fixation. Ce joint colle intermédiaire permet de renforcer le maintien mécanique entre les deux composants. Selon l’un des aspects de l’invention, ce cordon intermédiaire suit une ligne ouverte. Selon l’un des aspects de l’invention, le premier composant comprend une ouverture pour le passage d’une ou plusieurs broches électriques appartenant au deuxième composant, et le joint colle comporte un cordon fermé entourant cette ouverture. Selon l’un des aspects de l’invention, ce cordon de joint colle qui entoure l’ouverture est configuré pour entourer également des orifices de fixation qui coopèrent avec des pions de bouterollage. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle est déposé sur une face externe du premier composant formé notamment par un couvercle. Alternativement, le joint colle est déposé sur une face du second composant. Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième composant est un connecteur électrique de signaux, configuré pour recevoir et transmettre des signaux, notamment des signaux de commande d’un onduleur. Selon l’un des aspects de l’invention, la ou les broches électriques qui passent dans l’ouverture du premier composant sont des broches pour une transmission de signaux électriques. Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième composant comporte un corps en matière isolante électrique et notamment en plastique. Selon l’un des aspects de l’invention, le connecteur électrique comporte une partie de connexion externe, notamment de type femelle, configurée coopérer avec une fiche électrique, notamment de type mâle, configurée par exemple pour brancher l’onduleur à une unité de contrôle embarquée du véhicule. Selon l’un des aspects de l’invention, la partie de connexion externe comporte une embase annulaire entourant les broches pour la connexion. Selon l’un des aspects de l’invention, cette embase est réalisée monobloc avec le corps du connecteur électrique. Selon l’un des aspects de l’invention, le connecteur électrique comporte des éléments conducteurs électriques, par exemple sous la forme de traces, configurés pour relier électriquement la partie de connexion externe du connecteur électrique à une partie de connexion interne du connecteur électrique. Selon l’un des aspects de l’invention, cette partie de connexion interne du connecteur électrique comporte des broches électriques pour transmission de signaux électriques, configurées pour être connectées notamment à des pistes électriques d’une carte de circuit imprimé logée sous le couvercle formé par le premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, la partie de connexion interne du connecteur électrique comprend une jupe annulaire entourant des broches de connexion électriques. Selon l’un des aspects de l’invention, cette jupe annulaire s’étend dans l’ouverture du couvercle formé par le premier composant. Selon l’un des aspects de l’invention, les éléments conducteurs électriques formés par des traces sont au moins partiellement noyés dans la matière plastique du corps du connecteur électrique. Selon l’un des aspects de l’invention, le corps du connecteur électrique comporte une plaque ayant une face interne sur laquelle se raccordent le ou les pions de bouterollage. Cela permet d’améliorer l’étanchéité du connecteur Alternativement, les traces peuvent être agencées en surface du corps du connecteur. Selon l’un des aspects de l’invention, la face interne de la patine est en regard du couvercle. Selon l’un des aspects de l’invention, la partie de connexion externe est formée sur une face externe de cette plaque. Selon l’un des aspects de l’invention, le joint colle s’étend sur la face interne de cette plaque. Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque comprend une première région élargie en regard de l’ouverture du couvercle, et un cordon de joint colle est interposé entre cette première région élargie et le couvercle. Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque comprend une deuxième région élargie se raccordant à la partie de connexion externe, et un cordon de joint colle est interposé entre cette deuxième région élargie et le couvercle. Selon l’un des aspects de l’invention, ces première et deuxième régions élargies présentent des pourtours au moins localement arrondis. Selon l’un des aspects de l’invention, un joint colle, qui forme un cordon intermédiaire, peut être déposé sur la plaque, entre les première et deuxième régions élargies, pour renforcer la tenue mécanique. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le connecteur électrique est de relativement grande étendue, avec un besoin d’avoir une bonne tenue mécanique partout. Le connecteur électrique, ou deuxième composant, peut être décliné en plusieurs versions pour sa mise en place sur différents modèles de véhicules. Toutefois, pour limiter des changements importants entre chaque version, il est possible de modifier le connecteur électrique seulement au niveau de sa partie de connexion externe, qui fait interface avec une fiche électrique séparée dont la configuration peut varier d’un modèle de véhicule à l’autre. Selon l’un des aspects de l’invention, le premier composant qui définit un couvercle d’un onduleur, est formé à base de métal. Selon l’un des aspects de l’invention, le couvercle comprend un face principale plane sur laquelle est montée le deuxième composant, notamment le connecteur électrique. Selon l’un des aspects de l’invention, le couvercle comprend une jupe annulaire externe. L’invention a également pour objet un onduleur comportant un assemblage étanche tel que précité. L’onduleur est notamment un dispositif électronique de puissance permettant de générer des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique continue. Selon l’un des aspects de l’invention, l’onduleur comprend un carter fermé par le premier composant formant un couvercle. Selon l’un des aspects de l’invention, le carter comprend une paroi de fond, à l’opposé du couvercle. Selon l’un des aspects de l’invention, cet onduleur est configuré pour être embarqué sur un véhicule, notamment un véhicule à propulsion électrique ou hybride, et être connecté à machine électrique tournante du véhicule. Cette machine électrique tournante peut former un moteur ou un alternateur ou un alterno-démarreur du véhicule. Cette machine électrique tournante peut être alimentée via l’onduleur par une batterie dont la tension nominale est de 12 V ou 48 V ou d’une valeur supérieure à 300 V, par exemple. L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’un assemblage étanche, notamment pour un onduleur de machine électrique tournante, comportant les étapes suivantes : fournir un premier composant, notamment un couvercle, comportant au moins un orifice de fixation, fournir un deuxième composant, notamment un connecteur électrique, comportant un pion de bouterollage, ce pion de bouterollage ayant un axe, déposer un joint colle sur le premier composant, autour de l’orifice de fixation, ou sur le deuxième composant, assembler les premier et deuxième composants en introduisant le pion de bouterollage dans l’orifice de fixation, déformer le pion de bouterollage, notamment à chaud, pour assurer l’appui des premier et deuxième composants l’un contre l’autre. Grâce à l’invention, le joint colle interposé entre les premier et deuxième composants, autour de l’orifice de fixation, permet de participer au maintien des premier et deuxième composants lors de la polymérisation du joint colle. Selon l’un des aspects de l’invention, le pion avant bouterollage est sensiblement cylindrique sur toute sa hauteur, et présente une forme de champignon après bouterollage. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : – la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un onduleur selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ; – la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, le couvercle de l’onduleur de la , avec le connecteur électrique monté dessus ; – la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, le couvercle de l’onduleur de la , sans représenter le connecteur électrique ; – la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, le connecteur électrique de l’onduleur de la ; – la illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, le connecteur électrique de la monté sur le couvercle ; – la illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, une autre vue du connecteur de la . On a représenté, sur la , un onduleur 100 comportant un assemblage étanche 1 selon un exemple de réalisation de l’invention. L’onduleur 100 permet de générer des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique continue. L’onduleur 100 comprend un carter 101 fermé, à l’aide de vis, par un couvercle 2 formant le premier composant de l’assemblage étanche 1. Le carter 101 comprend en outre une paroi de fond 102, à l’opposé du couvercle 2. L’électronique de l’onduleur est logé dans ce carter 101. Le couvercle 2 comprend une jupe annulaire externe 37. Cet onduleur 100 est configuré pour être embarqué sur un véhicule à propulsion électrique ou hybride, et être connecté à machine électrique tournante du véhicule. Cette machine électrique tournante peut former un moteur ou un alternateur ou un alterno-démarreur du véhicule. Cette machine électrique tournante peut être alimentée via l’onduleur par une batterie dont la tension nominale est de 12 V ou 48 V ou d’une valeur supérieure à 300 V, par exemple. L’assemblage étanche 1 comporte dans l’exemple illustré ici : le premier composant, ici un couvercle 2 en métal, comportant des orifices de fixation 3 arrangés suivant un groupe 4 de trois orifices 3 et un groupe 5 de deux orifices 3, un deuxième composant, ici un connecteur électrique 7, comportant des pions de bouterollage 8, chaque pion de bouterollage 8 ayant un axe X et étant configuré pour coopérer avec l’un des orifices de fixation 3 du premier composant 2 pour permettre de solidariser ensemble les premier et deuxième composants 2 et 7 suivant l’axe X des pions de bouterollage 8 (voir figures 4 et 5), un joint colle 10 interposé entre les premier et deuxième composants 2 et 7. On comprendra qu’un nombre différents d’orifices 3 peut être utilisé dans chaque groupe. Le joint colle 10 se présente sous la forme de deux cordons fermés 11 et 12 entourant respectivement les groupes 4 et 5 d’orifices de fixation 3 du couvercle 2, comme illustré sur la . Le joint colle 10 comprend en outre un cordon intermédiaire 20 s’étendant, en contact, entre deux cordons fermés 11 et 12. Ce cordon intermédiaire 20 suit une ligne courbe, ouverte. Le joint colle 10 est un adhésif en silicone. D’autres types de joint colle peuvent être utilisés. Le joint colle 10 est interposé entre une face plane 14 du couvercle 2 et une face plane 15 du connecteur électrique 7, comme on peut le voir sur la . Le joint colle 10 participe à la fixation des premier et deuxième composants 2 et 7 ensemble suivant l’axe X du pion 8 et également suivant un plan perpendiculaire PP à cet axe X du pion. Les pions de bouterollage 8 du connecteur électrique 7 sont réalisés de manière monobloc avec un corps 16 de ce connecteur électrique 7, qui est en matière plastique. Chaque pion de bouterollage 8 comporte une tige 17 s’étendant dans l’orifice de fixation 3 et une tête 18 en appui sur une face interne 19 du couvercle 2. Cette tête 18 en plastique a subi, lors d’une opération de bouterollage, une déformation par apport de chaleur qui la fixe sur le couvercle 2. Comme illustré sur les figures 3 et 6, le couvercle 2 comprend une ouverture 21 pour le passage de broches électriques 22 appartenant au connecteur électrique 7, et le cordon fermé 12 de joint colle 10 entoure cette ouverture 21 ainsi que le groupe 5 d’orifices 3. Le connecteur électrique 7 est configuré pour recevoir et transmettre des signaux tels que des signaux de commande de l’onduleur 100. Ainsi les broches électriques 22 qui passent dans l’ouverture 21 du couvercles 2 sont des broches pour une transmission de signaux électriques. Le connecteur électrique 7 comporte une partie de connexion externe 25, de type femelle, configurée coopérer avec une fiche électrique non représentée, de type mâle, configurée par exemple pour brancher l’onduleur 100 à une unité de contrôle embarquée du véhicule. La partie de connexion externe 25 comporte une embase annulaire 26 entourant des broches 27 pour la connexion. Cette embase 26 est réalisée monobloc avec le corps 16 du connecteur électrique 7. Le connecteur électrique 7 comporte des éléments conducteurs électriques 29, sous la forme de traces, configurés pour relier électriquement la partie de connexion externe 25 du connecteur électrique à une partie de connexion interne 30 du connecteur électrique 7, qui comprend les broches 22. Les broches électriques 22 sont connectées à des pistes électriques d’une carte de circuit imprimé, non représentée, logée sous le couvercle 2. La partie de connexion interne 30 du connecteur électrique 7 comprend une jupe annulaire 31 entourant des broches de connexion électriques 22. Cette jupe annulaire 31 s’étend dans l’ouverture 21 du couvercle 2. Les éléments conducteurs électriques 29 formés par des barreaux noyés dans la matière plastique du corps 16 du connecteur électrique. Le corps 16 du connecteur électrique 7 comporte une plaque 34 ayant la face interne 15 sur laquelle se raccordent les pions de bouterollage 8. Cette plaque peut par exemple être formée par un surmoulage. Cette face interne 15 de la patine 34 est en regard du couvercle 2. La partie de connexion externe 25 est formée sur une face externe de cette plaque 34. Le joint colle 10 s’étend sur la face interne 15 de cette plaque 34. La plaque 34 comprend une première région élargie 35 en regard de l’ouverture 21 du couvercle 2, et le cordon 12 de joint colle est interposé entre cette première région élargie 35 et le couvercle 2. La plaque 34 comprend une deuxième région élargie 36 se raccordant à la partie de connexion externe 25, et le cordon 11 de joint colle est interposé entre cette deuxième région élargie 36 et le couvercle 2. Ces première et deuxième régions élargies 35 et 36 présentent des pourtours arrondis. Le cordon intermédiaire 20 est déposé sur la plaque 34, entre les première et deuxième régions élargies 35 et 36, pour renforcer la tenue mécanique. La fabrication de l’assemblage étanche 1 dans l’exemple illustré sur les figures comporte ainsi les étapes suivantes : déposer le joint colle 10 sur le couvercle 2, autour des orifices de fixation 3, assembler le couvercle 2 et le connecteur électrique 7 en introduisant les pions de bouterollage 8 dans les orifices de fixation 3, déformer les pions de bouterollage 8 à chaud. La fabrication de l’assemblage étanche peut également comporter ensuite une étape de polymérisation du joint colle 10. Cette étape de polymérisation peut être faite à l’air ambiant ou à l’aide d’un four. Assemblage étanche (1), notamment pour un onduleur (100) de machine électrique tournante, comportant : un premier composant (2), notamment un couvercle, comportant au moins un orifice de fixation (3), un deuxième composant (7), notamment un connecteur électrique, comportant un pion de bouterollage (8), ce pion de bouterollage ayant un axe (X) et étant configuré pour coopérer avec l’orifice de fixation (3) du premier composant pour permettre de solidariser ensemble les premier et deuxième composants suivant l’axe du pion de bouterollage, un joint colle (10) interposé entre les premier et deuxième composants, autour de l’orifice de fixation (3) de manière à, d’une part, réaliser une étanchéité empêchant des débris ou un liquide de pénétrer dans l’orifice de fixation (3) et, d’autre part, participer à la fixation des premier et deuxième composants ensemble suivant l’axe (X) du pion et également suivant un plan perpendiculaire (PP) à cet axe du pion. Assemblage étanche (1) selon la revendication précédente, dans lequel le joint colle (10) se présente sous la forme d’un cordon (11 ; 12) faisant le tour d’au moins un orifice de fixation (3) du premier composant. Assemblage étanche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le pion de bouterollage (8) du deuxième composant est réalisé de manière monobloc avec un corps (16) de ce deuxième composant (7), qui est notamment en matière plastique. Assemblage étanche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le joint colle (10) se présente sous la forme de plusieurs cordons fermés (11, 12) entourant chacun un groupe (4, 5) d’au moins un orifice de fixation du premier composant. Assemblage étanche (1) selon la revendication précédente, dans lequel le joint colle (10) comprend un cordon intermédiaire (20) s’étendant, en contact, entre deux cordons fermés (11, 12) entourant des orifices de fixation. Assemblage étanche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier composant (2) comprend une ouverture (21) pour le passage d’une ou plusieurs broches électriques (22) appartenant au deuxième composant, et le joint colle (10) comporte un cordon fermé (12) entourant cette ouverture (21). Assemblage étanche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième composant (7) est un connecteur électrique de signaux, configuré pour recevoir et transmettre des signaux, notamment des signaux de commande d’un onduleur. Assemblage étanche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le connecteur électrique comporte une plaque (34) ayant une face interne sur laquelle se raccordent le ou les pions de bouterollage. Onduleur (100) comportant un assemblage étanche (1) selon l’une des revendications précédentes. Procédé de fabrication d’un assemblage étanche, notamment pour un onduleur (100) de machine électrique tournante, comportant les étapes suivantes : fournir un premier composant (2), notamment un couvercle, comportant au moins un orifice de fixation, fournir un deuxième composant (7), notamment un connecteur électrique, comportant au moins un pion de bouterollage, ce pion de bouterollage (8) ayant un axe (X), déposer un joint colle (10) sur le premier composant, autour de l’orifice de fixation (3), ou sur le deuxième composant autour du pion de bouterollage, assembler les premier et deuxième composants en introduisant le pion de bouterollage (8) dans l’orifice de fixation (3), déformer le pion de bouterollage (8), notamment à chaud, pour assurer l’appui des premier et deuxième composants l’un contre l’autre.