Brevet FR2251117A1 — publié le 19750606

L'invention concerne un démarreur électrique pour moteurs à combustion interne, comportant un moteur électrique dont l'arbre d'entraînement reçoit un organe d'entraînement cylindrique dispose pour tourner et coulisser longitudinalement de façon limitée sur cet arbre, l'organe d'entraînement étant accouple avec un pignon au moyen d'une roue libre, ce demarreur comportant également un électro-aimant coaxial dont l'armature mobile sert à deplacer l'organe d'entraînement en direction longitudinale et à actionner un contacteur branché dans le circuit du moteur électrique Les démarreurs comportant un électro-aimant coaxial se distinguent en ce qu'ils peuvent etre montés facilement sur Le moteur à combustion interne Ils sont en outre de construction plus compacte que les démarreurs à electro-aimant rapportée Cela n'est pas une considération négligeable si l'on tient compte des prescriptions de plus en plus sévères relatives aux gaz d'échappement En effet, on dispose à proximité immédiate du moteur à combustion interne un nombre toujours plus grand d'installations, par exemple pour l'allumage, l'injection et la post-combustion catalytique des gaz d'échappement, En outre la disposition coaxiale provoque une moindre charge r - thermique de l'e'lectro-aimant On connaît un demarreur électrique pour moteurs à combustion interne dans lequel un relais de démarrage est disposé entre le pignon et le moteur electriquen Ce relais de demarrage sert à engager le pignon dans la couronne dentée du volant du moteur à combustion interne ainsi qu'â actionner un contacteur branché dans le circuit du moteur électrique.Le contact du relais, lié à l'armature mobile, est relié par un câble souple à l'enroulement d'excitation du moteur électrique Un contact fixe du relais est raccordé à une vis qui arrive à la surface du démarreur en traversant un corps isolant en forme de pot et qui sert de borne de connexion pour le câble d'alimentation principal Le corps isolant en forme de-pot est percé sur sa face frontale dans la zone de l'armature à disposition centrale et constitue en même temps un organe de maintien pour l'enroulement d'excitation de l'électro-aimant. Pour obtenir une pression de contact uniforme entre les contacts du relais, le contact mobile du relais repose élastiquement sur l'armature de l'electro-aimant, le ressort correspondanw étant coaxial a l'arbre d'entraînement Un inconvenient de cette disposition provient du câble souple allant du contact mobile du relais à l'enroulement d'excitation du moteur électrique. Si le vehicule eprouve des secousses importantes la liaison entre le contact mobile du relais et l'enroulement d'excitation risque de se détacher. En outre, la partie cylindrique du corps isolant entre les deux éléments de carter du flasque de palier et le bâti ne permet aucune compensation de temperature.En conséquence, il peut se produire des contraintes thermiques L'invention a donc pour but de créer un démarreur sans cable souple entre un contact de relais et l'enroulement d'excitation du moteur electrique, le corps isolant servant non seulement à guider le câble, mais aussi à recevoir les contact de relais. L'invention concerne à cet effet un démarreur du type ci-dessus caractérise en ce qu'il comporte un corps isolant ayant la forme d'un secteur annulaire à profil en L dont la partie axiale contient des perçages, des équerres de contact étant disposées dans des renfoncements de la partie radiale du corps isolant, un pont de contact étant fixé sur l'armature de I'electro-aimant au moyen d'un support. Comme avantage de cette disposition on peut mentionner pa.rticulierement la faible sensibilité aux secousses car le demarreur ne comporte plus aucun élement librement mobile et les éléments mobiles axialement sont guides sur 1 'arbre d' entraînement L invention sera mieux comprise grâce à la description ci-apres et aux dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un démarreur électrique - la figure 2 est une vue en élévation du corps isolant, - la figure 3 est une vue du corps isolant de la figure 2 dans la direction de la flèche li - la figure 4 est une vue en coupe du corps isolant dans la direction de la flèche II de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe du corps isolant dans la direction de la flèche III de la figure 4, - la figure 6 est une vue du support de l'isolateur du pont de contact, - la figure 7 est une coupe du support de la figure 6 dans la direction- de la flèche IV (la figure 6 et la figure 7 sont dessinées à petite échelle), - la figure 8 est une vue de l'isolateur isolateur du pont de contact, - la figure 9 est une vue de l'isolat-eur du pont de contact de la figure 8 dans la direction de la flèche V, - la figure 10 est une coupe de l'isolateur du pont de contact de la figure 9 dans la direction de la flèche VI, - la figure 11 est une vue en élévation du pont de contact, - la figure 12 représente un second exemple de réalisation du support du pont de contact, - la figure 13 représente un autre exemple de réalisation de l'isolateur du pont de contact avec un support correspondant. Le démarreur représenté à titre d'exemple sur la figure 1 comporte un bâti 20 qui contient un moteur électrique 21 muni d'un pnroulement dgexcitation 22. L'arbre d'entraînement 23 du moteur électrique 21 présente un filetage à pas rapide 24 et est en prise avec un organe d'entraînement 25 par l'intermédiaire de ce filetage à pas rapide 24. Au moyen d'une roue libre 26, cet organe d'entraînement 25 est accouplé avec un pignon 27. Un flasque 30 sert au montage du pignon 27 et abrite dans sa partie cylindrique 31 deux enroulements d'excitation 32, 33 et un électro-aimant comportant un noyau magnétique 34 et une armature 35 coulissant en direction longitudinale. Un ressort de rappel 36 ainsi qu'un ressort d'enclenchement 37 sont disposés entre le noyau magnétique 34, l'armature 35 et l'organe d'entraînement 25 Un corps isolant 50 ayant la forme d'un secteur annulaire a profil en L sert à guider le câble et constitue le siège d'une borne à vis 51. Cette borne est guidée dans une douille entretoise 52 absornant la pression de serrage et réalise par se tête en équerre 53 un assemblage par blocage entre une équerre de contact 54 et une fourchette de connexion 55. Cette fourchette de connexion 55 assure l'amenée du courant à l'enroulement d'excitation 22 du moteur électrique 21. A proximité du côté extérieur de la partie axiale du corps isolant 50, celui-ci comporte deux rainures 56 et 57 destinée à recevoir le bâti 20 et la partie cylindrique 31 du flasque 30. La figure 1 représente également, en coupe, un support 100 pour un isolateur 110 du pont-de contact 120. Le support 100 est assemblé rigidement avec l'armature 35 par la soudure 101. Il est de plus guidé par une vis d'assemblage 102 qui sert à fixer le flasque 30 sur le bâti 20. Un disque de frein 40 et une bague d'étanchéité 41 sont disposés entre le flasque 30 et la face frontale 38 du noyau magnétique 34. Les figures 2 à 5 représentent d'autres détails du corps isolant 50, tandis que les figures 6 et 7 représentent d'autres détails-du support 100. Les figures 8 à 10 représentent l'isolateur 110 du pont de contact. Enfin, la figure Il represente le pont de contact 120. La figure 2 représente le corps isolant 50 vu du côté du pignon 27 ou des enroulements d'excitation 32 et 33 de l'électro-aimant. Du côté extérieur de la partie axiale 58 se trouve un voile isolant 59. Deux bossages perforés 60 et 61 ainsi que quatre perçages 62. à 65 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe au-dessous de la rainure 57, les perçages etant symétriques deux à deux par rapport à l'axe. Cette partie radiale 66 du corps isolant 50 comporte une bordure circulaire 67 à l'intérieur de laquelle l'armature 35 coulisse longitudinalement lorsque le corps isolant est monté. La figure 3 représente le corps isolant 50 de la figure 2 vu dans la direction de la flèche I. On voit également sur cette figure les bossages perforés 60 et 61 de la partie radiale 66 ainsi que le voile 59. Deux perçages de grand diamètre 70 et 71 sont disposés symétriquement par rapport à ce voile 59 pour recevoir la vis de blocage 51 et un câble d'alimentation principal. Il est prévu deux autres perçages 72 et 73 qui sont également symétriques par rapport au voile isolant 59 et qui servent a guider les câbles pour les enroulements d'excitation 32, 33 et pour shunter une résistance de tête de l'installation d'allumage. Chacun des perçages 70 et 71 comporte un logement 74, 75 prévu pour une rondelle. De façon similaire, les perçages de petit diamètre 72, 73 comportent des surfaces d'appui 76 des deux côtés de chaque perçage pour assurer une meilleure fixation de chaque câble de raccordement. En outre, les bossages perforés 60 et 61 présentent un chanfrein 77 sur leur pourtour pour assurer un meilleur centrage. La figure 4 est une vue en coupe du corps isolant de la figure 3 dans la direction de la flèche II. A l'extrémité inférieure des perçages 72, 70, 71 et 73 se trouvent des évidements rectangulaires 80 à 83 destinés à recevoir des équerres de contact. L'une de ces équerres est représentée sur la figure 1 et désignée par la référence numérique 54. Les équerres de contact sont également maintenues dans des évidements 84 à 87 de la partie radiale 66 du corps isolant 50. Au moyen de ces évidements 84 à 87 on assure l'isolement entre les diverses équerres de contact montées dans la partie radiale 66 du corps isolant 50.L'isolement dans la partie axiale 58 est assuré par des voiles 88, 89 et 90. Par suite de la courbure de la partie axiale, les évidements rectangulaires 80 et 83 sont situés à une plus grande profondeur que les évidements rectangulaires 81 et 82. En consquence, le voile médian 89 est plus haut que les voiles latéraux 88 et 90. La longueur du voile médian 89 est alors déterminée par l'épaisseur de l'équerre de contact 54 et par la hauteur de la tête de vis 53. En outre, les voiles peuvent constituer une sécurité contre la rotation aussi bien pour la vis de blocage 51 que pour es autres vis de connexion disposées dans les perçages 72, 71 et 73. Cela est vraisen admettant que la vis de blocage se trouve dans le perçage 70. Les perçages 62 à 65 servent de traversées de câbles pour les contacts de connexion. La figure 5 est une vue en coupe du corps isolant 50 suivant la ligne III-III de la figure 4, dans la direction des fleches. Cette figure montre le voile isolant 59, le logement 74 et le perçage 70. On voit en outre les deux rainures 56 et 57, l'évidement rectangulaire 81 ainsi que l'évidement 85. On voit particulièrement bien sur cette coupe un chanfrein 92 qui permet un meilleur passage des câbles aussi bien dans le bossage 60 que dans le bossage 61 La figure 6 représente le support 100 assemblé rigidement avec- l'armature 35. Les deux perçages 103 et 104 servent à assurer la fixation de l'isolateur 110 du pont de contact.Un perçage central' 105 présente au moins le diamètre présenté par l'arbre d'entraînement 23 du moteur électrique 21 muni de l'entraîneur coaxial 25. Ce support 100 est guidé par les deux fentes 106 et 107 sur des vis d'assemblage dont l'une est représentée sur la figure l et désignée par 102. Enfin la figure 7 est une coupe du support de la figure 6 suivant la ligne IV-IV, dans la direction des flèches. On notera que les deux figures 6 et 7 sont dessinées à plus petite échelle que les autres figures. Les figures 8 à 10 représentent l'isolateur 110 du pont de contact. Il présente des perçages lll et 112 pour sa fixation sur le support 100 au moyen des perçages 103 et i04. L'isolateur 110 du pont de contact, réalisé sous forme de secteur annulaire, est symétrique. A l'intérieur de l'anneau correspondant se trouve un évidement 115 avec, en arrière, des supports de ressorts en forme de pots 116 et 117. Pour expliquer le mieux possible le montage du pont de contact 120 représenté sur la figure ll, on considèrera cette figure en combinaison avec la figure 10. Le pont de contact proprement dit comporte un perçage 121, deux surfaces de contact 122 et 123 ainsi que deux pattes 124 et 125. Lorsque le pont de contact 120 et son isolateur 110 sont montés, un noyau élastique 113 traversant le perçage 121 du pont de contact 120 se trouve dans une encoche 114 de l'isolateur. Deux ressorts, insérés dans les supports 116, 117 et non représentés exercent alors une pression contre les pattes 124 et 125 du pont de contact. Le pont de contact 120 est ainsi appliqué élastiquement contre son isolateur et une pressio-n de contact non uniforme sur les surfaces de contact 122 et 123 est compensée par le montage central. Le role du pont de contact 120 est de mettre en court-circuit deux équerres de contact reliées aux perçages 70 et 71. On considère que le perçage 71 sert de traversée au câble d'alimentation principal et que le perçage 70 sert de siège à la vis de blocage 51 munie de l'équerre de contact 54 de la figure 1. Dans ces conditions, en cas de mise en courtcircuit par le pont de contact 120, un courant peut aller de la borne du perçage 7i à l'enroulement d'excitation -22 du moteur électrique 21 en passant par le pont de contact 120, l'équerre de contact 54 et la fourchette de connexion 55. Les autres perçages 72 et 73 servent de traversées de câbles vers l'enroulement de relais 33 et pour shunter une résistance de tête de l'installation d'allumage.Cette résistance de tête est branchée dans le circuit de l'installation d'allumage et est shuntée pendant le processus de démarrage pour obtenir une tension d'allumage plus élevée. La sécurité contre la rotation de la vis de blocage 51 est obtenue au moyen d'une saillie spéciale 45 de l'équerre de contact 54. Cela est surtout nécessaire lorsque le corps isolant 50 est en une matière molle et que les voiles 88 à 90 ne peuvent pas opposer une résistance suffisante à la rotation de la vis de blocage 51. Pour absorber la pression de serrage de la vis de blocage il est en outre prévu, dans le perçage 70, une douille entretoise pour la vis de blocage 51. Le démarreur fonctionne comme indiqué ciaprès . L'application d'une tension à l'enroulement d'excitation 32, 33, provoque l'attraction de l'armature 35 et ainsi le coulissement longitudinal du pont de contact 120 maintenu dans l'isolateur 110 au-moyen du support 100. Après le franchissement d'une course à vide 28, le ressort d'enclenchement 37 est mis sous contrainte et déplace l'organe d'entraînement 25 en direction longitudinale vers le côté du pignon. Le ressort d'enclenchement 37 a au moins la longueur nécessaire pour garantir.la mise en contact du pont de contact 120 avec deux équerres de contact du corps isolant 50, même au cas où le pignon 27 ne s'engage pas dans la couronne dentée du volant, non représenté, du moteur à combustion interne.Un courant d'excitation destiné au moteur électrique 21 passe alors par un conducteur du perçage 71 vers une équerre de contact disposée dans l'évidement 86. A partir de là, le courant va, par l'intermédiaire du pont de contact 120, à l'équerre de contact 54 représentée sur la figure 1. Par l'intermédiaire de l'assemblage par blocage entre l'équerre de contact 54 et la fourchette de connexion 55, en passant par la vis de' blocage 51, le courant arrive finalement dans l'enroulement d'excitation 22 du moteur électrique 21.Simultanément, l'enroulement d'excitation 33 de llélectrovaimant est mis en court-circuit au moyen d'une liaison conductrice passant dans le bossage perforé 60, de telle sorte que l'enroulement d'excitation 32 agit seul en tant qutenroule- ment de maintien pour maintenir le noyau magnétique 35 à l'état attiré. Lorsque le pignon 27 repose dent sur dent sur la couronne dentée du volant, le ressort d'enclenchement 37 atteint sa contrainte maximale et assure l'engagement du pignon même pour une très faible rotation de l'arbre d'entraînement 23.Le moteur électrique 21 peut alors mettre le moteur à combustion interne en route par l-'intermédiaire de la liaison mécanique entre le pignon 27 et le volant Le montage central du pont de contact 120 dans l'isolateur l10 au moyen de la tige élastique 113 permet une bonne liaison conductrice entre le pont de contact et équerre de contact, même en cas d'usure inégale par brûlage des zones de contact La pression de contact nécessaire est assurée par les ressorts se trouvant entre les supports 116, 117 de l'isolateur 110 du pont de contact et les pattes 124, 125 de ce pont de contact 120 La course à vide 28, déjà mentionnée, signifie qu' il y a un certain jeu dans le déplacement longitudinal de l'armature 35 sans qu'unie action soit exercée sur le ressort d'enclenchement 37. La course à vide a pour but, lors de la mise hors circuit du démarreur, même si le pignon 27 ne sort pas de la couronne dentée que le ressort de rappel déplace d'abord l'armature vers la position initiale, de la valeur de la course à vide Le pont de contact 120 peut ainsi se séparer des équerres de contact. Le pont de contact 120 n'assure plus alors aucune liaison conductrice entre les deux équerres de contact se trouvant dans les évidements 85 et 86 du corps isolant 50 e En conséquence, le circuit de ltenrouîement d'excitation 22 du moteur électrique 21 est coupé.Normalement, le ressort de rappel deplace ensuite davantage l'armature 35 en direction de la position initiale Le pignon est alors amené dans sa position initiale par l'intermédiaire du support 100 et de l'organe d'entraînement 25. Ensuite, le ressort de rappel 36 maintient l'armature 35 dans sa position initiale. Lorsque le pignon 27 et l'organe d'entrainement 25 sont revenus dans leur position initiale, le disque de frein 40 agit, Si la rotation continue, sur la roue libre 26 et freine ainsi le mouvement de rotation. En ce qui concerne l'isolateur 110 du pont de contact90et le support 100, on a trouvé diverses variantes. Par sa nature, la matière isolante de ltisolateur du pont de contact ne conduit la chaleur que de façon limitée. Pour évacuer de l'isolateur la chaleur dégagée par le passage du courant dans le pont de contact 120, on se sert d'un support métallique assemblé avec l'armature 35 par la soudure 101o Suivant le calibre du demarreur et le courant qui en résulte, on dimensionne le support métallique 100 en fonction de la quantité de chaleur à évacuer. Deux autres modes de fixation du pont de contact 120 sur l'armature 35 au- moyens d'un support sont représentés sur les figures 12 et 13. La figure 12 représente le pont de contact 120 dans un support de pont de contact îÔ en métal. Celui-ci est réalisé en tant que saillie en forme de U sur un anneau métallique 151. Le support 150 est fixé sur un isolateur 155. L'isolateur 155 est lui-même monté élasti quement par rapport à un anneau de retenue 156 soudé sur l'ar- mature 35. Avec cette réalisation on obtient une grande capacité thermique dans la zone du pont de contact 120 en raison du pourcentage élevé de métal. La charge thermique du pont de contact peut ainsi être maintenue dans des limites déterminées. Une autre forme de réalisation est représentée sur la figure 13. Dans ce cas le pont de contact 120 repose dans une partie isolante 160. Sa forme de base est circulaire, il est également maintenu élastiquement vis-à-vis d'un support 156 et peut être façonné conformément au support 156 de la figure 12. Les ponts de montage 120 sont à montage central aussi bien dans le cas de la figure 12 que dans le cas de la figure 13. Les ressorts 152, 161 procurent la pression de contact nécessaire. Dans le cas de la figure 12 et dans le cas de la figure 13, les supports 156 sont guidés sur des vis d'assemblage 102 qui sont disposées de préférence suivant un angle de 90 degrés par rapport à l'axe de symétrie du corps isolant 50. Les caractéristiques principales de la présente invention sont ainsi constitu;ees par la construction symétrique et l'absence de conducteurs électriques de liaison souples. En outre, on mentionnera, particulièrement dans le cas de la disposition suivant la figure 12, les bonnes conditions d'évacuation de la chaleur du pont de contact 120, ce qui-permet d'avoir un courant très élevé dans ce pont de contact. La disposition coaxiale ou le guidage coaxial des parties mobiles du démarreur conduisent en outre à une faible sensibilité aux secousses. Ces deux caractéristiques de charge thermique élevée et de faible sensibilité aux secousses permettent un nombre de manoeuvres élevé et par suite une longue durée de vie. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation sans pour celà sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Démarreur électrique pour moteurs à combustion interne, comportant un moteur électrique dont l'arbre d'entralnement reçoit un organe d'entraînement cylindrique disposé pour tourner et coulisser longitudinalement de façon iimitée sur cet arbre, l'organe d'entraînement étant accouplé avec un pignon au moyen d'une roue libre, ce démarreur comportant également un électro-aimant coaxial dont l'armature mobile sert à déplacer l'organe d'entraînement en direction longitudinale et à actionner un contacteur branché dans le circuit du moteur électrique, démarreur caractérisé en ce qutil comporte un corps isolant (50j ayant la forme d'un secteur annulaire à profil en L dont la partie axiale (58) contient des perçages (72, 70, 71t 73), des équerres de contact (54) étant disposées dans des évidements (85, 86) de la partie radiale (66) du corps isolant (se), un pont de contact (120) étant fixé sur l'armature (35) de l'électro-aimant au moyen d'un support (100, 150). 2.- Démarreur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une vis de blocage (51) est disposée dans un perçage (70, 71), la tête (53) de cette vis formant un assemblage par blocage entre une équerre de contact (5g et une fourchette de connexion (55). 3.- Démarreur électrique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce quelea tête (53) de la vis est polygonale et est disposée entre des voiles (88, 89, 90) de la face inferieure de la partie axiale (58) du corpsisolant -(50). 4.- Démarreur électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la vis de blocage (51) est guidée dans une douille entretoise (52). 5.- Démarreur électrique suivant la revendication ls caractérisé en ce qu'une rainure (56, 57) est réalisée dans chaque face frontale de la partie axiale (58) du corps isolant (50), ces rainures étant destinées là recevoir le bâti (20) du moteur électrique (21) et la partie cylindrique (31) du flasque (30) entourant l'électro-aimant. 6.- Démarreur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fourchette de connexion (55) est en liaison électriquement conductrice avec un enroulement d'excitation (22) du moteur électrique , 7.- Démarreur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'équerre de contact (54) qui est en liaison avec le moteur électrique (21) au moyen de l'assemblage par blocage présente une saillie (45) pour garantir la vis de blocage (51) contre la rotation. 80- Démarreur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie radiale (66) du corps isolant (50) comporte, sur sa face frontale, des bossages perforés (60 et 61) 9.- Démarreur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pont de contact'(120) est monté par sa partie centrale. 10.- Démarreur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 9, caractérisé en ce que le pont de contact (120) à montage central est guidé élastiquement de chaque côté dans un isolateur de pont de contact (110), cet isolateur étant fixé sur le support (100). 11.- Démarreur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 9, caractérise en ce qu'un isolateur de pont de contact (160) qui supporte rigidement le pont de contact (120) est monté élastiquement vis-à-vis d'un support (i56). 12.- Démarreur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 9 à 11, caractérisé en ce que le support (100, 156) est réalisé en une matière bonne conductrice de la chaleur. 13.- Démarreur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le pont de contact (120) est monté dans un support de pont de contact (150) fixé sur un anneau métallique circulaire (in1), cet anneau métallique (151).étant relié à un support (vis6) par l'intermédiaire d'un isolateur (155) et d'au moins un ressort (152),-ce support étant assemblé rigidement avec l'armature (35)...42