Brevet FR2632685A1 — publié le 19891215

La présente invention concerne une installation de démarrage pour moteur à combustion interne comprenant notamment un démarreur à contacteur électromagnétique dont le noyau plongeur est relié à un boîtier à fourche pivotant du démarreur, assurant la mise en place du pignon du lanceur dudit démarreur avec la couronne dentée du moteur à combustion interne. Dans ce genre d'installation, du fait que la liaison entre la batterie de démarrage et le circuit électrique du démarreur ne s'effectue pas dès la mise sous tension du contacteur électromagnétique, le démarreur non alimenté n'entraîne pas en rotation le pignon du lanceur. Un ressort travaillant à la compression ou à l'extension suivant son emplacement, permet par son action, dans le cas o une dent du pignon vient buter dans une dent de la couronne dentée du moteur à combustion interne, de relier la batterie de démarrage au circuit électrique du moteur du démarreur afin de provoquer la rotation de celui-ci et conséquemment la pénétration du pignon dans la couronne par la détente du ressort d'engrènement, qui est indispensable pour une pénétration correcte dudit pignon dans ladite couronne. Ces ressorts puissants conditionnent le dimensionnement des contacts électromagnétiques et des démarreurs. En outre, afin de réduire leur consommation, ces contacteurs comportent, de façon connue, deux enroulements, l'un, dit "d'appel", à fort courant, qui est court-circuité dès l'établissement de la liaison directe de la batterie de démarrage avec le circuit électrique d'alimentation du moteur du démarreur, l'autre de faible courant, et dit "de maintien", mis hors tension par l'interrupteur de commande de démarrage. Le levier à fourché qui actionne le pignon du lanceur est lié au noyau. plongeur du contacteur électromagnétique par l'intermédiaire du ressort d'engrènement. Dès la mise sous tension du circuit de démarrage par l'interrupteur de commande, la réaction d'inertie du lanceur s'oppose à l'effort brutal d'attraction magnétique produit par les deux enroulements "d'appel" et de "maintien", qui s'additionnent, sur le noyau plongeur qui subit ainsi une accélération brutale dès que le noyau plongeur se déplace pour rattraper les jeux fonctionnels inhérents à un bon fonctionnement du démarreur. Dans le cas o le ressort d'engrènement est disposé dans le contacteur électromagnétique, ledit ressort se comprime et il en résulte une désynchronisation entre le mouvement du noyau plongeur et le mouvement du pignon du lanceur. Il arrive ainsi que, dans certaines conditions, les contacts de puissance d'alimentation du moteur du démarreur se ferment avant que le pignon soit entré dans la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. La mise en rotation prématurée du pignon aboutit généralement à ce que les dents du pignon viennent buter contre les dents de la couronne dentée de démarrage et provoque, si le défaut est répété, la détérioration des dents de ces deux organes et, faisant suite, la destruction du système de démarrage. La présente invention a pour but de pallier les défauts énoncés ci-dessus en réduisant la force d'attraction du noyau plongeur tant que le pignon du lanceur n'arrive pas au voisinage de la couronne dentée dans laquelle il doit pénétrer, de façon à ce que l'effort d'inertie reste inférieur à la précontrainte du ressort d'engrènement. On aboutit ainsi à une parfaite synchronisation entre le noyau plongeur et le pignon du lanceur. La présente invention concerne, à cet effet, une installation de démarrage pour moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant notamment un démarreur électrique comportant un moteur électrique et un contacteur électromagnétique constitué d'un noyau plongeur qui, reliés à une des extrémités d'un levier à fourche pivotant disposé à l'intérieur du démarreur pour assurer la mise en prise du pignon lanceur avec la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne, sollicite une tige porte-contact de puissance pour fermer le circuit électrique d'alimentation du moteur de démarreur, et- deux enroulements dont l'attraction magnétique provoque le déplacement du noyau plongeur, enroulements dont l'un dit "d'appel", à fort courant, est court-circuité dès l'établissement de la liaison directe de la batterie de démarrage avec le circuit électrique d'alimentation du moteur du démarreur, l'autre, de faible courant, et dit "de maintien", n'étant mis hors tension que par l'interrupteur de commande de démarrage, caractérisée en ce que les enroulements "d'appel" et "de maintien" du contacteur électromagnétique solénoïdal sont alimentés au travers d'une résistance ballast pendant la phase de démarrage correspondant au déplacement axial du pignon lanceur jusqu'au moment o il arrive au voisinage, ou peu après, de la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. La résistance ballast, mise en circuit par l'interrupteur de commande de démarrage, est court-circuitée par un contacteur auxiliaire dès que le pignon lanceur arrive au voisinage, ou peu après, de la couronne dentée. La fermeture du contacteur auxiliaire est temporisée par un circuit R.C pendant la phase de démarrage correspondant au moins au déplacement axial du pignon lanceur jusqu'au moment o il arrive au voisinage de la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale représentant un démarreur électrique comportant un contacteur électromagnétique solénoïdal. - La figure 2 représente le schéma électrique d'une installation de démarrage conventionnel. - La figure 3 représente le schéma électrique d'une installation de démarrage conforme à l'invention. - La figure 4 représente le schéma électrique d'une installation de démarrage suivant un autre mode de réalisation. En se rapportant à la figure 1, le contacteur électromagnétique 1 du type solénoidal, conforme à l'invention, est fixé sur le démarreur par l'intermédiaire d'un appendice ouvert 2 prévu sur le flasque support 3 monté sur la carcasse 4 par l'intermédiaire d'un ensemble réducteur 5 supporté par un flasque intermédiaire 6 dans les paliers 7 et 8 o tourillonnent respectivement l'arbre 9 du lanceur 10 et l'arbre 11 sur lequel est disposé rigidement l'induit 12 du démarreur. Le lanceur 10 est constitué d'un manchon de déplacement de pignon 13, monté sur l'arbre 9 de façon à pouvoir effectuer un mouvement de coulissement axial et d'un pignon 14 monté fou sur l'arbre 9 et accouplé à l'extrémité du manchon 13 par l'intermédiaire d'un embrayage à roue libre 15. Pour limiter le mouvement axial du pignon 14, une butée 16 est fixée rigidement sur l'arbre 9. Le contacteur électromagnétique 1 comporte un boîtier fixé sur l'appendice 2 du flasque support avant 3. A l'intérieur du boîtier 20 est disposé un noyau plongeur 2i qui est percé d'un alésage axial, dans lequel est logé un ressort spécial 22 autour d'un axe 23 qui relie élastiquement le noyau plongeur 21 à l'extrémité d'un levier à fourche 17 par l'intermédiaire du ressort d'engrènement 22. Le levier à fourche 17 qui pivote autour d'un axe 18 est relié par son autre extrémité au manchon 13 du lanceur qu'il sollicite dans le mouvement axial dudit lanceur vers la couronne dentée 19 du moteur à combustion interne à démarreur. Un ressort de rappel 24 maintient et rappelle le noyau plongeur 21 dans sa position repos contre l'extrémité du levier à fourche 17, position correspondant à un jeu J subsistant entre le pignon 14 et la couronne dentée 19 en déterminant un jeu J1 entre les moyens d'accrochage de l'axe 23 à l'extrémité du levier à fourche 17. Deux enroulements, l'un dit "d'appel" 25 et l'autre dit "de maintien" 26 sont disposés coaxialement l'un sur l'autre à l'intérieur du boîtier 20 du contacteur de manière à solliciter le noyau plongeur 21 vers le noyau - fixe 27 dudit contacteur. Une tige 28, isolée électriquement du noyau fixe 27 qu'elle traverse librement par une de ses extrémités 28a, porte à proximité de son extrémité 28b un contact de puissance 29. La tige 28 est maintenue dans une position telle, qu'au repos, un jeu J2 subsiste entre le noyau plongeur 21 et l'extrémité 28a de-la tige 28. - - Cette position est déterminée par le contact de puissance 29 qui, en butée contre une rondelle d'ancrage 34 par l'intermédiaire d'un ressort 30, s'appuie également sur la face arrière 31 du noyau fixe 27 dans lequel traverse la tige 28, et dans-un évidement 35 duquel est logé le ressort 30. Le contact de puissance 29 est maintenu, dans sa position d'appui, au repos, sous la pression d'un ressort 32 lui-même en appui dans le fond d'un capot de fermeture 33. Une borne 36 disposée au fond du capot de fermeture -33 et isolée électriquement du boîtier 20 du contacteur 1, assure la liaison directe entre la batterie du véhicule 37 et le circuit d'alimentation du moteur du démarreur par lintermédiaire du contact de puissance 29 et de la borne 38, quand, en fonctionnement, ledit contact vient en fin de course de la tige 28 én appui sur lesdites bornes. Conformément à l'invention, en regard de la figure 3 qui schématise un premier mode de réalisation, une résistance ballast 39 est branchée dans le circuit d'alimentation des enroulements 25 et 26, entre l'interrupteur de démarrage 45 et le point commun de liaison H des enroulements 25 et 26. Un contacteur auxiliaire 40, branché en parallèle sur le circuit d'alimentation des enroulements 25 et 26, aux bornes de la résistance ballast 39, a son enroulement 42 alimenté au travers d'une résistance 41. La fermeture du contacteur auxiliaire 40 est temporisée par un circuit R. C. composé de la résistance 41 et d'un condensateur 43. Dans un démarreur conventionnel (figure 2), dès la mise sous tension du contacteur électromagnétique solénoïdal 1, par l'intermédiaire de l'interrupteur 45 de démarrage, les enroulements d'appel 25 et de maintien 26 sont alimentés et leurs forces d'attraction s'additionnent pour attirer le noyau plongeur 21 qui subit ainsi une accélération brutale en rattrapant tout d'abord les jeux J, J1 et J2, laquelle accélération par la réaction d'inertie du lanceur 10 tend à comprimer le ressort d'engrènement 22 et créant ainsi le défaut exposé au préalable. Le fonctionnement du démarreur, conforme à l'invention et représenté schématiquement sur la figure 3, diffère essentiellement en ce que, dès la mise sous tension du contacteur électromagnétique solénoïdal 1, par l'intermédiaire de l'interrupteur 45 de démarrage, les enroulements d'appel 25 et de maintien 26 sont alimentés par l'intermédiaire de la résistance ballast 39 qui permet, du fait de la chute de tension, d'avoir une force d'attraction réduite sur le noyau plongeur 21, ce qui élimine le défaut de désynchronisation entre le noyau et le lanceur. La fermeture de l'interrupteur 45, alimente simultanément l'enroulement 42 du contacteur auxiliaire 40 et du condensateur 43 par l'intermédiaire de la résistance 41. L'ensemble R.C 41,43 temporise la fermeture du contacteur auxiliaire 40. La tension au poing G passe progressivement de 0 à la tension de la batterie 37 en fonction du temps. Lorsqu'après un temps T, la tension au point G devient égale à la tension de conjonction du contacteur auxiliaire 40, le contact 44 du contacteur auxiliaire 40 se ferme et court-circuite la résistance ballast 39. Il est intéressant de choisir une valeur à la résistance ballast 39 pour que le pignon 14 arrive en dent contre dent sur la couronne dentée 19 (figure 1) ou peu de temps après au moment de la fermeture du contacteur auxiliaire 40. On comprendra donc aussi qu'il y a tout lieu de choisir les valeurs des résistance 41 et condensateur 43 en fonction des caractéristiques du contacteur auxiliaire , de telle sorte que la temporisation T soit voisine ou légèrement supérieure au temps de déplacement du pignon 14 de sa position de repos jusqu'à la couronne 19. Le dispositif de temporisation relativement simple décrit ci-dessus peut être remplacé tout en faisant partie de l'invention par un circuit électronique plus complet avec une constante de temps plus importante, comme représenté sur la figure 4. A la fermeture de l'interrupteur de démarrage 45, un condensateur 46 se charge par l'intermédiaire d'une résistance 47 et de la base d'un transistor 48. Ce courant de charge rend le transistor 48 conducteur; le postntiel du point V est alors voisin de celui de la masse, ce qui a pour effet de bloquer un transistor 49 polarisé par une résistance 50. Une diode 51 (facultative) permet de bloquer plus efficacement le transistor 49 grâce à sa chute de tension qui polarise négativement sa base par rapport à son émetteur. Au fur et à mesure de la charge de temps T du condensateur 46, le courant de base du transistor 48 demeure, jusqu'au blocage dudit transistor 48. Pendant ce temps, le potentiel du point V augmente progressivement, débloque le transistor 49 et fait circuler un courant croissant dans l'enroulement 42 du contacteur auxiliaire dont le contact 44 se ferme dès que ce courant dépasse la valeur de conjonction. L'avantage de tels systèmes qui viennent d'être décrits est de pouvoir se monter directement sur un démarreur standard et un câblage véhicule-.standard. Par ailleurs, le contacteur auxiliaire 40, par sa faible puissance, est un composant économique. REVENDICATIONS 1) Installation de démarrage pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant notamment un démarreur électrique comportant un moteur électrique et un contacteur électromagnétique (1) constitué d'un noyau plongeur (21) qui, relié à une des extrémités d'un levier à fourche pivotant (17) disposé à l'intérieur du démarreur pour assurer la mise en prise du pignon lanceur (14) avec la couronne dentée de démarrage (19) du moteur à combustion interne, sollicite une tige porte-contact de puissance (28) pour fermer le circuit électrique d'alimentation du moteur du démarreur, et deux enroulements dont l'attraction magnétique provoque le déplacement du noyau plongeur, enroulements dont l'un dit "d'appel" (25) à fort courant, est court-circuité dès l'établissement de la liaison directe de la batterie de démarrage avec le circuit électrique d'alimentation du moteur du démarreur, l'autre de faible courant, et dit "de maintien" (26) n'étant mis hors tension que par l'interrupteur de commande de démarrage (45), caractérisée en ce que les enroulements "d'appel" (25) et "de maintien" (26) du contacteur électromagnétique solénoïdal (1) sont alimentés au travers d'une résistance ballast (39) pendant la phase de démarrage correspondant au déplacement axial du pignon lanceur (14) jusqu'au moment o il arrive au voisinage, ou peu après, de la couronne dentée de démarrage (19) du moteur à combustion interne. 2) Installation de démarrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résistance ballast (39), mise en circuit par l'interrupteur de commande de démarrage (45), est court-circuitée par un contacteur auxiliaire (40), dès que le pignon lanceur (14) arrive au voisinage, ou peu après, de la couronne dentée (19) du moteur à combustion interne. 3) Installation de démarrage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fermeture du contacteur auxiliaire (40) est temporisée par un circuit R.C (41,43) pendant la phase de démarrage correspondant au moins au déplacement axial du pignon lanceur (14), jusqu'au moment o il arrive au voisinage de la couronne dentée (19) de démarrage du moteur à combustion interne. 4) Installation de démarrage selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisée en ce que le contacteur auxiliaire (40) est branché en parallèle sur le circuit d'alimentation des enroulements (25,26), aux bornes de la résistance ballast (39). ) Installation de démarrage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fermeture du contacteur auxiliaire (40) est temporisée par un circuit de composants électroniques (46 à 49). 6) Installation de démarrage selon la revendication , caractérisée en ce que le circuit de composants électroniques comprend un condensateur (46) qui se charge par l'intermédiaire d'un premier transistor (48) polarisé par une résistance (47) en série avec le condensateur (46) et d'un second transistor (49) polarisé par une résistance (50), les valeurs desdits composants étant telles qu'à la charge du condensateur (46) de temps T, le transistor (48) se bloque et débloque le transistor (49) qui fait circuler un courant dans l'enroulement (42) du contacteur auxiliaire (40) et, conséquemment, assure la fermeture du contact (44) dudit contacteur (40).