EP1934466B1

EP1934466B1 - Dispositif de raccordement d'un connecteur a un solenoide de pilotage d'un injecteur

Info

Publication number: EP1934466B1
Application number: EP06808133A
Authority: EP
Inventors: Gérard Desaint; Jean-Louis Magnaval; Pascal Audineau
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: ATE503107T1; DE602006020894D1; FR2890793A1; US20090156063A1; FR2890793B1; WO2007031652A1; EP1934466A1; US7744401B2

Description

La présente invention a trait à un dispositif de raccordement d'un connecteur mécanique, hydraulique et électrique équipant un injecteur de carburant de moteur thermique à l'électroaimant de l'injecteur. Ce connecteur est en fait prévu pour être fixé au corps entourant ledit électroaimant.
La triple fonction du connecteur lui impose un mode de fixation au dit corps qui respecte les contraintes et caractéristiques liées à chacune des fonctions et leur permet de cohabiter. Ainsi, la partie supérieure de l'injecteur que constitue leur assemblage doit permettre une mise en retour hydraulique du fluide de pilotage de l'injecteur. La connexion mécanique doit dès lors garantir l'étanchéité de la chambre hydraulique interne créée par ledit assemblage à cet effet. Cette connexion doit de surcroît assurer l'établissement d'une liaison électrique entre d'une part les bornes de raccordement du connecteur à une unité électronique de commande et d'autre part le solénoïde de l'électroaimant pilotant l'injecteur.
Pour réaliser cette liaison électrique, dans les injecteurs actuels, une soudure de contact est effectuée entre des broches rigides équipant les extrémités du fil du solénoïde et lesdites bornes du connecteur. Ces broches dépassent de la carcasse de la bobine en direction des bornes du connecteur, dont les extrémités internes sont elles-mêmes orientées en direction des broches. L'opération de soudage complique cependant manifestement l'assemblage de la partie haute de l'injecteur, avec une incidence économique évidemment défavorable. US 6,299,079 B1 décrit une connection mécanique, hydraulique et électrique sans soudure.
Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de raccordement du connecteur au corps de l'électroaimant réalisant automatiquement la connexion électrique du connecteur et du solénoïde pendant leur connexion mécanique.
À cet effet, les deux bornes électriques du connecteur sont munies chacune d'une broche prévue pour qu'au cours de l'assemblage du connecteur au corps, chaque broche coopère avec des moyens de guidage au contact d'une portion d'extrémité du fil du solénoïde, l'opération d'assemblage conduisant à arracher l'isolant en au moins un endroit de ladite portion d'extrémité en vue d'établir une connexion électrique entre chaque borne et le solénoïde.
En d'autres termes, la configuration est prévue telle que pendant l'assemblage, les trajets respectifs de chaque broche et des portions d'extrémité du fil interfèrent. Leur positionnement relatif doit donc être assez précis, car l'interaction doit être maîtrisée de manière que seul l'isolant soit enlevé pour assurer la mise en contact de la borne et du fil. La configuration mécanique des différents composants doit en fait initier la rencontre broches / extrémités du solénoïde, puis les guider au cours de leur déplacement l'un vers l'autre.
Le fait d'enlever l'isolant pendant l'opération de sertissage constitue un avantage déterminant de l'invention, notamment en termes de process industriel, puisque cela supprime la nécessité de réaliser la liaison électrique au préalable, et permet au contraire de réaliser concomitamment les connexions mécanique et électrique.
Selon l'invention, la carcasse dans laquelle est bobiné le solénoïde de l'électroaimant comporte deux excroissances formant support pour les extrémités du fil et orientées selon l'axe de l'assemblage.
Chaque support comporte de plus des moyens de guidage de la broche au contact d'au moins une portion d'extrémité du fil du solénoïde.
Pour que l'objectif d'enlèvement d'isolant à certains endroits sur le fil puisse être tenu, il convient d'une part que les supports soient suffisamment rigides pour empêcher que les portions de fil impliquées ne s'escamotent, et d'autre part que le guidage soit suffisamment précis pour créer une force de contact suffisante pour arracher l'isolant.
Selon une configuration possible, chaque broche présente une forme en fourche à deux branches d'allure parallèle orientées selon l'axe de l'assemblage. Ces branches, en métal conducteur, permettent un débattement élastique qui améliore la viabilité mécanique du système (notamment en favorisant leur insertion dans le système de guidage). Plus précisément; chaque branche peut par exemple prendre la forme d'une demi-flèche dont la section diminue vers son extrémité libre, les branches de la fourche étant de préférence symétriques par rapport à un axe longitudinal médian.
Le support comporte quant à lui,un mât central au voisinage de l'extrémité libre duquel le fil du solénoïde est enroulé en plusieurs spires jointives.
L'emploi de plusieurs spires jointives permet de garantir l'établissement de la connexion électrique, en multipliant les points de contact potentiel avec la borne du connecteur. L'utilisation d'une broche à deux branches double encore le nombre de points de contact possibles. Les deux branches de la fourche sont prévues pour s'enficher de part et d'autre du mât central.
Selon une configuration possible, le mât central est alors flanqué de deux ailes latérales dans lesquelles est pratiquée une rainure de guidage des branches de la fourche. Il est à noter que l'extrémité libre du mât peut être bifide.
Les rainures de guidage logent les branches de manière à ce qu'elles restent au contact, avec un frottement non négligeable permettant l'enlèvement de l'isolant, des spires du fil au cours de leur coulissement dans lesdites rainures.
Selon l'invention, chaque support et chaque broche sont de préférence orientés parallèlement à l'axe du solénoïde. Ainsi, les trajets inverses des supports et des bornes sont en l'espèce parallèles à l'axe général de l'injecteur.
Le solénoïde est bobiné dans une carcasse disposée coaxialement au corps de l'injecteur. Selon l'invention, les excroissances formant support dépassent de la carcasse et peuvent être fabriquées d'une seule pièce avec elle.
La nécessité d'un positionnement angulaire relatif précis entre les supports, d'une part, et les bornes, d'autre part, a été évoquée auparavant. Ainsi, selon l'invention, le connecteur et le corps entourant l'électroaimant sont dotés d'un système de détrompage permettant un positionnement et un blocage angulaires de l'un par rapport à l'autre assurant la mise en correspondance au cours de l'assemblage de chaque broche avec un support et le fil qui y est fixé.
De préférence, ledit système de détrompage consiste en une protubérance dépassant du connecteur, orientée parallèlement à l'axe de l'assemblage, et prévue pour coopérer avec une encoche pratiquée dans une pièce polaire de l'électroaimant entourant le solénoïde.
L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :

les figures 1 et 2 montrent des vues en coupe de l'ensemble constitué par le connecteur et le corps de l'éléctroaimant ;
les figures 3 et 4 sont des vues en perspective de ces deux éléments en cours d'assemblage, montrant deux phases distinctes de l'établissement de la connexion électrique ; et
la figure 5 représente un agrandissement des perspectives précédentes, lorsque l'assemblage est achevé.

En référence à la figure 1, le connecteur (1) de l'injecteur est fixé au corps (2) de l'électroaimant, leur assemblage constituant la partie supérieure de l'injecteur. Le connecteur (1) est doté d'une sortie (3) de raccordement électrique permettant la liaison de l'injecteur avec une unité de commande contrôlant électroniquement l'injecteur. Le connecteur (1) comporte des bornes (4) prévues pour coopérer avec un connecteur externe (non représenté) placé à l'extrémité du bus de commande issu de ladite unité. Le retour du carburant en excès dans l'injecteur se fait par une chambre (9) et le conduit (5) formant drain hydraulique. Le corps (2) entoure par ailleurs un solénoïde (6) bobiné autour d'une carcasse (7) et entouré d'une pièce polaire (8) en acier moulé, ces éléments constituant l'électroaimant de l'injecteur. Le solénoïde (6) est coaxial au drain hydraulique (5). La chambre hydraulique (9) permet notamment l'assemblage du clapet de pilotage (non représenté) de l'injecteur au cours du montage de celui-ci. Un écrou (10) entoure le corps (2), permettant la fixation de l'ensemble connecteur / électroaimants au reste de l'injecteur.
La vue de la figure 1 montre en fait les composants principaux de la partie supérieure d'un injecteur, sans entrer dans les détails de la connexion électrique qui font l'objet essentiel de la présente invention. Ceux-ci apparaissent plus précisément dans les figures suivantes. Ainsi, en figure 2, la coupe est effectuée au niveau d'une connexion électrique et, en figure 3, une partie volontairement tronquée de la perspective laisse apparaître, en bordure des cavités intérieures (5, 9), d'une part un support (11) autour duquel est enroulée l'extrémité du fil (12) du solénoïde (6), et d'autre part des branches (13a, 13b) solidaires du connecteur (1) et électriquement reliées aux bornes (4), constituant une broche en fourche (15) (la fourche de connexion (15) est en l'espèce d'une seule pièce avec la borne (4)).
Le même couple support (11) / branches (13a, 13b) existe et apparaît (voir figure 3) à un emplacement diamétralement opposé de la périphérie de l'assemblage. Ces éléments sont disposés sensiblement selon le même axe, parallèles en fait à l'axe de l'assemblage, et ils sont conçus pour se rencontrer au cours de l'opération d'emboîtement par laquelle l'assemblage s'effectue. C'est ce qui est montré en figure 4, qui représente une étape intermédiaire précédant la fin de l'assemblage. Dans cette étape, les branches (13a, 13b) de la fourche (15) sont déjà au contact des spires du fil (12) et du support (11). Ce dernier comporte des rainures (14) latérales permettant de loger partiellement et par conséquent de guider les branches (13a, 13b) de la broche (15). Celles-ci présentent à leur extrémité une forme de demi-flèche qui participe à la fonction de connexion électromécanique en facilitant l'introduction des branches (13a, 13b) dans les rainures (14). Les largeurs respectives des rainures (14) et des branches (13a, 13b) permettent d'assurer le serrage desdites branches (13a, 13b) au contact des spires (12) de façon à ce que le frottement soit suffisant pour arracher l'isolant.
L'élasticité permise par la forme et la matière de la fourche (15) et ses deux branches (13a, 13b) trouve son intérêt en particulier dans cette étape. Pour éviter que les fils ne soient purement et simplement décrochés par des branches (13a et 13b) mal dimensionnées arrivant en sens inverse, il est nécessaire de prévoir des tolérances dimensionnelles larges, éventuellement rattrapées au cours de la connexion parce que les éléments en interaction peuvent se déformer légèrement.
Au fur et à mesure de l'introduction, les branches (13a et 13b) sont ramenées en direction des spires du fil (12), du fait de l'entrée en contact de la pointe latérale de chaque demi-flèche avec la bordure externe de la rainure (14). Le frottement s'accentue, et devient suffisant pour arracher l'isolant La connexion électrique peut s'établir.
En référence à la figure 5, l'assemblage est à présent fini, et les spires du fil (12) et les branches (13a, 13b) se trouvent dans leur position relative définitive, à savoir les spires positionnées pratiquement à la base de la fourche (15). Dans cette position, comme indiqué ci-dessus, les pointes latérales des demi-flèches sont au contact des bordures externes des rainures (14), et les branches (13a, 13b) sont donc parfaitement maintenues en contact sous pression sur les différentes spires du fil (12).
Pour pouvoir garantir le positionnement correct du connecteur (1) par rapport au corps (2) en vue de permettre l'établissement de la liaison électrique, un détrompeur (16) (voir en figure 2) dépassant du connecteur (1) est prévu pour s'adapter dans une encoche (17) correspondante de la pièce polaire (8) (voir en figure 1). Ce système permet d'assurer la co-axialité entre les branches (13a, 13b) de la broche (15) d'une part, et le support (11) et son fil (12) d'autre part. Il permet également d'empêcher la rotation entre le connecteur (1) et le sous-ensemble carcasse (7) / pièce polaire (8). Enfin, cette configuration présente l'avantage de limiter les contraintes mécaniques sur la liaison branches (13a, 13b) / fil (12) de cuivre lors d'une phase de vissage de l'ensemble connecteur (1) / corps du solénoïde (2) sur le corps principal de l'injecteur (non représenté).

Claims

Dispositif de raccordement d'un connecteur (1) mécanique, hydraulique et électrique équipant un injecteur de carburant de moteur thermique à l'électroaimant de pilotage de l'injecteur; ledit connecteur (1) étant fixé à un corps (2) entourant l'électroaimant et comportant deux bornes (4) électriques reliées au solénoïde (6) de l'électroaimant, caractérisé en ce que lesdites bornes (4) électriques sont munies chacune d'une broche (15) prévue pour qu'au cours de l'assemblage du connecteur (1) au corps (2), chaque broche (15) coopère avec des moyens de guidage (11, 14) au contact d'une portion d'extrémité du fil (12) du solénoïde (6), l'opération d'assemblage conduisant à arracher l'isolant en au moins un endroit de ladite portion d'extrémité en vue d'établir une connexion électrique entre chaque borne (4) et le solénoïde (6).
Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la carcasse (7) dans laquelle est bobiné le solénoïde (6) de l'électroaimant comporte deux excroissances formant support (11) pour les extrémités du fil (12) et orientées selon l'axe de l'assemblage.
Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque support (11) comporte des moyens de guidage (14) de la broche (15) au contact d'au moins une portion d'extrémité du fil (12) du solénoïde (6).
Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la broche (15) présente une forme de fourche à deux branches (13a, 13b) d'allure parallèle orientées selon l'axe de l'assemblage.
Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque branche (13a, 13b) prend la forme d'une demi-flèche dont la section diminue vers son extrémité libre, les branches (13a, 13b) de la fourche (15) étant symétriques par rapport à leur axe longitudinal médian.
Dispositif de raccordement selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le support (11) comporte un mât central au voisinage de l'extrémité libre duquel le fil du solénoïde (6) est fixé en faisant plusieurs spires jointives.
Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité libre du mât est bifide.
Dispositif de raccordement selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le mât central est flanqué de deux ailes latérales dans lesquelles est pratiquée une rainure (14) de guidage des branches (13a, 13b) de la fourche (15).
Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que chaque support (11) et chaque broche (15) sont orientés parallèlement à l'axe du solénoïde (6).
Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le ou les excroissances formant support (11) dépassant de la carcasse (7) dans laquelle est bobiné le solénoïde (6) sont d'une seule pièce avec elle.
Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur (1) et le corps (2) entourant l'électroaimant sont dotés d'un système de détrompage permettant un positionnement et un blocage angulaires de l'un par rapport à l'autre assurant la mise en correspondance de chaque broche (15) avec un support (11) et le fil (12) qui y est fixé au cours de l'assemblage.
Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit système de détrompage consiste en une protubérance (16) dépassant du connecteur (1), orientée parallèlement à l'axe de l'assemblage, et prévue pour coopérer avec une encoche (17) pratiquée dans une pièce polaire (8) de l'électroaimant entourant le solénoïde (6).