Brevet FR2714225A1 — publié le 19950623

L'invention concerne un collecteur plat constitué d'éléments conducteurs en carbone, ainsi qu'un procédé de fabrication de ce collecteur. Elle a trait plus particulière- ment à un collecteur plat utilisé dans un moteur pour une5 pompe à carburant mise en oeuvre dans un réservoir à carbu- rant d'une automobile ou analogue. En général, des pompes à carburant étaient utilisées dans des automobiles pour amener au moteur du véhicule un carburant liquide contenu dans un réservoir; ces10 pompes à carburant sont disposées dans des réservoirs. Par ailleurs, en raison du coût croissant du carburant ordinaire et de la prise en considération crois- sante de la pollution de l'environnement, il est apparu un carburant nouveau contenant un composé contenant de l'oxygè- ne, tel que de l'alcool méthylique et de l'alcool éthylique, etc. Par conséquent, lorsque la pompe à carburant est utilisée dans le réservoir contenant un tel carburant et si cette pompe à carburant comprend un moteur comportant un collecteur métallique, celui-ci est corrodé par l'alcool précité contenu dans le carburant, en sorte que la durée de vie du moteur est raccourcie. Dans ces conditions, on a développé un collecteur comprenant des éléments conducteurs en carbone. On connaît dans l'art antérieur des collecteurs comprenant les éléments conducteurs précités en carbone comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 5 157 299 et N 5 175 463, et dans le modèle d'utilité japonais N de publication 2-53260. Parmi ces documents, le brevet N 5 157 299 précité décrit une structure dans laquelle les segments de carbone sont reliés à un support métallique de segments par l'intermédiaire d'une couche adhésive de soudure; le brevet N 5 175 463 précité décrit une structure dans laquelle des segments sont reliés à une embase par l'intermédiaire d'une première couche de matière conductrice telle que du nickel, du cuivre, etc., et d'une seconde couche de matière conduc- trice telle que de l'or, de l'argent, etc.; et le modèle d'utilité japonais N 2-53260 précité décrit une structure dans laquelle un corps de moyeu est relié mécaniquement et5 électriquement à des segments en carbone façonnés partielle- ment en une configuration particulière. Cependant, les brevets N 5 157 299 et 5 175 463 précités ne prennent pas en considération la résistance du collecteur aux contraintes engendrées dans ce dernier pendant10 sa rotation, bien qu'une conductivité appropriée puisse être obtenue dans chaque cas. En outre, le collecteur décrit dans le modèle d'utilité N 2-53260 précité n'est pas toujours façonné en une configuration simple, en sorte qu'il n'est pas d'une fabrication aisée. Un objet de l'invention est donc de procurer un collecteur de structure simple, dont la durée de vie n'est pas raccourcie si on utilise un carburant contenant de l'oxygène. L'objet de l'invention décrit ci-dessus peut être réalisé par un collecteur plat comportant plusieurs segments de carbone ayant chacun une configuration en secteur, les segments de carbone étant formés d'éléments conducteurs en carbone et formant une surface de commutation du collecteur; un segment métallique sur lequel les segments de carbone sont disposés en cercle, le segment métallique ayant des éléments de fixation destinés à venir s'engager sur des surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone afin de les fixer sur le segment métallique; et un corps de moyeu réalisé en résine synthétique et renfermant au moins des parties fixes des surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone, les parties fixes étant engagées avec les éléments de fixation du segment métallique. Avec l'agencement men- tionné ci-dessus, étant donné que les segments de carbone sont engagés avec le segment métallique par l'intermédiaire des éléments de fixation qui empiètent sur les surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone, ces derniers peuvent être fixés aux segments métalliques de manière rigide et la conductivité appropriée entre eux peut être obtenue. De plus, étant donné que les parties fixes des segments de carbone, qui sont fixés par les éléments de fixation du segment métallique, sont enrobées dans le corps de moyeu en résine synthétique, les parties fixes ne sont pas érodées même dans des conditions d'utilisa- tion d'un carburant contenant de l'oxygène, et une conducti- vité stable peut donc être obtenue entre elles. En outre, si l'on enrobe comme indiqué ci-dessus les parties fixes des segments de carbone en utilisant une résine synthétique robuste, les segments de carbone sont supportés plus rigide- ment par le segment métallique. Dans le collecteur ci-dessus, les parties fixes portent avantageusement des évidements formés dans les surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone. Dans ce cas, du fait de la présence des évide- ments, le position des éléments de fixation sur les segments de carbone peut être assurée, ce qui permet d'éviter un écart de ceux-ci par rapport au segment métallique dans la direc- tion circonférentielle des segments de carbone. Dans la présente invention, le segment métallique comporte avantageusement plusieurs pièces d'engagement formées autour desdits éléments intérieurs de fixation. Dans ce cas, du fait de la présence des pièces d'engagement, il est possible d'assurer une intégration du segment métallique avec le corps de moyeu. En outre, dans la présente invention, le segment métallique est pourvu à sa périphérie extérieure de plusieurs bornes de connexion qui font saillie radialement à l'exté- rieur du segment métallique. En outre, conformément à la présente invention, il est également proposé un procédé de fabrication d'un collecteur, comprenant les étapes qui consistent à utiliser un élément de base ayant des parties d'engagement formées sur ses surfaces périphériques intérieure et extérieure, l'élément de base étant formé d'éléments conducteurs en carbone afin de constituer un corps plat circulaire; à utiliser un élément à plaque métallique dont une face inférieure est sensiblement identique à la face inférieure de l'élément de base, l'élément à plaque métallique comportant en outre des bornes de connxion faisant saillie d'une périphérie exté- rieure de cet élément à plaque métallique et des éléments de fixation s'élevant de périphéries intérieure et extérieure de l'élément à plaque métallique; à ajuster à force l'élément15 de base à l'élément à plaque métallique afin que les éléments de fixation empiètent sur les parties d'engagement de l'élément de base, respectivement; à enrober les parties d'engagement de l'élément de base, qui sont supportées par l'élément à plaque métallique, avec une résine synthétique afin de former un corps de moyeu en résine synthétique; et à former des fentes dans l'élément de base et dans l'élément à plaque métallique pour les diviser en plusieurs segments afin que chacun des segments contienne au moins une paire des parties d'engagement sur les périphéries intérieure et extérieure de l'élément de base, respectivement. Avec le processus d'ajustement à force de l'élément de base à l'élément à plaque métallique de façon que les éléments de fixation empiètent sur la partie d'engagement de l'élément de base, respectivement, d'enrobage ensuite des parties d'enga- gement de l'élément de base avec la résine synthétique, puis de formation de fentes dans l'élément de base et dans l'élément à plaque métallique, on peut fabriquer aisément le collecteur. En outre, étant donné que, au niveau des parties d'engagement formées sur les surfaces périphériques inté- rieure et extérieure de l'élément de base, les segments de carbone et les segments métalliques constituant les segments obtenus par la présence des fentes sont fixés les uns aux autres dans un état stable et rigide, les segments peuvent être supportés de manière stable en opposition à la force centrifuge agissant sur eux lors de l'utilisation du collec- teur, en sorte qu'il est possible de maintenir la condition d'utilisation stable pendant une longue durée. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un collecteur selon l'invention, avec coupe partielle; la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une pièce de base d'un élément conducteur en carbone et d'un élément à plaque métallique, constitutifs de segments de carbone et de segments métalliques, qui sont utilisés respectivement pour la production du collecteur de la figure 1; la figure 3 est une vue en perpective montrant un état dans lequel l'élément à plaque est fixé à l'élément de base qui est utilisé pour produire le collecteur de la présente invention; et la figure 4 est une vue en perspective partielle à échelle agrandie montrant une surface de fixation d'un élément de fixation pour les segments de carbone entrant dans la constitution du collecteur selon l'invention. La figure 1 est une vue en perspective du collecteur selon l'invention dont une partie est représentée en coupe pour montrer clairement la structure interne du collecteur. La figure 2 est une vue en perspective d'une pièce de base d'un élément conducteur en carbone et d'un élément à plaque métallique dans un état démonté, en tant qu'éléments constitutifs de segments de carbone et de segments métalliques du collecteur de l'invention. Dans un état assemblé tel que montré sur la figure 1, des segments de carbone 1, réalisés en matière conductrice du type carbone, présentant chacun une face supérieure en forme de secteur, sont disposés en cercle et séparés par des fentes respectives 2 de façon à ne pas être en contact entre eux. En outre, chacun des segments 1 de carbone est pourvu, sur ses périphéries intérieure et extérieure, de rebords 3 en saillie qui sont agencés au voisinage d'extrémités inférieures des périphéries respecti- ves. Un segment métallique 4, formé d'une matière convenable, telle que du cuivre ou analogue, est prévu au- dessous des segments 1 de carbone. Le segment 4 comporte, à ses extrémités périphériques intérieure et extérieure, des éléments 5 de fixation qui en font saillie vers le haut. Les éléments 5 de fixation se logent dans des évidements 6 formés dans les rebords 3 en saillie, respectivement, en sorte qu'il est possible d'assurer non seulement une conductivité électrique entre les segments respectifs 1 en carbone et le segment métallique 4, mais de fixer les segments 1 de carbone sur le segment 4 dans ses directions circonférentielle, diamétrale et axiale. La figure 4 montre une face de fixation des éléments 5 de fixation avec le segment 1 de carbone. Dans la forme de réalisation représentée, de nombreuses irrégularités sont formées sur la face de fixation de chaque élément 5 de fixation afin d'en augmenter la surface d'engagement avec le segment 1 de carbone. En outre, selon cette forme de réalisa- tion, les segments 1 de carbone et le segment métallique 4 sont recouverts à l'intérieur de leurs extrémités périphéri- ques intérieures respectives, à l'extérieur de leurs extrémi- tés périphériques extérieures respectives et au-dessous du segment 4, d'un corps de moyeu non conducteur 7 qui est réalisé en résine synthétique, comme montré sur la figure 1. Il convient de noter que le segment métallique 4 comprend plusieurs pièces d'engagement 8 pour assurer son intégration avec le corps de moyeu 7, et comprend en outre plusieurs bornes de connexion 9 formées sur sa périphérie extérieure. Le collecteur selon l'invention est produit de la manière suivante. Tout d'abord, comme montré sur la figure 2, une pièce de base 11 d'éléments conducteurs en carbone est formée de façon à être un élément à plaque circulaire ayant un collier de rebords 3 en saillie formé d'une seule pièce avec10 des surfaces circonférentielles intérieure et extérieure au voisinage de bords inférieurs respectifs de celles-ci. A présent, pour l'enclenchement avec les éléments de fixation du segment métallique 4, les évidements 6 sont formés de façon régulière sur les rebords respectifs 3 par découpage des rebords 3 à intervalles, à l'aide de moyens de coupe appropriés. Dans une autre conformation de l'invention, il convient de noter que les évidements 6 et les rebords 3 peuvent être formés simultanément, en partie par une presse, au stade de fabrication de la pièce de base circulaire 11 des éléments conducteurs en carbone. En outre, il n'est pas nécessaire que les évidements 6 soient toujours formés de façon à avoir des surfaces lisses en comparaison avec d'autres surfaces de la pièce de base 11. Autrement dit, dans le cas o ils sont formés en présentant des surfaces iné- gales, une surface d'engagement de la pièce de base 11 est augmentée au stade de l'engagement avec les éléments 5 de fixation, permettant ainsi d'accroître la conductivité et l'intégration mécanique entre la pièce de base 11 et le segment métallique 4. Par ailleurs, par une opération de découpage ou analogue, un élément à plaque métallique 12 fournissant la matière du segment métallique 4 est formé de façon à être de forme circulaire et à avoir les éléments 5 de fixation s'élevant sur ses périphéries intérieure et extérieure, en correspondance avec les évidements 6, respectivement. A ce stade de traitement, les pièces d'engagement 8 précitées sont formées autour des éléments intérieurs 5 de fixation et les bornes 9 de connexion sont formées de façon à faire saillie5 radialement vers l'extérieur de la périphérie extérieure de l'élément 12. Ensuite, après le positionnement des évidements respectifs 6 de la pièce de base 11 en alignement avec les éléments respectifs 5 de fixation de l'élément à plaque 12, la pièce de base 11 est engagée avec l'élément à plaque 12 par des moyens appropriés, par exemple par ajustement à force, afin qu'un assemblage tel que montré sur la figure 3 puisse être achevé. Ensuite, le corps de moyeu non conducteur 7 formé d'une matière convenable, telle qu'une résine synthétique ou analogue, est formé de façon à être d'un seul bloc avec l'assemblage en faisant saillie vers le haut vers une partie centrale dans laquelle un arbre de sortie d'un moteur, non représenté, est inséré par rapport à l'intérieur de l'assem- blage, et à s'étendre autour de l'extérieur de l'assemblage et au- dessous du segment métallique 4. De cette manière, l'intégration de la pièce de base 11 avec l'élément à plaque 12 peut être améliorée, grâce à quoi la conductivité entre eux par l'intermédiaire des éléments 5 de fixation et autres est davantage favorisée. De plus, étant donné aussi que les pièces 8 de l'engagement de l'élément à plaque 12 sont entourées par la résine synthétique lors du moulage du corps 7 de moyeu, l'élément à plaque 12 peut être fixé de manière sûre au corps 7 de moyeu. Ensuite, les fentes 2 sont formées dans le corps de collecteur ainsi réalisé de façon à s'étendre d'une face supérieure de la pièce de base 11 jusqu'à sensiblement la face inférieure de l'élément à plaque 12, afin que le collecteur puisse être achevé. Dans les conditions dans lesquelles les bornes 9 de connexion telles que montrées sur les figures sont pliées, étant donné que pratiquement tous les contacts entre les segments de carbone 1 et le segment métallique 4 sont scellés dans la résine synthétique, on peut maintenir une conductivité stable pendant une longue durée d'utilisation. En outre,5 en raison de l'ajustement à force des éléments 5 de fixation, etc., la fixation des segments 1 de carbone au segment métallique 4 peut être effectuée aisément. Il convient de noter que, dans la forme de réalisation de l'invention, les éléments 5 de fixation doivent seulement servir à fixer les segments 1 de carbone au segment métallique 4 dans des conditions telles que les segments respectifs 1 de carbone soient portés entre les éléments 5 de fixation, et l'homme de l'art doit donc comprendre que la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus en ce qui concerne la configuration, le nombre et la position des segments métalli- ques et autres. En outre, dans le cas aussi de la présence d'irrégularités sur des faces arrière de l'élément 5 de fixation, toutes irrégularités peuvent être appliquées en ce qui concerne leur configuration, leur position et leur dimension, pourvu que l'on augmente la surface d'engagement des éléments 5 avec les segments 1 de carbone. Bien que les rebords 3 en saillie soient formés à la fois sur les périphé- ries intérieure et extérieure des segments 1 de carbone, à la manière d'un collier, leur configuration n'est pas limitée à celle de la forme de réalisation représentée. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au collecteur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Collecteur plat, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs segments (1) de carbone ayant chacun une configuration en secteur et formés d'éléments conducteurs en5 carbone et présentant une surface de commutation dudit collecteur; un segment métallique (4) sur lequel les segments de carbone sont disposés en cercle, le segment métallique ayant des éléments (5) de fixation destinés à empiéter sur des surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone afin de les fixer sur le segment métallique; et un corps (7) de moyeu formé de résine synthétique et enrobant au moins des parties fixées desdites surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone, les parties fixées engageant lesdits éléments de fixation dudit segment métallique. 2. Collecteur plat selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties fixées comprennent des évidements (6) formés dans les surfaces périphériques intérieure et extérieure des segments de carbone. 3. Collecteur plat selon la revendication 2, caractérisé en ce que le segment métallique comporte plu- sieurs pièces (8) d'engagement formées autour des éléments intérieurs de fixation pour assurer l'intégration du segment métallique avec le corps de moyeu. 4. Collecteur plat selon la revendication 3, caractérisé en ce que le segment métallique présente, sur sa périphérie extérieure, plusieurs bornes (9) de connexion qui font saillie radialement vers l'extérieur du segment métalli- que. 5. Procédé de fabrication d'un collecteur, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un élément de base (11) ayant des parties (6) d'engagement formées sur des surfaces périphériques intérieure et extérieure de cet élément, l'élément de base étant constitué d'éléments conducteurs en carbone afin de former un corps de plaque circulaire; à utiliser un élément à plaque métallique (12) ayant une face inférieure sensiblement identique à une face inférieure de l'élément de base, l'élément à plaque métalli- que comportant en outre des bornes (9) de connexion qui font5 saillie d'une périphérie extérieure de cet élément à plaque métallique, et des éléments (5) de fixation qui s'élèvent de périphéries intérieure et extérieure dudit élément à plaque métallique; à ajuster à force l'élément de base à l'élément à plaque métallique afin que les éléments de fixation empiètent sur les parties d'engagement de l'élément de base, respectivement; à enrober lesdites parties d'engagement de l'élément de base, qui sont supportées par l'élément à plaque métallique, avec une résine synthétique afin de former un corps (7) de moyeu en résine synthétique; et à former des fentes (2) dans l'élément de base et dans l'élément à plaque métallique pour les diviser en plusieurs segments (1) de manière que chacun des segments contienne au moins une paire desdites parties d'engagement sur lesdites périphéries intérieure et extérieure de l'élément de base, respective- ment.