Brevet FR2519798A1 — publié le 19830718

Support d'enroulement avec système de montage de bornes. La présente invention concerne des structures supports pour des enroulements et, plus spécifiquement, des structures supports pour des enroulements électriquee, ces structures comportant les systèmes de montage de bornes pour ces enroulements. Les structures supports pour enroulements électriques sont habituellement appelées "bobines". Ces bobines sont généralement de forme cylindrique et elles comprennent un moyeu support ou un organe intérieur de bobinage auquel une ou deux brides ex- térieures est ou sont fixée(s) dans une position orthogonale Les enroulements électriques sont com- modément bobinés sur le moyeu support de la bobine. Ces bobines comportant ces enroulements peuvent être utilisées dans la plupart des cas o un enroulement bobiné est requis, par exemple, dans des transforma- teurs, dans des relais et/ou dans différents types de dispositifs actionnés par solénoïde, un exemple particulier de cette dernière application étant l'organe de commande électromagnétique associé à certains types de clapets d'injection de carburant. Un facteur qui doit être pris en considération dans la conception, la réalisation et l'utilisation de ces bobines en tant que structures supports d'enrou- lenientsest l'agencement des bornes permettant de raccorder l'enroulement à une source extérieure d'énergie électrique Une bobine comprend spécifi- quement deux bornes ou plus à chacune desquelles est raccordée une certaine partie de l'enroulement, habi- tuellement, une extrémité, Il est manifestement souhaitable d'établir et de maintenir l'intégrité d'un bon raccordement électrique et mécanique entre chaque borne et la par- 2 2519798 tie respective de l'enroulement De plus,il est généralement souhaitable d'effectuer ce raccorde- ment entre la borne et l'enroulement de façon à opti- maliser le facteur économique de cette opération. Parmi les différents brevets dans lesquels on a tenté d'atteindre un ou ces deux objectifs, on mentionnera les brevets des Etats-Unis d'Amérique n' 3 265 999 au nom de Kessel, 3 328 736 au nom de Keck, 3 496,505 aux noms de Johannsen et al, 3 566 322 au nom de Horbach, 3 940 722 aux noms de Fox et al et 4 145 805 au nom de Smith Bien que les différentes structures de bornes décrites dans ces brevets améliorent la technique antérieure à un certain degré, il reste néanmoins souhaitable d'y apporter encore d'autres perfectionnements. En conséquence, un objet principal de la présente invention est de fournir un système de mon- tage perfectionné de bornes pour une bobine destinée à supporter un enroulement Cet objet englobe égale- rgent l'élaboration d'un système simplifiant le montage des bornes et le raccordement d'une extrémité d'enrou- lement à celles-ci, tout en servant également à proté- ger ce raccordement de l'enroulement contre les dété- riorations pouvant survenir au cours de la manipula- tion et de l'utilisation ultérieures. Suivant l'inventions, on prévoit une structure support perfectionnée pour enroulements, cette struc- ture comportant une bobine ayant un moyeu et une bride de tête, ainsi qu'une ou plusieurs bornes mon- tées sur cette dernière Le moyeu de la bobine est à même de supporter un enroulement La bride de tête de la bobine s'étend transversalement à partir du moyeu et elle comporte une surface extérieure et une surface intérieure, vu dans le sens axial Un ou plu- sieurs réceptacles s'étend ou s'étendent transversale- ment dans la bride de tête entre la surface extérieure et la surface intérieure afin de définir des surfaces supérieure et inférieure opposées Chaque borne com- porte une première et une deuxième partie de raccor- dement s'étendant transversalement l'une par rapport à l'autre et elle est conçue pour être raccordée électriquement à un enroulement La bride de tête comporte une ou plusieurs ouvertures de montage s'étendant vers l'extérieur à partir d'une surface supérieure respective d'un réceptacle en passant à. travers la surface extérieure de la bride de tête, les dimensions et la configuration de ces ouvertures étant conçues pour y installer de manière rotative un tronçon de la première partie de la borne La bride de tête comporte également un ou plusieurs éléments' de verrouillage en vue de retenir en place au moins un tronçon de la deuxième partie de la borne Chaque première partie d'une borne peut être introduite dans une ouverture de montage respective de la bride, au moins un tronçon de la deuxième partie étant disposé dans une position libre en s'étendant au- delà de la périphérie de la bride, la première partie de la borne pouvant tourner dans l'ouverture de montage afin de déplacer ce tronçon de la deuxième partie de sa position libre dans la position dans laquelle il est retenu par l'élément de verrouillage. Cet élément de verrouillage comporte une arête s'étendant à partir dtune surface délimitant le réceptacle afin d'empêcher le déblocage de la deuxième partie de la borne Chaque élément de ver- rouillage comporte une surface inclinée orientée de telle sorte que la deuxième partie de la borne puisse passer plus aisément par-dessus lors de sa rotation de sa position libre vers sa position installée. De préférence, la bobine est réalisée en une matière élastique et les ouvertures de montage peu- vent être définies par des rainures pratiquées dans la périphérie de la bride de tête Ces rainures com- portent des embouchures plus étroites que les bornes de telle sorte que la première partie de celles-ci puisse y être installée et retenue. Chaque borne peut être un organe métallique rigide En outre, la bride de tête peut comporter, dans sa périphérie, des rainures pour conducteurs s'étendant au moins à travers sa surface intérieure et intersectant le réceptacle respectif afin d'y faire passer des conducteurs électriques allant de l'enrou- lement aux bornes respectives. Dans une autre forme de réalisation, les ou- vertures de montage des bornes peuvent être des ou- vertures circulaires fermées et isolées de la péri- phérie de la bride, une rainure de montage séparée peut être pratiquée dans les surfaces inférieure et intérieure de la bride, tandis que la première partie de la borne est introduite longitudinalement dans les ouvertures de montage circulaires via la rainure de montage. Dans les dessins annexés la figure 1 est une vue en coupe et en élé- vation d'un injecteur de carburant actionné par voie électromagnétique et comportant une structure support perfectionnée pour enroulements conformément à llin- vention; la figure 2 est une vue en élévation isolée de la structure support perfectionnée pour enroule- ments illustrée en figure 1, la figure 3 est une vue par le sommet de la structure support pour enroulements illustrée en fi- gure 2; la figure 4 est une vue latérale partielle de gauche de la structure support pour enroulements illustrée en figure 2; la figure 5 est une vue isolée et agrandie d'une borne-de la structure support pour enroulements; la figure 6 est une vue en élévation et en coupe d'une autre forme de réalisation de la structure support pour enroulements; la figure 7 est une vue par le sommet de la structure support pour enroulements illustrée en figure 6; la figure 8 est une vue en coupe prise sui- vant la ligne 8-8 de la figure 6; et la figure 9 est une vue en perspective d'un organe d'ancrage. La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'une structure support perfectionnée 10 pour enroulements suivant l'invention, cette structure étant incorporée dans un injecteur de carburant 12 actionné par voie électromagnétique La structure support pour enroulements 10 est constituée d'une bobine annulaire 14 et de deux bornes 16 dont une seule est représentée en figure 1 La bobine 14 com- porte un moyeu tubulaire ou cylindrique 20, ainsi qu'une bride de tête 22 et une bride de base 24 s'étendant transversalement à partir du moyeu, près de ses extrémités opposées Un enroulement électrique ap- proprié 18 est disposé coaxialement autour du moyeu 20 de la bobine et il s'étend axialement entre la bride de base 24 et la bride de tête 22. En se référant brièvement à l'injecteur de carburant 12, un carburant est introduit à l'inté- rieur de cet injecteur via une lumière d'entrée 30 et il en est déchargé sélectivement par une ouverture 31 sous le contrôle sélectif d'un clapet sphérique 32. Ce clapet sphérique 32 est fixé à un induit à faces. plates 33 et il est poussé dans une position de fer- meture par un ressort 34 L'excitation de l'enroule- ment 18 par l'application d'un potentiel à une ou plusieurs bornes 16 a lieu de façon connue pour atti- rer électromagnétiquement l'induit 33 vers le haut et ouvrir-ainsi le clapet sphérique 32 pour permettre le passage du carburant de la zone de Iadmission 30 vers l'ouverture de décharge 31 La suppression du potentiel électrique permet, au ressort de poussée 34, de fermer à nouveau le clapet 32 Le recyclage d'une partie du carburant vers un réservoir collecteur peut être assuré par une sortie de recyclage 36 prévue à l'extrémité supérieure de l'injecteur 12. On décrira à présent plus en détail la struc- ture support pour enroulements 10; les figures 2 à 4 illustrent la structure support pour enroulements 10 dans laquelle l'enroulement a été omis, tandis que la figure 5 illustre une borne à titre d'exemple La bobine 14 est réalisée en une matière non magnétique, électriquement isolante et quelque peu élastique telle que le nylon chargé de 30 % de verre Le moyeu 20 est de forme cylindrique ou annulaire, un passage central axial d'écoulement s'étendant au travers de ce moyeu dans la forme de réalisation utilisée avec l'injecteur de carburant 12 La bride de tête 22 et la bride de base 24 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir du moyeu 20, pratiquement aux extrémités oppo- sées de ce dernier afin de retenir axialement l'enrou- lement sur le moyeu. En se référant également à la figure 5, la borne 16 est un conducteur rigide en forme de tige d'une configuration en "L" présentant un bras s'éten- dant vers le haut et une branche s'étendant horizon- talement La borne 16 est avantageusement réalisée à partir d'une pièce circulaire en laiton d'un diamètre de 1,3 mm que l'on plie sous un angle approprié, soit environ 90 L'extrémité extérieure de la branche de la borne est refoulée à froid pour former la patte ou le pied aplati et élargi 17 auquel une extrémité (par exemple, l'extrémité 18 A ou 18 B) de l'enroulement 18 peut être fixée avec conduction. On s'attachera à présent au système destiné à monter et loger les bornes respectives 16 dans la bride de tête 22 de la bobine 14 Etant donné que les systèmes de montage pour chacune des bornes sont pratiquement identiques, la description de l'un sera applicable à l'autre sauf indication contraire La bride de tête 22 a une configuration annulaire et elle comporte des surfaces supérieure et inférieure 23 et respectivement qui, dans la forme de réalisation illustrée, s'étendent à peu près sur 5 mm au-delà de la périphérie du moyeu 20, tandis qu'elles sont espa- cées axialement l'une de l'autre d'une distance d'en- viron 4 mm Deux protubérances circulaires angulai- rement espacées 26 s'étendent vers le haut sur une distance d'environ 1, 25 mm à partir de la surface supérieure 23 de la bride de tète 22 pour permettre le montage des deux bornes respectives 16 Une rai- nure de montage verticale 29 s'étend radialement vers l'extérieur à partir du centre de chaque protubérance 26 en passant à travers la périphérie de la bride de tête 22 Les rainures de montage 29 s'étendent axia- lement à partir du sommet d'une protubérance respec- tive 26 en descendant vers une rainure formant loge- ment 40 Chaque rainure 29 est circulaire à son ex- trémité intérieure radiale et, à cet endroit, ses dimensions sont calculées de telle sorte qu'elle retienne étroitement une partie du bras vertical de la borne 16 en lui permettant cependant de tourner. L'enmbouchure de la rainure 29 a un diamètre quelque peu inférieur à celui qu'elle possède à l'intérieur de la protubérance 26 afin de faciliter le maintien de la borne 16 dans cette dernière. La rainure précitée 40 formant logement s 1 étend radialement dans et autour d'un segment angu- laire de la périphérie de la bride de tête 22 entre les surfaces supérieure et inférieure 23 et 25 respec- tivement, tandis qu'elle est définie par des surfaces supérieure et inférieure 42 et 36 respectivement si- tuées à l'intérieur et pratiquement parallèles, de telle sorte que la bride de tête comporte une lèvre supérieure et une lèvre inférieure, La hauteur de la rainure formant logement 40 est suffisante pour laisser passer l'épaisseur de la branche de la borne 16, soit environ 1,5 mm Cette rainure 40 intersecte transversalement la rainure de montage 29 et sa sur- face inférieure intérieure 36 en définit la base. Comme oncle constate dans les figures 2 à 4, la portée angulaire et la profondeur radiale de la rainure formant logement 40 pratiquée dans la bride de tête 14 sont suffisantes pour loger la branche de la borne 16 entièrement à l'intérieur du périmètre de la bride. Ce logement sert à protéger cette branche de la borne et le raccordement de l'enroulement 18 à celle-ci contre les contacts mécaniques et électriques surve- nant au cours de la manipulation et de l'utilisation. Un élément de verrouillage 50 associé à chacune des rainures 40 est prévu pour retenir la branche des bornes 16 en place à l'intérieur de la rainure Cet élément de verrouillage 50 s'étend à l'intérieur de la rainure 40 à partir d'une des sur- faces définissant cette dernière afin de définir une surface opposée empêchant la branche de la borne de sortir de la rainure 40 Bien que, tel qu'il est représenté, l'élément de verrouillage 50 s'étende à partir de la surface supérieure intérieure 42, il pourrait également, en outre ou en variante> stéten- dre à partir de la surface inférieure 36 ou à partir d'une paroi en bout de la rainure 40 Une surface de came 52 (représentée plus clairement en figure 4) est prévue à l'extrémité de l'élément de verrouillage qui est la première à entrer en contact avec la branche de la borne 16 lorsqu'on la fait tourner d'une position libre dans une position installée à linté- rieur de la rainure 40 Cette surface de came 52 facilite la mise en place de la borne 16 dans sa posi- tion installée et verrouillée à l'intérieur de l'élé- ment de verrouillage 50. Une isolation et une protection complémentai- res des conducteurs 18 A, 18 B de l'enroulement sont assurées par des rainures 60 A et 60 B respectivement pratiquées dans la bride de tête 14 Ces rainifres pour conducteurs 60 A, 60 B s'étendent radialement dans la partie inférieure de la bride de tête 14 en inter- sectant les rainures respectives 40 Grâce à chacune des rainures 60 A et 60 B, un conducteur respectif 18 A ou 18 B peut s'étendre à partir de l'enroulement 18 jusqu'à son point de raccordement sur la branche dtune borne respective 16 lorsque cette branche est instal- lée dans la rainure formant logement 40. La borne 16 est tout d'abord montée dans et sur une bobine 14 dans la position "libre" illustrée en traits discontinus en figure 3 La borne 16 est montée dans cette position "libre" en poussant radia- lement son bras à travers l'embouchure de la rainure 29 jusqu'à ce qu'il vienne se placer dans la partie circulaire de cette rainure, au centre de la protu- bérance 26 Ensuite, les fils conducteurs respectifs 18 A, 18 B sont raccordés aux pattes de raccordement 17 des bornes respectives, après quoi on fait tourner les bornes 16 sur leurs axes verticaux respectifs pour les amener dans leur position installée repré- sentée par la ligne en traits discontinus illustrant les branches respectives Dans cette dernière confi- guration, on observera que les éléments de verrouilla- ge 50 maintiennent les pieds respectifs des bornes dans leurspositions installées respectives dans les- quelles ils sont isolés de tout contact électrique et mécanique Le système de montage de bornes décrit ci-dessus est relativement simple, économique, dura- ble et isolé tant mécaniquement qu'électriquement. Les bras des bornes 16 qui s'étendent au-dessus des protubérances respectives, peuvent alors être raccor- -dés directement à une source de potentiel électrique extérieur Dans des applications telles que celle illustrée dans l'injecteur de carburant de la figure 1 dans lequel le bras d'une borne doit passer à tra- vers une structure conductrice supplémentaire, il peut être souhaitable de prévoir une virole d'isolation et/ou d'étanchéité 90 afin d'assurer l'isolation re- quise Le périmètre circulaire du bras de la borne 16 forme une bbnne surface d'étanchéité avec llinté- rieur de la virole 90, tout en facilitant également la rotation de la borne vers sa position installée et verrouillée. Dans les figures 6 à 9, on représente une autre forme-de réalisation de la structure support pour enroulements, qui est désignée par le chiffre de référence 110 Dans la structure support 110 il- lustrée dans les figures 6 à 9, les caractéristiques structurales qui sont analogues à celles de la struc- ture 10 de la figure 2 Fsont désignées par les mêmes chiffres de référence précédés du chiffre 1 En conséquence, une bobine 114 comporte un moyeu 120 ayant une bride de base 124 et une bride de tête 122 La bride de tête comporte une surface supé- rieure 123 et une surface inférieure 125 Un récep- tacle 140 s'étend radialement vers l'intérieur à partir du périmètre de la bride 122 sur la majeure partie de la circonférence de cette dernière en définissant une surface inférieure intérieure 136 et une surface supérieure intérieure 142 disposées face à face Tout comme dans la forme de réalisation des figures 1 à 5, le réceptacle 140 sert à loger la branche de chacune des bornes 16 Des éléments de verrouillage 150 descendent de la surface intérieure supérieure 142 sur les côtés opposés de la bride de tête 122 afin de verrouiller les bornes respectives 116 dans leurs positions installées et ce, générale- ment tout comme dans la forme de réalisation anté- rieure. Toutefois,la configuration des ouvertures de montage 129 Par lesquelles les bras des bornes 16 s'étendent longitudi- nalement,est différente de celle de la forme de réalisation des figures 15 Spécifiquement,les ouvertures de montage 129 sont des cercles fermés s'étendant axialement à travers la lèvre formée dans la bride de tête 122 entre la surface supérieure 123 et la surface supérieure intérieure 142 Les ouvertures de montage 129 ont chacune un diamètre qui est pratiquement égal ou légèrement supérieur à celui du bras de la borne 116 s'étendant au travers afin de former un support stable pour celle-ci Outre les rainures 160 prévues pour le passage des fils conducteurs et s'étendant radiale- ment dans la lèvre inférieure de la bride de t 8 te 122, cette lèvre inférieure comporte également deux rainu- res 180 s'étendant axialement au travers et générale- ment radialement ou tangentiellement à l'intérieur sur les côtés opposés du moyeu 120 Les rainures s'étendent vers l'intérieur depuis la périphérie de la bride de tête 122 jusqu'à une position o elles sont en coïncidence verticale avec les rainures de montage respectives 129, tandis qu'elles ont une lar- geur suffisante pour permettre le passage du diamètre des bo-rnes respectives 116 Dès lors, pour installer une borne 116 dans son ouverture de montage respec- tive 129, on déplace généralement le bras de cette borne radialement vers l'intérieur dans la rainure 180 en coïncidence avec l'ouverture de montage 129, après quoi, on fait tourner cette borne sur l'axe de son bras pour amener sa branche en coïncidence avec la rainure 180; ensuite, on pousse longitudinalement le bras vers le haut à travers l'ouverture de montage 129 jusqu'à ce que la branche soit dégagée de la lèvre inférieure de la bride de tête 122 et on fait ensuite tout d'abord tourner légèrement la borne sur l'axe de son bras afin de déplacer la branche et le pied dans une position intermédiaire ou position "libre" dans laquelle un conducteur de ltenroulement peut être fixé à ce pied et enfin, on la fait tourner davantage dans sa position installée et verrouillée à l'intérieur du réceptacle 140 La branche et le pied de la borne 116 de la forme de réalisation des figures 6 à 9 peuvent être un peu plus courts que ceux prévus pour la forme de réalisation des figures 1 à 5 afin qu'ils puissent être amenés entièrement dans leurs positions installées. Un organe d'ancrage 185 représenté plus clai- rement en figure 9 est associé à chaque borne 116 et comporte un organe analogue à un taquet ayant un col s'étendant vers le haut à partir de la lèvre infé- rieure de la bride de tête 122, ainsi qu'une tête formée à l'extrémité supérieure de ce col Un fil conducteur 118 A de l'enroulement peut alors s'étendre vers le haut à travers la rainure 160 en passant autour du col de l'organe d'ancrage 185 avant d'être acheminé au pied de la borne 16 auquel il est lié pour établir le contact. Bien que l'invention ait été illustrée et décrite en se référant à certaines de ses formes de réalisation détaillées, l'homme de métier comprendra que diverses modifications peuvent y être apportées tant dans la forme que dans les détails sans pour autant se départir de l'esprit et du cadre de ltin- vention. REVENDICATIONS 1 Structure support pour enroulements, caractérisée en ce qu'elle comprend: une bobine comportant un moyeu et une bride de tête s'étendant transversalement à partir de ce moyeu et près d'une tête de ce dernier, ce moyeu pouvant supporter un enroulement; une borne ayant une première et une deuxième partie reliées l'une à l'autre et s'étendant trans- versalement l'une par rapport à l'autre, cette borne étant conçue pour établir un raccordement électrique avec l'enroulement; cette bride de tête de la bobine comportant une surface supérieure et une surface inférieure res- pectivement espacées axialement l'une de l Vautre, un réceptacle s'étendant transversalement dans cette bride entre cette surface supérieure et cette surface inférieure afin de définir des surfaces supérieure et inférieure opposées à Ilintérieur, ainsi que des lèvres supérieure et inférieure respectives, une ouverture de montage s'étendant vers le haut à partir de ce réceptacle et à travers cette lèvre supérieure de la bride, les dimensions et la configuration de cette ouverture étant conçues pour recevoir, avec possibilité d'y effectuer une rotation, un tronçon de la première partie de la borne, de même qu'un élément de verrouillage destiné à retenir un tronçon de cette première partie de la borne dans une posi- tion installée à l'intérieur de ce réceptacle, cette première partie de la borne pouvant tre introduite dans l'ouverture de montage de la bride, tandis que la deuxième partie est disposée -dans une position libre en s'étendant au-delà de la périphérie de cette bride, cette première partie de la borne pouvant tourner à l'intérieur de cette ou- verture de montage afin de déplacer le tronçon précité de la deuxième partie de la position libre vers la position installée. 2 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe de rotation de la première partie de la borne est pratiquement parallèle à la ligne centrale du moyeu. 3 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que le réceptacle formé dans la bride de tête enferme la deuxième partie de la borne pratiquement entièrement à l'intérieur de la périphérie de cette bride de tête lorsqu'elle occupe cette position installée. 4 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 3, caractérisée en ce que ce réceptacle est délimité par plusieurs surfaces inté rieures, tandis que l'élément de verrouillage comprend une arête s'étendant à partir d'au moins une de ces surfaces intérieures afin d'empêcher le déblocage de cette deuxième partie de la borne lorsqu'elle est dans cette position installée. Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 4, caractérisée en ce que cette arête de l'élément de verrouillage comporte une sur- face inclinée orientée de telle sorte que cette deu- xième partie de la borne puisse passer plus aisément au-dessus lors de sa rotation de cette position libre dans cette position installée. 6 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins la bride de tête de la bobine est constituée d'une matière élastique, tandis que l'ouverture de montage est définie par une rainure pratiquée dans la périphérie de cette bride de tête, cette rainure de montage comportant une embouchure plus étroite que la première partie de la borne, de telle sorte que cette première partie de la borne puisse y être ins- tallée et retenue. 7 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que cha- que borne est un organe métallique rigide. 8 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce qu'on prévoit plusieurs bornes et plusieurs ouvertures de montage, chaque ouverture de montage étant une rai- nure dans laquelle est montée une borne respective. 9 Structure support pour enroulements sui- vant la revendication 3, caractérisée en ce que la bride de tête comporte, en outre, une rainure pour conducteurs s'étendant à travers au moins la lèvre inférieure de cette bride en intersectant le récep- tacle afin d'y faire passer des conducteurs électri- ques s'étendant entre l'enroulement et la borne. Structure support pour enroulements suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l'ouverture de montage est une ouverture circulaire fermée isolée de la périphérie de-la bride de tête, tandis que la première partie de la borne y est intro- duite longitudinalement à partir de ce réceptacle de montage. 11 Structure support pour enroulements suivant la revendication 10, caractérisée en ce que la lèvre inférieure de la bride de tete s'étend ra- dialement vers l'extérieur à partir du moyeu de la bobine au-delà de l'ouverture de montage, cette lèvre inférieure de la bride de tête comportant, dans sa périphérie, une rainure s'étendant en coïncidence avec cette ouverture de montage, les dimensions de cette rainure étant calculées de telle sorte que la première et la deuxième partie de la borne puissent passer au travers,.