La présente invention porte sur un contacteur électromagnétique de démarreur de véhicule automobile ainsi que sur le démarreur correspondant. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des contacteurs électromagnétiques pour circuit de puissance, notamment pour un moteur électrique d'un démarreur de moteur thermique, en particulier de véhicule automobile.
Selon une conception connue, un contacteur électromagnétique pour un circuit de puissance comporte un contact mobile monté sur une tige de commande. Le contact mobile est destiné à venir en contact avec des têtes de bornes de puissance, agencées dans une chambre de contacts située à l'arrière du contacteur. Ce contacteur est par exemple utilisé pour commander l'actionnement d'un moteur électrique d'un démarreur de moteur à combustion interne.
Plus précisément, un contacteur électromagnétique 1 montré sur les
Une extrémité du noyau mobile 3 est reliée à un levier pivotant (non représenté) qui agit par exemple sur le lanceur du démarreur comme décrit dans le document
L'autre extrémité du noyau mobile 3 est destinée à agir sur une extrémité avant d'une tige 15 de commande par poussée à travers un trou central 16 du noyau fixe 4 dans lequel la partie avant de la tige 15 est montée coulissante.
La tige de commande 15 porte une plaque de contact 21. La plaque de contact 21 s'étend transversalement par rapport à la tige 15 pour coopérer avec deux têtes 23, 24 de bornes 26, 27 électriques d'un circuit électrique de puissance et établir entre elles un contact électrique. L'une des bornes 26, 27 est destinée à être reliée à une borne positive de la batterie, l'autre borne étant destinée à être reliée par l'intermédiaire d'un câble à des balais du moteur électrique de polarité positive.
Les deux bornes 26, 27 sont fixes et portées par un capot 30 en matière électriquement isolante assurant la fermeture de l'arrière de la cuve 6. La fixation du capot 30 est réalisée par rabattement de matière de l'extrémité libre de la cuve 6 sur le capot 30. Les têtes 23, 24 des bornes de puissance sont agencées dans une chambre de contact 41 délimitée par une paroi 40 du capot 30.
La tige 15 porte un ressort 32 axial d'écrasement agencé entre un épaulement 33 de la tige 15 de commande et une face du contact mobile 21. Le contacteur 1 comporte également un ressort 38 de rappel agencé entre le capot 30 et une butée de la tige 15 de commande.
Le noyau 3 mobile est initialement dans une position, dite position de repos, dans laquelle le noyau 3 est éloigné du noyau 4 fixe. Lorsqu'un démarrage du moteur thermique est commandé, la bobine 8 est activée électriquement et crée alors un champ magnétique. Ce champ magnétique permet le déplacement axial du noyau mobile 3 en direction du noyau fixe 4. L'extrémité arrière du noyau mobile 3 entre en contact avec l'extrémité avant de la tige de commande 15 puis déplace axialement la tige 15 à travers le trou 16 en direction de l'arrière du contacteur 1. Le déplacement de la tige 15 a pour effet de comprimer le ressort 38 de rappel jusqu'à ce que le contact mobile 21 entre en contact avec les têtes 23, 24 des bornes 26, 27 électriques. Le contacteur 1 se trouve alors dans une position dite de contact électrique visible sur la
Lors de la mise hors tension de la bobine 8, cette bobine 8 ne crée plus de champ magnétique et le noyau mobile 3 n'est plus attiré vers le noyau fixe 4, ce qui provoque un retour du noyau mobile 3 dans la position de repos via l'action d'un ressort 39 positionné entre la cuve 6 et une extrémité du noyau mobile 3. Le ressort 32 axial d'écrasement puis le ressort 38 de rappel se décomprime, ce qui a pour effet d'éloigner la plaque de contact 21 des têtes de borne 23, 24 pour couper le contact entre les deux bornes de puissance 26 et 27. La plaque de contact 21 se trouve alors en position désactive.
Au cours de sa fabrication ainsi que dans l'environnement moteur, le démarreur est exposé à la présence d'impuretés telles que des salissures, du liquide (eau, liquide de frein) ou de la glace, susceptibles de s'introduire dans la chambre de contacts 41. Cela peut entraîner des problèmes d'isolation entre la plaque de contact 21 et les bornes de puissance 26, 27 lorsque la plaque de contact 21 se trouve en position désactive.
En outre, il n'est possible de valider le fonctionnement de la chambre de contacts 41 qu'après assemblage du support 30 avec la cuve 6. En conséquence, les éventuels dysfonctionnements ne pourront être détectés que tardivement au cours du processus de fabrication. De plus, en cas de problème, il sera nécessaire de démonter le support 30 par rapport à la cuve 6 pour remplacer la chambre de contacts 41, ce qui rend cette opération particulièrement longue à réaliser. "
L'invention vise à remédier efficacement à au moins un de ces inconvénients en proposant un contacteur électromagnétique de démarreur de véhicule automobile comportant au moins deux bornes de puissance, une plaque de contact, et un noyau mobile apte à générer le déplacement de ladite plaque de contact d'une position désactive dans laquelle la plaque de contact coupe le contact entre les deux bornes de puissance à une position active dans laquelle la plaque de contact établit un contact entre les deux bornes de puissance, dans lequel la plaque de contact est en permanence en contact avec une des bornes de puissance dans la position active et dans la position désactive.
Ainsi, en maintenant un contact électrique entre la plaque de contact et une des bornes dans la position désactive et dans la position active, on divise par deux les risques de dysfonctionnement de la chambre de contacts dus aux impuretés susceptibles de s'introduire entre les bornes de puissance et la plaque de contact.
Le noyau mobile est mobile entre une position repos à une position aimantée, dans lequel le noyau mobile génère le déplacement de ladite plaque de contact pour établir le contact entre les deux bornes lorsqu'il passe de sa position repos vers sa position aimantée et en ce que le retour du noyau mobile vers sa position de repos permet à la plaque de contact de couper le contact électrique.
Selon une réalisation, la plaque de contact est réalisée dans un matériau déformable en sorte que lors de son passage de la position désactive à la position active, ladite plaque de contact est apte à entrer en contact avec l'autre borne de puissance suite à une déformation engendrée par un déplacement du noyau mobile, ladite plaque de contact reprenant ensuite sa forme initiale en position désactive.
Un tel mode de réalisation permet d'avoir un contacteur muni d'un nombre de pièce inférieure aux nombres de pièce dans l'art antérieur. En effet, le fait que la plaque de contact soit déformable permet d'enlever le ressort de contact de l'art antérieur permettant de permettre au noyau mobile de finir sa course vers la position finale tout en ayant un contact électrique entre les bornes par le biais de la plaque de contact.
Selon un mode de réalisation, la plaque de contact est en matériaux élastique déformable et est agencé pour permettre de ramener la tige de commande vers la position de repos lorsque le noyau mobile retourne vers la position initiale.
Selon une réalisation, le noyau mobile engendre la déformation de ladite plaque de contact par le biais d'une tige de commande.
Selon une réalisation, ladite plaque de contact est fixée par sertissage à la borne de puissance avec laquelle ladite plaque de contact est en contact dans la position désactive et dans la position active.
Le sertissage permet d'avoir un contact électrique simple et sûr entre cette borne et la plaque de contact.
Selon une réalisation, ladite plaque de contact est montée coulissante par rapport à la borne de puissance avec laquelle ladite plaque est en contact dans la position désactive et dans la position active.
Ce mode de réalisation permet d'avoir une plaque de contact rigide.
Selon une réalisation, un moyen élastique de rappel est positionné entre ladite plaque de contact et ladite borne de puissance de manière à solliciter ladite plaque de contact en position désactive lorsqu'aucun effort n'est appliqué sur ladite plaque de contact. Ce mode de réalisation permet d'une part de revenir à l'état initial par le biais du ressort lorsque le noyau mobile retourne vers sa position de repos.
Selon une réalisation, ladite plaque de contact comporte une pastille destinée à coopérer avec une tête de l'autre borne de puissance lorsque ladite plaque de contact est dans la position active.
Cela permet d'avoir une partie de la plaque qui comprend une matière non déformable pour assurer un bon contact électrique avec la borne en vis à vis.
Selon une réalisation, ladite pastille de ladite plaque de contact et la tête de la borne de puissance comportent des dentures de forme complémentaire.
Cela permet de casser la glace s'il y en a qui s'en ait formé. Selon une réalisation, ladite plaque de contact est configurée pour être en position active avant que le noyau mobile soit en position aimantée.
Par position aimantée on entend la position finale dans laquelle le noyau mobile reste immobile, en générale le noyau est en butée contre un organe, en générale un noyau fixe. Cela permet de s'assurer qu'il y ait un contact électrique lorsque le noyau est en position aimantée.
Selon une réalisation, un capot comporte une paroi délimitant une chambre, dite chambre de contacts, à l'intérieur de laquelle sont positionnées des têtes des deux bornes de puissance ainsi que ladite plaque de contact, une membrane assurant une fermeture étanche de ladite chambre de contacts.
La chambre de contacts ainsi fermée par la membrane contenant la plaque de contact et les bornes de puissance forme un ensemble autonome dont le bon fonctionnement pourra être testé avant sa fixation avec la partie arrière de la cuve, ce qui procure un gain de temps en cas de dysfonctionnement par rapport aux systèmes de l'état de l'art.
En outre, la membrane empêche la pénétration d'impuretés telles que des salissures, du liquide (eau, liquide de frein) ou de la glace, à l'intérieur de la chambre de contacts. On limite ainsi les risques de mauvaise isolation entre la plaque de contact et les bornes de puissance.
Selon une réalisation, la membrane comporte au moins une zone centrale réalisée dans un matériau déformable pour permettre le déplacement de ladite plaque de contact par l'action d'un élément extérieur au capot.
Cela permet de limiter la modification du contacteur de l'art antérieur en permettant au noyau mobile de déplacer la plaque de contact.
Selon une réalisation, la membrane est réalisée entièrement dans un matériau déformable.
Cela permet à l'axe de pousser sur la lame de contact tout en assurant l'étanchéité.
Selon une réalisation, la membrane comporte une première partie rigide fixée sur une extrémité du capot et une deuxième partie destinée à coopérer avec un élément extérieur à la chambre de contacts, ladite deuxième partie étant reliée à ladite première partie par l'intermédiaire d'un élément élastique.
La partie rigide permet sa fixation aisée sur le capot par exemple par soudure aux ultrasons ou tout autre procédé.
Selon une réalisation, ladite plaque de contact est réalisée dans un alliage de cuivre et de béryllium. Cette alliage possède à la fois des propriétés d'élasticités et de conductibilités électriques.
Une telle plaque de contact permet d'avoir des caractéristiques élastiques permettant l'invention.
L'invention a également pour objet le démarreur de véhicule automobile muni d'un contacteur selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
Dans la description qui suit les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre et on utilisera une orientation axiale d'avant en arrière correspondant à une orientation de gauche à droite conformément aux
Les
Ce support 9 et l'extrémité avant de la cuve 6 sont dotés centralement d'un passage pour le noyau mobile 3. La bobine d'appel 81, lorsqu'elle est activée électriquement commande le déplacement axial du noyau mobile 3 en direction du noyau fixe 4. Le noyau mobile 3 passe alors d'une position dite de repos dans laquelle ledit noyau mobile 3 est éloigné du noyau fixe 4 à une position dite aimantée dans laquelle le noyau mobile 3 est en contact avec le noyau fixe 4. La bobine de maintien 82 permet de maintenir le noyau mobile en position aimantée comme cela est expliqué plus en détails ci-après.
Une extrémité avant du noyau mobile 3 est reliée à un levier pivotant (non représenté) qui agit par exemple sur le lanceur du démarreur comme décrit dans le document
La tige 12 et le ressort 10 sont montés à l'intérieur d'une cavité en matière électriquement isolante. L'autre extrémité du noyau mobile 3 est destinée à agir sur une extrémité avant d'une tige de commande 15 par poussée à travers un trou 16 central du noyau fixe 4 dans lequel la partie avant de la tige 15 est montée coulissante. Cette poussée de la tige 15 est effectuée lorsque le noyau mobile 3 passe de la position de repos à la position aimantée.
Comme cela est bien visible sur les
Par ailleurs, deux bornes de puissance 26 et 27 sont fixes et sont portées par un capot 30 en matériau électriquement isolant, Plus précisément, le capot 30 comporte une paroi 40 délimitant une chambre de contacts 41 à l'intérieur de laquelle sont situées les têtes 23, 24 des bornes de puissance et une plaque de contact 21. Une des bornes 26 est destinée à être reliée à la borne positive de la batterie, tandis que l'autre borne 27 est destinée à être reliée au moteur électrique du démarreur comme décrit par exemple dans le document
La membrane 43 assure une fermeture étanche de la chambre de contacts 41. Cette membrane 43 est située du côté ouvert de la chambre 41 débouchant du côté du noyau fixe 4. La membrane 43 comporte au moins une zone centrale 44 réalisée dans un matériau déformable pour permettre le déplacement de la plaque de contact 21 par l'action de la tige de commande 15 via ladite zone centrale 44. En l'occurrence, la zone centrale 44 présente une forme concave coopérant avec l'extrémité de la tige de commande 15. En variante, la membrane 43 est entièrement réalisée dans un matériau déformable. En variante, comme cela est visible sur les
La chambre de contacts 41 ainsi fermée par la membrane 43 contenant la plaque de contact 21 et les bornes de puissance 26, 27 forme un ensemble autonome dont le bon fonctionnement pourra être testé avant sa fixation avec la partie arrière de la cuve 6, ce qui procure un gain de temps en cas de dysfonctionnement par rapport aux systèmes de l'état de l'art précédemment décrits qui ne pouvaient être testés qu'après fixation du capot 30 avec la cuve 6 et qui nécessitaient donc un démontage de la chambre 41 en cas de détection d'un dysfonctionnement. En outre, la membrane 43 empêche la pénétration d'impuretés telles que des salissures, du liquide (eau, liquide de frein) ou de la glace, à l'intérieur de la chambre de contacts 41, ce qui limite les risques de mauvaise isolation entre la plaque de contact 21 et les bornes de puissance 26, 27.
En l'occurrence, une fois que le test vérifiant le bon fonctionnement de la chambre de contacts 41 a été effectué, la fixation de la chambre 41 sur le contacteur 1 est réalisée par rabattement de matière de l'extrémité libre de la cuve 6 sur le capot 30.
Dans le mode de réalisation des
Plus précisément, lors du fonctionnement du contacteur 1, alors que le noyau mobile 3 est initialement en position de repos et que la plaque de contact 21 est en position désactive, le démarrage du moteur thermique est commandé, ce qui active électriquement la bobine d'appel 81. La bobine 81 crée alors un champ magnétique, ce qui génère le déplacement axial du noyau mobile 3 en direction du noyau fixe 4. L'extrémité arrière du noyau mobile 3 entre en contact avec l'extrémité avant de la tige 15 de manière à déplacer la tige 15 de commande à travers le trou 16 central du noyau fixe 4 en direction de la plaque de contact 21 tout en compressant le ressort de rappel 34. L'extrémité de la tige de commande 15 applique alors un effort sur la plaque de contact 21 via la zone centrale 44 de la membrane 43 qui se déforme. La tige 15 applique ainsi indirectement un effort sur la plaque de contact 21 qui va pouvoir se déformer pour établir un contact avec la borne de puissance 27 et passer ainsi en position active. Le contact entre la plaque de contact 21 et les têtes 23, 24 des bornes 26, 27 électriques permet ainsi d'alimenter électriquement le moteur électrique du démarreur. Le contacteur 1 se trouve alors dans la position dite de contact électrique montrée sur la
Le ressort de rappel 34 continue d'être comprimé jusqu'à ce que le noyau mobile 3 entre en contact avec le noyau fixe 4. Le noyau mobile 3 est alors en position aimantée comme cela est montré en
Lors de la mise hors tension de la bobine de maintien 82, cette bobine 82 ne crée plus de champ magnétique et le noyau mobile 3 n'est plus attiré vers le noyau fixe 4, ce qui entraîne un retour du noyau mobile 3 dans la position de repos via l'action du ressort 39. Le ressort de rappel 34 est alors décomprimé en sorte que la tige 15 se déplace axialement vers l'arrière du contacteur 1 jusqu'à ce que l'épaulement 151 entre en contact avec le fond de l'évidement du noyau fixe 4. La plaque de contact 21 qui n'est alors plus contrainte par la tige de commande 15 s'éloigne alors de la borne de puissance 27 de manière à reprendre sa forme initiale en position désactive. La membrane 43 qui n'est également plus contrainte par la tige 15 reprend également sa forme initiale. Alternativement, les bornes de puissance 26, 27 ne sont pas décalées axialement l'une par rapport à l'autre et c'est la plaque de contact 21 elle-même qui établit une liaison avec une des têtes 24 qui est légèrement surélevée par rapport à l'autre tête 23 de contact, comme cela est représenté aux
Les
Lors de l'actionnement du contacteur 1, la tige de commande 15 déplacée par le noyau mobile 3 comme expliqué ci-dessus pourra alors venir en appui sur la plaque de contact 21 via la membrane 43 pour la déplacer en translation vers la deuxième borne de puissance 27 et la faire ainsi passer en position active. Cela a pour effet de comprimer le moyen élastique 55. Le ressort de rappel 34 est également comprimé entre l'épaulement 151 et la rondelle 17. Le contacteur 1 se trouve alors dans la position montrée à la
Lorsque le noyau mobile 3 revient en position de repos suite à la coupure de l'alimentation des bobines 81, 82, le ressort de rappel 34 se décomprime, ce qui a pour effet de faire revenir la tige 15 en position initiale. La tige 15 n'applique alors plus d'effort sur la plaque de contact 21 qui revient en position désactive suite à l'action du moyen élastique 55 qui éloigne la plaque 21 de la borne 27 (cf.
Les
Cette tige de commande 60 porte en outre un deuxième ressort de rappel 62 agencé entre la plaque de contact 21 et une extrémité avant du guide 61. Le ressort 62 est prévu pour maintenir la plaque de contact 21 en appui sur une rondelle 63 formant butée à distance des têtes 23, 24 lorsqu'aucun effort n'est appliqué sur la deuxième tige de commande 60. Du côté de son extrémité arrière, une butée 64 est également prévue pour retenir la tige de commande 60 à l'intérieur du guide 61 lorsque la plaque de contact 21 est en position désactive.
Lors de l'actionnement du contacteur 1, la première tige de commande 15 déplacée par le noyau mobile 3 comme expliqué ci-dessus pourra alors venir en appui via la membrane 43 sur l'extrémité avant de la deuxième tige de commande 60 pour la déplacer vers l'arrière. Cela a pour effet de déplacer la plaque de contact 21 en direction des bornes de puissance 26, 27 jusqu'à ce qu'elle vienne en contact avec les deux bornes de puissance 26, 27 en position active (cf.
Lorsque le noyau mobile 3 revient en position de repos suite à la coupure de l'alimentation de la bobine de maintien 82, le ressort 34 se décomprime ce qui a pour effet de faire revenir la tige 15 en position initiale qui n'exerce plus d'effort axial sur la deuxième tige 60. Le ressort 62 se décomprime également et permet le retour de la plaque de contact 21 dans une position éloignée des deux bornes de puissance 26, 27 (position désactive) tandis que la butée arrière 64 de la deuxième tige 60 revient en appui contre l'extrémité arrière du guide 61, comme cela est illustré à la
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisations décrits précédemment, et elle trouve aussi à s'appliquer pour différentes formes de contacteurs 1 électromagnétiques de puissance. L'homme du métier aura ainsi compris que l'utilisation d'une chambre de contacts 41 fermée de manière étanche est indépendante de l'utilisation d'une plaque de contact 21 présentant toujours un contact avec une des bornes de puissance 26, 27 en position active et désactive de la plaque de contact 21 même si la combinaison de ces deux caractéristiques pourra faciliter la réalisation de la chambre de contacts 41.
Par ailleurs, l'invention s'applique à tous les types de contacteurs 1 pour les moteurs électriques des démarreurs usuels de moteur à combustion interne. Ainsi, le contacteur 1 peut être implanté au-dessus du moteur électrique du démarreur comme dans le document
Le ressort 10 dents contre dents qui est comprimé en cas de non pénétration directe du pignon du lanceur dans la couronne de démarrage est implanté soit dans le contacteur 1 comme aux
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.