Brevet FR2671767A1 — publié le 19920724

La présente invention concerne un allume-cigares, notamment pour véhicules automobiles, du genre comportant, d'une part, un bouchon amovible, formant une fiche de courant, pourvu d'une coupelle d'extrémité recevant un corps électrique de chauffage, et d'autre part, un corps creux d'allumage, formant prise de courant, pourvu d'un bilame d'accrochage et de languettes d'alimentation électriques, ledit bouchon se logeant à coulissement à l'intérieur du corps d'allumage avec coopération de ladite coupelle avec ledit bilame pour maintien du corps électrique de chauffage en position de chauffage et établissement d'un circuit électrique d'alimentation pour ledit corps de chauffage. Un tel allume-cigares est décrit, par exemple, dans le document DE-A-23 51 971. Dans ce document, il est prévu un dispositif de protection contre les surchauffes. Ce dispositif consiste en des languettes supplémentaires solidaires du bilame, qui en cas de surchauffe sont admises à venir en contact avec le corps d'allumage. Un tel dispositif complique la fabrication du bilame et demande un réglage précis pour l'intervention des languettes supplémentaires. En outre, cela entraîne une destruction d'un fusible qui usuellement protèg$ d'autres accessoires du véhicule. De plus, les languettes supplémentaires sont accessibles et peuvent être déréglées. Enfin, les temps de réponse pour établir les courts-circuits ne sont pas aussi courts que désirés par exemple par temps froid. Pour pallier ces inconvénients, on peut songer à utiliser une disposition du type de celle décrite dans le document FR-A-2 377 579 avec une lame cloqueuse bistable insérée dans le circuit d'alimentation du corps électrique de chauffage. Cette disposition est du type réarmable mais elle est encombrante et conduit à la production d'arcs électriques et donc d'usures. En outre, elle n'est pas d'une très grande fiabilité car la lame cloqueuse peut dans certains cas ne pas se retourner. On peut alors envisager une disposition faisant appel à un élément fusible, par exemple, du type de celle décrite dans le document FR-A-2 338 822. Cela ne donne pas satisfaction car la solution n'est pas du type réarmable et nécessite un démontage du corps d'allumage. La présente invention a pour objet de pallier tous ces inconvénients et donc de créer économiquement un nouveau dispositif de protection contre les surchauffes, du type compact et réarmable avec un bon temps de réponse, sans entraîner d'usure notable de l'allumecigares. Suivant l'invention, un allume-cigares du type sus-indiqué est caractérisé en ce que le dispositif de protection contre les surchauffes inséré dans ledit circuit d'alimentation du corps d'allumage consiste en un disjoncteur thermique réarmable à base de polymère semiconducteur et ayant un coefficient de température positif permanent, avec une résistance augmentant avec la température. Grâce à l'invention, en cas de surchauffe, par exemple lorsque la coupelle reste coincée dans le bilame, le disjoncteur thermique passe très rapidement d'une tres basse résistance à une résistance élevée lorsque consécutivement à une surintensité ou une surchauffe sa température dépasse un certain seuil. Lorsque la surintensité ou la température sont substantiellement réduites ou éliminées, le composant se refroidit et retrouve sa faible résistance. L'allume-cigares redevient donc opérationnel sans qu'il soit nécessaire de remplacer un quelconque composant, notamment le fusible de protection associé à l'allume-cigares. En outre, aucun arc ne se produit, et ce composant a un bon temps de réponse. De plus, l'encombrement tant radial qu'axial de l'allume-cigares n'est pas affecté outre mesure. En effet le disjoncteur est mince et consiste en une simple plaquette ou rondelle de faible épaisseur. Il peut être implanté aisément soit dans le bouchon, soit dans le corps d'allumage. On peut utiliser comme disjoncteur un composant vendu sous la marque "PolySwitch". On appréciera que le bilame est simplifié et qu'aucun déréglage n'est à craindre notamment lors de mauvaises manipulations. La description qui va suivre illustre l'invention en reference aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue éclatée en coupe axiale d'un allume-cigares selon l'invention pour un premier exemple de réalisation - la figure 2 est une vue en coupe du disjoncteur thermique réarmable à polymère semi-conducteur selon l'invention - la figure 3 est une courbe caractéristique de la résistance en fonction de la température du disjoncteur thermique selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale partielle du corps d'allumage pour un deuxième exemple de réalisation selon l'invention ; - la figure 5 est une vue en coupe axiale partielle du bouchon de l'allume-cigares pour un troisième exemple de réalisation selon l'invention. Dans les figures représentées, l'allume-cigares pour véhicules automobiles comporte, d'une part, un bouchon amovible 1, formant une fiche de courant, pourvu d'une coupelle d'extrémité 11 recevant un corps électrique de chauffage 10 destiné à allumer une cigarette ou un cigare, et d'autre part, un corps d'allumage 2 creux, formant prise de courant, pourvu d'un bilame d'accrochage 3 et de deux languettes 4,5 d'alimentation électriques. Le bouchon 1 se loge à coulissement à l'intérieur du corps d'allumage 2 et est propre à occuper une position de chauffage (allumecigares branché), une position de repos (allume-cigares débranché) et à être extrait. Pour ce faire le bouchon 1 présente un bouton 13 mobile et un pare-cendres 14 à extrémité crantée et le corps 2 des languettes élastiques de retenue 19. Dans les positions de repos et de chauffage, le bouchon 1 est enfoncé dans le corps 2 de forme complémentaire et les languettes 19, dotées chacune à leur extrémité d'un crochet de retenue, retiennent le pare-cendres 14 par coopération élastique avec le cran de celui-ci. En position de repos la coupelle 11 est au-dessus du bilame 3, tandis qu'en position de chauffage le bouton 13 est enfoncé et la coupelle 11 coopère avec des lames du bilame 3 formant organe de retenue et prise de courant. Un circuit électrique étant alors établi entre les deux languettes d'alimentation 4,5 à travers le bilame 3 et le corps de chauffage 10, les lames du bilame s'incurvant vers l'extérieur au fur et à mesure que le bilame s'échauffe, jusqu'à désenclenchement de la coupelle 11 sous l'action d'un ressort de rappel 16 porté par le bouchon 1. Il ne reste plus alors qu'à l'usager de retirer le bouchon pour allumer sa cigarette ou son cigare. Plus precisement, le corps d'allumage 2 est de forme cylindrique et presente un fond 9, une jupe dans laquelle sont pratiquées par découpe les languettes 19 ainsi que des ouvertures de dégagement pour les lames du bilame 3, et enfin une extrémité libre pour introduction du bouchon 1. Le corps 2 est en matériau électriquement conducteur en étant ici métallique et est propre à être fixe soit directement soit indirectement par l'intermédiaire d'une bague d'éclairage à une paroi du véhicule, usuellement en matière plastique. C'est le fond 9 qui porte à isolation électrique, par l'intermédiaire d'une première pièce isolante 6 et d'une seconde pièce isolante 7 le bilame 3. Ce fond porte également des languettes d'alimentation électriques 4,5 s'étendant globalement axialement à l'extérieur du corps d'allumage 2 en étant ici globalement en forme de L avec chacune une base parallèle audit fond 9 et une partie d'orientation axiale. Le bilame 3 est monté à l'intérieur du corps 2 sur la pièce isolante 7 creuse du type de celle décrite dans le document FR-A-2 349 796. Ici le bilame 3 est en forme de U avec deux lames pourvues chacune d'un bec d'accrochage 20 pour maintien de la coupelle 11 et la pièce 7, en matériau également thermiquement isolant, présente une chemise pourvue d'ouvertures latérales pour le passage des lames du bilame 3 et a une extrémité biseautée s'étendant au-delà du bilame 3 pour guidage de la coupelle 11. Le fond de cette pièce 7 est creuse pour logement de la base du bilame et immobilisation de celui-ci par coopération de formes. Un organe de fixation 8, ici une vis ou en variante un rivet, s'appuie par sa tête sur la base du bilame 3. Cet organe 8 traverse la pièce 7, le fond 9, la pièce 6, qui sont tous troués à cet effet, et est fixé ici par vissage à la base de la languette 5 dotée d'un trou fileté à cet effet. La pièce isolante 6 est dotée d'une creusure pour immobilisation par coopération de formes de la base de la languette 5. Cette pièce 6 présente un téton central traversé intérieurement par la vis 8 et servant extérieurement de centreur à la base de la languette 4 interposée axialement entre le fond 9 et la pièce 6, qui présente lateralement une ouverture pour le passage de la languette 4.La pièce 6 est pourvue latéralement de deux pattes ou pions (non visibles) traversant des ouvertures du fond 9 pour coopérer par liaison de formes avec des échancrures (non visibles) de la pièce 7. L'inverse est possible la pièce 7 présentant les pattes ou pions et la pièce 6 les echancrures. Ainsi l'organe 8 sert à la fixation des pièces 3,7,4,6 et 5 au fond 9 de part et d'autre de celui-ci avec blocage en rotation desdites pièces par coopération ou liaison de formes. On notera que les languettes 19 s'étendent audessus du bilame 3 à la faveur du dégagement pour les lames du bilame 3 et que les languettes 4,5 conductrices sont reliées respectivement à la borne négative du véhicule (la masse de celui-ci) et à la borne positive de la batterie. Le bouchon 1 comporte une partie de préhension 12 en matière isolante, ici en matière plastique entourant le bouton 13 également en matière isolante. Ce bouton 13 est attelé à la coupelle 11 par l'intermédiaire d'une douille 17 electriquement conductrice, ici métallique, avec intervention d'une pièce intermédiaire isolante en matière plastique 29 pour formation d'un équipage mobile. Ce bouton 13 est monté par clipsage sur la pièce 29, tandis que la douille 17 est assemblée par sertissage à la pièce 29 qui présente à cet effet un nez de centrage. La douille 17 est guidée par un guide 15 fixe en matériau électriquement conducteur entouré par le pare-cendres 14 en étant solidaire de la partie de prehension 12, tout comme le pare-cendres 14, ici par surmoulage. La pièce 15 sert d'appui au ressort de rappel 16, ici un ressort à boudin, s'étendant axialement entre les pièces 29 et 15. La douille 17 présente un fond percé pour fixation de la coupelle 11 comme décrit dans le document FR-A-2 457 787, avec intervention d'un organe de fixation 18 formant axe. Autour de l'organe 18 et entre la coupelle 11 et la douille 17, sont disposées des rondelles isolantes. Dans le fond de la coupelle 11 est disposée une rondelle isolante dont le bord intérieur vient prendre appui sur un épaulement annulaire à parois inclinées prévues sur l'organe 18. Le corps de chauffage 10 consiste ici en une résistance électrique avec un fil enroulé en spirale. L'extrémité intérieure de la spirale est logee dans une fente diamétrale prévue à l'extrémité de l'organe 18 afin d'assurer sa fixation et sa liaison électrique avec la douille 17 par l'intermédiaire de la pièce 18. Au-dessus de la spirale est placé un anneau métallique dont le diamètre intérieur est tel qu'il correspond au diamètre intérieur de la coupelle 11 et dont la largeur est telle que cet anneau est susceptible de s'appliquer au moins sur la spire extérieure du corps 10. On notera que le pare-cendres 14 en matériau conducteur, ici métallique, entoure la coupelle 11 dont le bord est rabattu intérieurement pour coopérer avec les becs d'accrochage 20. Bien entendu le corps chauffant 10 peut être un corps en ceramique conductrice. Ainsi, lorsque le bouton 13 est enfoncé la coupelle 11 vient en prise avec le bilame 3, et un circuit électrique s'établit de la languette 5 à la languette 4 à travers la vis 8, le bilame 3, la coupelle 11, le corps électrique de chauffage 10, l'organe 18, la douille 17, le guide 15, le pare-cendres 14 et le corps 2, toutes ces pièces étant en matériau électriquement conducteur. Dans cette configuration de chauffage, le corps 10 s'échauffe et les lames du bilame 3 s'écartent progressivement en sorte que le ressort de rappel 16 désenclenche la coupelle 10, en ramenant le bouton 13 à sa configuration initiale de retenue. Dans certains cas, le désenclenchement ne se produit pas, par exemple lorsque la coupelle 11 est mal positionnée, et pour éviter une surchauffe de l'allumecigares il est prévu un dispositif de protection contre les surchauffes inséré dans le circuit électrique d'alimentation de l'allume-cigares et donc du corps de chauffage 10. Suivant l'invention, ledit dispositif de protection contre les surchauffes inséré dans le circuit d'alimentation électrique dudit corps de chauffage 10 consiste en un disjoncteur thermique réarmable 30 à base de polymère semi-conducteur et ayant un coefficient de température positif permanent avec une résistance augmentant avec la température. A la figure 1 ce disjoncteur 30 est en forme de plaque insérée axialement entre le fond 9 et la base de la languette 4, et il est centré par le téton central de la pièce 6, ledit téton traversant le fond 9 pour pénétrer dans une creusure de la pièce 7. Ce disjoncteur 30 comporte deux électrodes ici métalliques 31,32 (figure 2), respectivement en contact avec le fond 9 et la languette 4, disposées de part et d'autre d'une matrice 33 en polymère semi-conducteur. Cette matrice contient des particules conductrices, ici à base de carbone, telles que du carbone noir ou du graphite. Pour formation du disjoncteur 30, on peut utiliser un composant vendu sous le marque "PolySwitch". On pourra également se référer aux documents US-A4,352,083 et US-A-4,317,027. Comme visible à la figure 3, (R désignant la résistance et T la température), ce disjoncteur 30 possède un coefficient de température positif permanent avec une résistance augmentant avec la température. Ce disjoncteur 30 passe très rapidement d'une très basse résistance à une résistance élevée lorsque que, par exemple, consécutivement à une surintensité, sa température dépasse un certain seuil ici de l'ordre de 120 . Ainsi qu'on l'aura compris, en cas de surchauffe l'augmentation de résistance protège l'allume-cigares ainsi que la paroi de fixation du véhicule, en réduisant le courant à un niveau faible. En effet, il y a un gonflement du polymère entraînant une séparation des particules de carbone et donc diminution de la conductivité. Une fois que le disjoncteur 30 a été activé celui-ci reste à l'état de haute résistance jusqu'à l'élimination du défaut. Lorsque la surintensité ou la température sont substantiellement réduites ou eliminées, le disjoncteur réarmable se refroidit et retrouve sa faible résistance, l'allume-cigares devenant à nouveau operationnel sans qu'il soit nécessaire de remplacer un quelconque composant et notamment le fusible associé à l'allume-cigares. On appréciera la faible épaisseur du disjoncteur 30. Bien entendu (figure 4), ce disjoncteur peut être interpose axialement entre la tête de l'organe de fixation 8 et la base du bilame 3, la languette 4 étant en contact avec le fond 9. Dans ce cas, la pièce isolante 7 presente un centreur sous forme d'une collerette 71 ou cheminée entourant intérieurement la partie filetée de la vis 8 et exterieurement le bilame 3, qui se trouve ainsi isolé de la partie filetée de la vis ; la hauteur de la collerette 71 étant calculée en conséquence pour que la tête de l'organe 8 vienne au contact du disjoncteur. Le courant passe alors de la languette 5 à la partie filetée de la vis 8, puis à la tête de celle-ci au disjoncteur thermique 30 avant d'atteindre le bilame 3. En cas de surchauffe, la résistance du disjoncteur 30 augmente et le bilame est isole electriquement. En variante (figure 5) ce disjoncteur 30 peut être interposé axialement entre la tête de l'organe de fixation 18 de la coupelle 11 et le fond de la douille 17. Dans ce cas, une rondelle isolante 72, montée à l'extérieur de la douille 17 au contact du fond de celleci, est prévue avec un centreur sous forme d'un téton prévu pour s'engager dans l'ouverture ou trou du fond de la douille 17 et éventuellement en partie dans le disjoncteur 30, pour isoler la douille 17 de la partie principale de l'organe 18 et permettre un contact de la tête de l'organe 18 avec le disjoncteur 30. Le courant traverse alors la coupelle 11, le corps 10, l'organe 18 pour parvenir à la tête de l'organe 18 et enfin à la douille 17 à travers le disjoncteur 30 de protection. On appréciera que dans tous les cas un maximum de pièces de l'allume-cigares est conservée et que les organes de fixation 8,18 permettent un serrage du disjoncteur thermique. A la figure 1, la solution conduit à modifier la pièce 6 pour formation de pattes ou pions décrits cidessus, traversant des ouvertures du fond 9 normalement traversées par des pattes de la languettes 4. Les pions ou pattes de la rondelles 6 coopèrent alors avec les échancrures existantes de la pièce 7. Bien entendu le téton de centrage de la pièce 6 doit être augmente de l'épaisseur du disjoncteur 30 et en variante on peut modifier également la pièce 7 pour prévoir sur celle-ci les pattes ou pions et sur la rondelle 6 les echancrures. Les moyens de blocage en rotation des pièces 4 à 7 font donc appel aux deux pièces d'isolation 6,7. A la figure 4, la pièce 7 est modifiée pour formation sur celle-ci du centreur 71 d'isolation ainsi que le trou de passage de l'organe de fixation 8. A la figure 5, le trou de passage pour l'organe 18 est augmenté et il faut prévoir une rondelle isolante 72. Dans les figures 1 à 6, le disjoncteur 30 est de forme plate et est percé pour passage d'un centreur isolant, tel qu'un téton, une collerette ou une cheminee, appartenant à une pièce d'isolation électrique traversée intérieurement par une pièce 8,18 appartenant au circuit électrique d'alimentation du corps électrique de chauffage. Bien entendu le disjoncteur 30 peut être dissymétrique et peut avoir une configuration annulaire, rectangulaire ou autre suivant les applications et en variante les pions ou pattes de la rondelle 6 peuvent être prolongés pour coopérer non seulement avec les échancrures de la pièce 7, mais également avec des trous pratiqués dans le bilame. Dans ce cas, la présence de la collerette 71 n'est plus indispensable. REVENDICATIONS 1) Allume-cigares, notamment pour véhicules automobiles, du genre comportant, d'une part, un bouchon amovible (1), formant une fiche de courant, pourvu d'une coupelle d'extrémité (11) recevant un corps électrique de chauffage (10), et d'autre part, un corps creux d'allumage (2), formant prise de courant, pourvu d'un bilame d'accrochage (3) et de languettes d'alimentation électriques (4,5), ledit bouchon (1) se logeant à coulissement à l'intérieur du corps d'allumage (2) avec coopération de ladite coupelle (11) avec ledit bilame (3) pour maintien du corps électrique de chauffage (10) en position de chauffage et établissement d'un circuit électrique d'alimentation pour ledit corps de chauffage (10), dans lequel un dispositif de protection contre les surchauffes est inseré dans ledit circuit électrique d'alimentation, caractérisé en ce que ledit dispositif de protection consiste en un disjoncteur thermique rearmable (30) à base de polymère semi-conducteur et ayant un coefficient de température positif permanent, avec une résistance augmentant avec la température. 2) Allume-cigares selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit disjoncteur thermique réarmable (30) est de forme plate en étant percé pour le passage d'une pièce (8,18) appartenant au circuit électrique d'alimentation dudit corps électrique de chauffage (10). 3) Allume-cigares selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit disjoncteur thermique réarmable (30), de forme plate, est percé pour le passage d'un centreur isolant appartenant à une pièce d'isolation électrique (6,7,72), ledit centreur isolant étant traversé intérieurement par une pièce (8,18) appartenant au circuit électrique d'alimentation dudit corps de chauffage (10). 4) Allume-cigares selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le corps d'allumage (2) presente un fond (9) et une languette d'alimentation électrique (4) avec une base adjacente audit fond (9), caractérisé en ce que ledit disjoncteur thermique (30) est inséré entre ledit fond (9) et ladite base de la languette (4). 5) Allume-cigares selon la revendication 4, dans lequel ladite base de la languette d'alimentation électrique (4) est traversée par un teton centreur appartenant à une première pièce isolante (6), caractérisé en ce que ladite pièce isolante (6) présente des pattes ou pions traversant des ouvertures pratiquées dans le fond (9) pour liaison de formes avec une seconde pièce isolante (7) associée au bilame (3). 6) Allume-cigares selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le bilame (3) est fixé au fond (9) que comporte le corps d'allumage (2) par l'intermédiaire d'un organe de fixation (8) dont la tête s'appuie sur le bilame (3) et qui traverse une pièce isolante (7) interposée entre ledit fond (9) et ledit bilame (3), caractérisé en ce que ledit disjoncteur thermique (30) réarmable est interposé entre la tête de l'organe de fixation (8) et ledit bilame (3), et en ce que la pièce isolante (7) présente une collerette (71) traversée intérieurement par l'organe de fixation (8) et entourée exterieurement par le bilame (3), pour isolation de celui-ci par rapport à l'organe de fixation (8). 7) Allume-cigares selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la coupelle (11) est fixée à une douille (17), dotée d'un fond, par un organe de fixation (18) traversant un trou du fond de la douille (17) et dotée d'une tête, caractérisé en ce que ledit disjoncteur thermique (30) est interposé entre la tête dudit organe de fixation (18) et le fond de la douille (17), et en ce qu'une rondelle isolante (72) est prevue avec un téton pour s'engager dans le trou de la douille (17).