Brevet FR2811144A1 — publié le 20020104

La présente invention concerne les modules de connexion d'équipements électriques tournants, notamment d'alternateurs ou alterno- démarreurs de véhicules automobiles. L'invention concerne ainsi également de tels équipements tournants dans les véhicules marins. Elle concerne egalement tout type de machine électrique tournante. On connaît de tels modules de connexion, habituellement appelés " sortie de puissance intégrée à un connecteur " ou " connecteur de puissance ". Les modules de connexion actuels comportent une borne de branchement venue de matière avec une pièce massive de l'équipement concerné, par exemple venue de matière avec le radiateur dans le cas d'un alternateur. Toutefois les modules de connexion actuels doivent comporter des circuits intégrés et les bornes de connexion venues d'une pièce massive s'avèrent difficiles à relier à de tels circuits. Les aménagements actuels s'avèrent donc peu compatibles avec les circuits incluant un substrat et des puces nues. L'invention se propose de résoudre cet inconvénient, c'est à dire de proposer un module de connexion d'équipement électrique tournant qui intègre aisément un circuit électronique, notamment un circuit intégré. Ce but est atteint selon l'invention grâce à un module de liaison électrique de machine électrique tournante, comprenant un circuit électronique, un support de ce circuit électronique, ainsi qu'un doigt de branchement relié électriquement au circuit, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble complémentaire distinct du support et du doigt, qui forme a la fois ensemble de maintien mécanique du doigt et liaison électrique entre le doigt et le circuit. Selon d'autres dispositions avantageuses et non limitatives: - le doigt inclut une partie à périphérie non circulaire et en ce que ledit ensemble complémentaire comprend des moyens pour enserrer cette partie à périphérie non circulaire; - I'ensemble complémentaire inclut une lame métallique placée contre le doigt et une partie en matière plastique, coulée sur la lame et le doigt, la partie en matière plastique laissant découverte une partie du doigt; - les moyens pour enserrer la partie à périphérie non circulaire incluent la partie en matière plastique; - les moyens en matière plastique qui enserrent la partie non cylindrique du doigt sont coulés sur cette partie; - I'ensemble complémentaire inclut une lame conductrice munie d'un trou traversant, le doigt comporte un épaulement externe, et le doigt traverse le trou, en appui par son épaulement contre les bordures du trou; - les moyens pour enserrer la partie à périphérie non circulaire incluent une lame métallique munie d'un orifice traversant dans lequel est placé le doigt, la lame présentant au moins un repli en bordure du trou qui vient en appui contre la partie à périphérie non circulaire du doigt; - la lame présente deux flancs repliés sur eux-mêmes et présente un orifice traversant ces deux flancs, dans lequel est placé le doigt; - la partie en matière plastique s'étend autour de la lame, en laissant découverte une surface extérieure d'un des deux plis de la lame en regard d'une partie du doigt qui s'étend en saillie de l'ensemble complémentaire; - la lame forme quatre branches dont trois s'étendent en éloignement d'une partie centrale de la lame, et une est repliée contre une zone centrale de la lame, la branche repliée et la zone centrale de la lame étant traversées par le doigt, deux lames en éloignement présentant une partie en repli contre une portion périphérique non circulaire du doigt, ainsi qu'une partie s'étendant au- delà de ce repli en éloignement de la zone centrale, la matière plastique coulée laissant découverte la troisième dite branche en éloignement de la lame; - I'ensemble complémentaire inclut une lame munie d'un orifice dans lequel est placé le doigt, et le doigt est fixé sur la lame par un anneau de rivetage entourant le doigt; - le doigt est destiné à constituer une borne parmi les bornes positive, négative ou de phase d'un alternateur de véhicule automobile; - I'alternateur de véhicule automobile inclut un module de liaison électrique;, - I'alterno-démarreur de véhicule automobile inclut un module de liaison électrique. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 représente une première variante d'un module de connexion selon l'invention, à câblage entre un doigt de connexion et un circuit du module; - la figure 2 représente une seconde variante d'un module de connexion selon l'invention, à pont de liaison entre un doigt de connexion et un circuit du module; - la figure 3 représente une troisième variante dans laquelle une liaison électrique entre un doigt de connexion et un circuit du module se fait par une face inférieure d'un ensemble complémentaire selon l'invention; - la figure 4 représente, en vue de dessous, un canal ménagé dans I'ensemble complémentaire de la figure 3; - la figure 5 représente une quatrième variante de l'invention dans laquelle un doigt de connexion est muni d'une entretoise circonférentielle; - les figures 6 et 7 représentent une cinquième variante de l'invention, à lame métallique pliée et doigt riveté; - la figure 8 représente une sixième variante de l'invention, dans laquelle une lame conductrice présente un pliage à effet anti-rotation, selon l'invention; - la figure 9 représente ce même montage après une étape de moulage de matière plastique, en coupe verticale; - la figure 10 représente une septième variante de l'invention dans laquelle une lame conductrice est pliée pour produire un effet anti- rotation est en outre noyée dans une matière plastique sur toute sa longueur. Les présents modules de connexion incluent principalement un doigt électriquement conducteur 100 destiné à être engagé avec un connecteur complémentaire, un circuit électronique 200 et un ensemble complémentaire 300 ayant pour rôle de maintenir mécaniquement le doigt 100 vers l'extérieur et de le raccorder électriquement au circuit 200. Le doigt utilisé ici est par exemple un doigt de puissance répondant à la référence connue M5 ou M8, mais peut également être constitué par une vis standard. Le circuit 200 se compose d'un support 210, ici un substrat, sur lequel sont intégrés les composants électroniques 220. Le module comporte en outre une lame métallique 400 (ou trace 400) munie d'un orifice traversant 410 dans lequel est logé le doigt 100. Le module de connexion comporte en outre l'ensemble complémentaire 300 qui est un bloc de matière plastique 300 qui entoure partiellement le doigt 100 et la lame 400. Le matériau plastique est avantageusement un PPS ou un PBT. Dans les variantes des figures 1 à 4, le doigt 100 est ici une simple vis ayant une tête 110 non cylindrique, ici hexagonale ou par exemple carrée, dont la tige filetée émerge du bloc plastique 300, et dont la tête 110, en butée contre les bordures de l'orifice 410 de la lame 400, est noyée avec cette lame dans le bloc plastique 300. Le bloc 300 plastique épouse donc la tête de vis 110, et la maintient, notamment contre toute rotation du doigt 100 autour de son axe. Dans les modes de réalisation des figures 1, 2 et 5, la lame 400 s'étend transversalement au doigt 100 jusqu'à dépasser du bloc 300 sur un de ses côtés par une extrémité libre. Cette extrémité libre forme une surface de contact sur laquelle est raccordé un élément de liaison électrique qui s'étend jusqu'à la carte 200. A la figure 1, cette liaison est un fil métallique soudé par exemple par ultrasons ou toute autre méthode à la fois sur la lame et sur le substrat 210 (Il est également possible de disposer plusieurs fils). A la figure 2, l'élément de liaison est un pontet rigide qui est brasé, collé ou soudé électriquement sur la lame 400. Selon une variante, la lame 400 est prolongée par une languette élastique qui est mise en appui sur le substrat (le substrat peut également être appelé " trace "). La lame 400 est préférentiellement traitée en surface pour permettre un câblage ultrasonique, un brasage ou une soudure électrique ou tout autre moyen de fixation et de liaison avec le substrat. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, le bloc en matière plastique 300 et la lame 400 s'étendent tous deux en éloignement latéral du doigt 100. Le bloc 300 et la lame 400 forment ainsi un parallélépipède allongé transversal au doigt 100. Le parallélépipède allongé s'étend notamment à côté du doigt 100, formant un appendice latéral au doigt 100. Cet appendice est traversé par un canal 320 parallèle au doigt 100. Le canal 320 débouche sur deux faces opposées du bloc 300, c'est à dire sur la face du bloc dont dépasse le doigt 100, et sur la face opposée (appelée par la suite face inférieure du bloc). La lame 400 recouvre ledit appendice formé par le bloc 300 sur sa face inférieure. Pour cela, la lame 400 décrit, à partir de la tête 110 de la vis , un premier repli parallèle au doigt 100 jusqu'à atteindre la face inférieure du bloc plastique, puis un second repli à 900 pour s'étendre le long de'la face inférieure de l'appendice. En coupe verticale, c'est à dire en coupe parallèle à l'axe du doigt , la lame 400 forme donc une marche d'escalier dont le niveau supérieur est traversé par le doigt 100 et dont le niveau inférieur recouvre partiellement la face inférieure de l'appendice plastique. La lame 400 présente, sur cette face inférieure, un second orifice 420 de diamètre légèrement supérieur à celui du canal 320, qui borde l'embouchure inférieure de ce canal 320. Les parois plastiques intemrnes du canal 320 s'étendent ainsi dans l'orifice 420 de la lame, formant sur l'épaisseur de la lame 400 un insert plastique isolant. La lame 400 forme ainsi une surface de contact inférieure du bloc contre laquelle on vient positionner des contacts supérieurs du circuit 200. La plaque de substrat 210 est fixée contre la lame 400 par vissage à travers le canal 320 et un orifice traversant du substrat. Dans ces différents modes de réalisation, le doigt 100 est maintenu mécaniquement par le bloc plastique 300, qui ne transmet aucun effort mécanique sur le substrat 210. En particulier, le maintien de la borne 100 contre un effort de rotation est supporté par le bloc 300, sans sollicitation du substrat. Le doigt ou borne 100, qui est ici constitué par une vis standard, peut également présenter une tige sans pas de vis. Le connecteur complémentaire est alors typiquement une cosse, une douille ou un autre élément de connexion à emmanchement. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le doigt 100 est entouré par une entretoise tubulaire 500 qui s'étend dans le bloc plastique 300 jusqu'à venir en appui contre la lame 400. L'entretoise s'étend également hors du bloc, autour d'une portion de la tige du doigt 100. L'entretoise 500 ici coulissée sur le doigt, peut également être vissée sur celui-ci. L'entretoise 500 peut également être constituée par une douille, venue de matière avec la lame 400. L'appui de la cosse complémentaire peut également prendre place par l'intermédiaire d'une entretoise venant de cette cosse elle-même. La présente entretoise 500 peut être mise en place avant le moulage de sorte que le plastique vient l'épouser au moulage ou être mise en place après moulage, son logement ayant été réservé. Dans le cas o l'entretoise 500 est libre de coulisser sur le doigt 100, un connecteur à vissage est engagé à l'extrémité libre du doigt 100 et vient appuyer sur l'entretoise pour la mettre en appui contre la lame 400. La lame 400 est alors à son tour mise en appui contre la tête 110 du doigt 100. Pour réaliser les assemblages précédemment décrits, le doigt 100 est introduit dans la lame 400 puis le bloc de matière plastique 300 est coulé sur le doigt et la lame. Sur la figure 6, le doigt 100 constitue également un rivet traversant la lame 400, ce rivetage suffisant à maintenir le doigt contre une rotation de ce dernier. Le doigt 100 peut également être fixé sur la lame 400 par emmanchement. Dans ce cas, I'effet anti-rotation du doigt est réalisé par l'emmanchement de ce doigt dans la lame 400. Il peut également être emmanché dans le bloc plastique 300. Dans la variante de la figure 6, la lame 400 est repliée sur elle-même et le doigt traverse simultanément ces deux plis. En outre, le bloc plastique 300 épouse ici la lame 400 sans entrer au contact du doigt 100. Pour cela, la lame 400 est noyée dans le plastique avec une réservation cylindrique non représentée ici, qui est placée dans le prolongement de l'orifice 410 de la lame avant coulage de la matière plastique, puis retirée après durcissement du plastique. On obtient ainsi une réservation 340 de diamètre légèrement supérieur à celui de l'orifice. Le doigt 100 est ensuite mis en place dans cette réservation 340, séparé des parois internes de cette réservation formant canal par un espace. Le doigt 100 qui forme également un rivet, se présente sous la forme d'une tige dont la tête 110 est mise en butée inférieure contre la lame 400. Le doigt 100 est emmanché dans la lame 400 par le dessous, c'est à dire introduit dans cette lame par l'extrémité de connexion du doigt 100. Le doigt 100 est donc introduit dans l'orifice 410 par sa face inférieure, et reçoit ensuite un anneau de rivetage 120 par son extrémité libre. Cet anneau 120 vient ensuite en appui sur les bordures supérieures de la lame 400. Il est également possible de prévoir un doigt 100 qui ait un épaulement tourné vers le bas et qui soit riveté par le dessous. L'anneau de rivetage 120 forme ici un épaulement tourné vers l'extrémité libre du doigt 100, épaulement qui dépasse au-dessus du bloc 300. Dans ce mode de réalisation, on choisit le doigt 100 dans une dernière étape de montage, ce qui permet l'assemblage de la lame 400 et du bloc 300 avant d'avoir à choisir le doigt 100. Dans le mode de réalisation des figures 8 et 9, la lame 400 présente, là encore, deux plis ramenés l'un contre l'autre et traversés par le doigt 100. Le doigt 100 présente, là encore, une tête dont la face supérieure vient en butée contre l'un des plis de la lame. En outre, la tête du doigt 100 est là encore une tête 110 à périphérie non cylindrique, ici hexagonale. Pour bloquer cette tête 110 en rotation, la lame 400 forme deux ailes repliées contre la tête hexagonale s'étendant depuis la zone centrale de la lame 400 qui est traversée par le doigt, Plus précisément, la lame 400 présente en vue de côté par rapport au doigt 100, une partie en U renversé, dont les barres verticales encadrent de manière complémentaire la tête du doigt 100, et dont le fond du U est traversé par la partie courante du doigt. Cette lame 400 présente initialement la forme d'une croix plane ayant une zone centrale et quatre branches sous forme d'ailes planes. Une première aile est repliée sur la zone centrale de la croix pour doubler l'épaisseur de cette zone centrale vers le dessus de la lame, et former ainsi une partie renforcée de réception du doigt 100. Parmi les trois branches restantes, deux branches latérales diamétralement opposées sont pliées l'une vers l'autre pour former les branches du U précédemment décrit. Ces deux branches, après leur partie destinée à border la tête, s'étendent ensuite de manière sensiblement radiale au doigt 100. La quatrième branche de la lame 400 reste, elle, dans le prolongement de la zone centrale, pour former une surface de contact électrique. La lame 400 est d'abord mise en forme, puis reçoit le doigt 100. Une fois le doigt placé, le bloc 300 est coulé sur l'ensemble. Le bloc 300 entoure totalement les deux branches qui bordent la tête de la lame 400 pour assurer le maintien anti-rotation de ces branches. Le bloc 300 ne recouvre pas la totalité de la longueur de la quatrième branche, qui est reliée par la suite au circuit 200. La branche formant repli supérieur sur le centre de la lame 400 présente sa face supérieure découverte vers l'extrémité libre du doigt 100. La matière plastique du bloc 300 vient pour cela affleurer cette face supérieure sans la recouvrir au moment du coulage. Le repli supérieur forme ainsi une surélévation locale de la lame, qui reste découverte autour de la périphérie du doigt 100. 2811 144 Cette surface de contact est apte à recevoir un connecteur complémentaire engagé sur le doigt 100. Ainsi, le contact électrique de ce connecteur est réalisé directement sur la lame 400. Comme on le voit sur la figure 9, le surmoulage plastique présente en outre une réservation 360 en regard de la face inférieure de la tête 110 du doigt 100, permettant la circulation et l'extraction du doigt 100 dans et hors du bloc 300 après le moulage. Dans la variante de la figure 10, la tête du doigt 100 est cette fois surmoulée. La lame 400 présente une même géométrie en U qui encadre de manière complémentaire la tête 110 du doigt 100. Toutefois la lame ne présente pas un tel repli central. Le bloc 300 s'étend au-dessus de la zone centrale de la lame 400. Dans la variante de la figure 10, il n'est donc plus nécessaire de veiller au matage du plastique, contrairement aux autres surmoulages de la tête du doigt qui sont adoptés dans le cas des figures 1 à 5. Dans ce mode de réalisation, le doigt 100 est muni d'une entretoise circonférentielle 500 qui le borde dans et hors du bloc 300, cette entretoise s'étendant de la lame 400 jusqu'à faire saillie hors du bloc 300 avec le doigt 100. Dans la variante des figures 8, 9 et 10, on prévoit également des aménagements de retenue sur la tête du doigt, aptes à coopérer avec des aménagements complémentaires de la lame 400. Ces aménagements, par exemple préférentiellement des éléments d'encliquetage (clips) maintiennent la tête du doigt pendant le moulage du plastique. Ces assemblages réalisent avantageusement l'interface entre le circuit électronique 200 et un réseau extérieur à l'équipement électrique tournant. Ces assemblages sont également adaptés pour la connexion entre le circuit électronique 200 et une autre partie du même équipement tournant. Le doigt 100 forme ainsi une borne qui peut être une borne positive, négative ou une borne de phase pour alternateur, par exemple dans le cas d'un module séparé de l'alternateur. 2811 144 REVENDICATIONS 1. Module de liaison électrique de machine électrique tournante, comprenant un circuit électronique (200), un support (210) de ce circuit électronique, ainsi qu'un doigt de branchement (100) relié électriquement au circuit (200), caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble complémentaire (30u, 400) distinct du support (210) et du doigt (100), qui forme à la fois ensemble de maintien mécanique du doigt (100) et liaison électrique entre le doigt (100) et le circuit (200). 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doigt (100) inclut une partie à périphérie non circulaire (110) et en ce que ledit ensemble complémentaire (300, 400) comprend des moyens pour enserrer cette partie à périphérie non circulaire (110). 3. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble complémentaire (300, 400) inclut une lame métallique (400) placée contre le doigt (100) et une partie en matière plastique (300), coulée sur la lame (400) et le doigt (100), la partie en matière plastique laissant découverte une partie du doigt (100). 4. Module selon les revendications 2 et 3 en combinaison, caractérisé en ce que les moyens pour enserrer la partie à périphérie non circulaire (110) incluent la partie en matière plastique (300). 5. Module selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens en matière plastique (300) qui enserrent la partie non cylindrique (110) du doigt (100) sont coulés sur cette partie. 6. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble complémentaire (300, 400) inclut une lame conductrice (400) munie d'un trou traversant (410), le doigt (100) comporte un épaulement externe, et le doigt traverse le trou (410), en appui par son épaulement contre les bordures du trou (410). 7. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour enserrer la partie à périphérie non circulaire (110) incluent une lame métallique (400) munie d'un orifice traversant (410) dans lequel est placé le 2811 144 doigt (100), la lame (400) présentant au moins un repli en bordure du trou (410) qui vient en appui contre la partie a périphérie non circulaire (110) du doigt (100). 8. Module selon les revendications 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la lame (400) présente deux flancs repliés sur eux-mêmes et présente un orifice (410) traversant ces deux flancs, dans lequel est placé le doigt (100). 9. Module selon la revendication 8 en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la partie en matière plastique (300) s'étend autour de la lame (400), en laissant découverte une surface extérieure d'un des deux plis de la lame (400) en regard d'une partie du doigt (100) qui s'étend en saillie de l'ensemble complémentaire (300, 400) . 10. Module selon les revendications 3, 7 et 8 en combinaison, ou selon les revendications 3, 7, 8 et 9 en combinaison, caractérisé en ce que la lame (400) forme quatre branches dont trois s'étendent en éloignement d'une partie centrale de la lame (400), et une est repliée contre une zone centrale de la lame (400), la branche repliée et la zone centrale de la lame (400) étant traversées par le doigt (100), deux lames en éloignement présentant une partie en repli contre une portion périphérique non circulaire (110) du doigt (100), ainsi qu'une partie s'étendant au-delà de ce repli en éloignement de la zone centrale, la matière plastique coulée laissant découverte la troisième dite branche en éloignement de la lame (400). 11. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble complémentaire (300, 400) inclut une lame (400) munie d'un orifice (410) dans lequel est placé le doigt (100), et en ce que le doigt (100) est fixé sur la lame par un anneau de rivetage (120) entourant le doigt (100). 12. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le doigt (100) est destiné à constituer une borne parmi les bornes positive, négative ou de phase d'un alternateur de véhicule automobile. 13. Alternateur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il inclut un module de liaison électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Alterno-démarreur de véhicule automobile, caractérisé en oe qu'il inclut un module de liaison électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.