Brevet FR2630273A1 — publié le 19891020

La présente invention concerne un démarreur électrique, notamment de moteur à combustion interne de véhicule automobile. Les démarreurs électriques sont généralement constitués d'un moteur électrique comportant une carcasse métallique tubulaire, à l'intérieur de laquelle est logé un inducteur réalisé à l'aide d'aimants permanents ou d'un circuit magnétique statorique portant un bobinage dans lequel tourillonne un induit constitué d'un arbre sur lequel est disposé un circuit magnétique rotorique portant un bobinage alimenté à l'aide d'un ensemble collecteur-balais, et d'un contacteur électromagnétique solénoïdal qui comporte de manière connue deux enroulements, l'un dit d'appel et l'autre dit de maintien, afin d'actionner et de maintenir en position un noyau plongeur relié à l'extrémité d'un levier à fourche pivotant autour d'un axe du démarreur.L'actionnement du levier à fourche par le noyau plongeur assure la mise en prise d'un pignon lanceur, entraîné par le moteur par l'intermédiaire ou non d'un réducteur de vitesse, avec une couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. De tels démarreurs sont prévus pour fonctionner durant un laps de temps très court, correspondant à une phase de démarrage du moteur à combustion interne et, de plus, un temps généralement long espace les périodes de fonctionnement du démarreur ce qui leur permet-d'être dimensionnés pour une telle fonction, c'est-à-dire qu'ils ne pourraient pas supporter un fonctionnement continu. De plus, le couple moteur demandé est très important surtout pour une machine de cette dimension, ce qui engendre un courant de fonctionnement très fort, parfois de l'ordre de plusieurs centaines d'ampères, requérant un bon refroidissement, ce qui est souvent incompatible avec une machine de faibles dimensions ayant une surface externe, en contact avec l'air ambiant, qui est conséquemment relativement peu importante.Un bon refroidissement est surtout nécessaire lorsque le moteur à combustion interne entraîné par le moteur du démarreur, ne démarre pas, ce qui provoque un temps de fonctionnement continu ou quasiment continu du démarreur électrique, quelquefois durant plusieurs minutes. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un démarreur électrique, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant notamment, un moteur électrique comportant une carcasse tubulaire à l'intérieur de laquelle est logé un inducteur, dans lequel tourillonne un induit dont le bobinage est alimenté par un ensemble collecteur-balais, au travers d'un contacteur électromagnétique solénoïdal comportant au moins un enroulement actionnant un noyau plongeur qui, relié à l'une des extrémités d'un levier à fourche pivotant à l'intérieur du démarreur, assure la mise en prise d'un pignon lanceur avec une couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la liaison électrique de l'ensemble collecteur-balais au contacteur électromagnétique solenoïdal est réalisée en partie par un élément refroidisseur du moteur électrique du démarreur. La description suivante donne, à titre d'exemple, une réalisation de l'invention, au regard des dessins annexés, selon lesquels - la figure 1 représente en coupe un démarreur électrique selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une partie du démarreur électrique - la figure 3 est une vue schématique de côté du démarreur électrique, selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est une vue schématique de côté du démarreur électrique, selon un second mode de réalisation de l'invention - la figure 5 est une vue schématique de côté du démarreur électrique, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, Le démarreur électrique 1 comporte un moteur électrique 2 constitué d'une carcasse métallique 20 réalisée par emboutissage et fixée sur un support 3 constitué d'un flan de tôle, à l'aide de vis 30. Des aimants permanents 21 sont fixés à l'intérieur de la carcasse 20. Un premier palier 22 est fixé dans une ouverture axiale de la carcasse 20, et reçoit l'extrémité d'un arbre 24 d'un rotor 25 constitué d'un paquet de tôles 26 portant un bobinage 27 relié à un collecteur frontal 28. Des balais 29, logés dans un porte-balais 31, frottent sur le collecteur 28 grâce à un ressort 32 qui appuie sur les balais 29. Un capot 4 réalisé en tôle est fixé sur la carcasse 20 à l'aide d'écrous 400 et de colonnettes 410. Le capot 4 protège, de manière étanche, le porte-balais 31 grâce à un joint 42, et à un passe-fil 43. Un contacteur électromagnétique solénoïdal 5 est constitué d'un boîtier 50 fixé sur le support 3 à l'aide de vis 51, et à l'intérieur duquel est disposé un noyau fixe 52 fixé à l'aide d'une plaque à bornes 53 réalisée de matière isolante et comportant deux bornes 62 et 63. Un bobineau de matière isolante 54 est disposé autour du noyau fixe 52 et porte deux enroulements, le premier 55 dit enroulement d'appel, et le second 56 dit enroulement de maintien d'un noyau plongeur 57. Le noyau plongeur 57 est monté coulissant à l'intérieur du bobineau 54 et est relié à une extrémité d'un levier à fourche 58 pivotant à l'intérieur du démarreur 1 autour d'un axe 59, par l'intermédiaire d'un tirant 60 et d'un ressort 61.Un réducteur de vitesse 7 est sollicité par l'arbre 24 du rotor 25 du moteur électrique 2 et entraîne à rotation un second arbre 70 dans lequel est disposé un second palier 23 recevant l'extrémité de l'arbre 24 du moteur électrique 2. Un lanceur 71 est constitué d'un inanchon de déplacement de pignon 72, monté sur l'arbre 70 de façon à pouvoir effectuer un mouvement de coulissement axial lorsqu'il est actionné par le levier à fourche 58 dont l'autre extrémité y est reliée. Un pignon 73 monté fou sur l'arbre 70 est accouplé à l'extrémité du manchon 72 par l'intermédiaire d'un embrayage à roue libre 74. Une butée 75 est fixée rigidement sur l'arbre 70 afin de limiter le mouvement axial du pignon 73. Lorsque l'enroulement d'appel 55 est alimenté, le noyau plongeur 57 est attiré vers le noyau fixe 52 en actionnant le levier à fourche 58. Le moteur 2 n'est pas alimenté et le lanceur 71 coulisse axialement jusqu'à ce que le pignon 73 soit en contact avec une couronne dentée 76 de démarrage du moteur à combustion interne. Le noyau plongeur 57 vient ensuite se coller au noyau fixe 52 permettant à un contact de puissance 64 d'établir un contact électrique entre les bornes 62 et 63 qui sont respectivement reliées à la borne positive de la batterie du véhicule, et au balai positif 29 du moteur électrique 2, par l'intermédiaire d'un fil 65 qui passe au travers du capot 4 par le passe-fil 43. Le contact entre les bornes 62 et 63 permet donc simultanément d'alimenter le moteur électrique 2, permettant au pignon 73 d'engrener la couronne dentée 76 et d'entraîner le moteur à combustion interne, et de couper l'alimentation de l'enroulement d'appel 55, ne laissant alimenté que l'enroulement de maintien 56 qui suffit à maintenir le noyau plongeur 57, collé au noyau fixe 52. A la figure 2, on voit que le capot 4 est fixé sur la carcasse 20 grâce à deux colonnettes 410 et 411 insérées dans des ouvertures pratiquées dans la carcasse 20 du moteur électrique 2 et qui y sont maintenues grâce à des cannelures 412. Des entretoises 413 et 414 sont enfilées sur les colonnettes 410 et 411 et évitent un écrasement du capot 4 lorsque des écrous 400 et 401 sont serrés sur ledit capot 4 pour sa fixation. Un joint périphérique 42, ainsi que le passe-fil 43, assurent l'étanchéité du montage. A la figure 3 représentant schématiquement de côté un démarreur électrique 1, on voit le moteur électrique 2 muni de sa carcasse portant des aimants permanents 21, deux balais 29 et 29a, les deux colonnettes 410 et 411, les écrous 400 et 401 qui fixent le capot 4 sur lequel est disposé le passe-fil 43 ainsi que le contacteur électromagnétique solénoïdal 5 muni de ses deux bornes 62 et 63. La borne 62 du contacteur électromagnétique solénoïdal 5 est connectée directement à la borne positive de la batterie du véhicule, tandis que l'autre borne 63 est connectée au balai positif 29 du moteur électrique 2 par l'intermédiaire d'une cosse 65a et d'un fil 65 passant au travers du capot 4 par le passe-fil 43. Le balai négatif 29a est relié à l'extrémité 66a d'un fil 66, dont l'autre extrémité 66b est soudée sur la face interne du capot métallique 4, celui-ci étant relié à la masse du démarreur électrique 1 par l'intermédiaire de ses colonnettes 410 et 411, comme représenté à la figure 2. Le capot métallique 4 permet donc de dissiper les calories engendrées par le fort courant de fonctionnement du démarreur en réalisant une liaison électrique du démarreur. Un second mode de réalisation de l'invention est représenté à la figure 4 et concerne un démarreur électrique 1 muni d'aimants permanents 21. La borne 63 du contacteur électromagnétique solénoïdal 5 est connectée au capot métallique 4 par du fil 65 et de la cosse 65a, l'extrémité 65b du fil 65 étant soudée sur le capot métallique 4. L'extrémité 67a d'un fil 67 est reliée au balai positif 29, tandis que son autre extrémité 67b est soudée sur la paroi interne du capot métallique 4.Le capot métallique 4 sert donc de conducteur électrique entre la borne 63 du contacteur-5 et entre le balai positif 29 du moteur électrique 2, et permet une bonne dissipation de la chaleur émise lors du fonctionnement dudit moteur électrique 2. I1 est évident que, dans le cas où le capot métallique 4 est à un potentiel autre que le potentiel de la masse, il sera isolé de l'extérieur, par exemple comme dans le cas présent d'une couche de peinture ou de vernis. De même, les colonnettes 410 et 411, les écrous 400 et 401, ainsi que les entretoises seront isolés par rapport au capot métallique 4.Un fil 66 relie le balai négatif 29a à la masse, grâce à l'une de ses extrémités 66a qui est reliée au balai négatif 29a, et son autre extrémité reliée à la colonnette 410 qui est fixée sur la carcasse du moteur électrique 2, et qui est isolée par rapport au capot métallique 4. I1 est évident qu'une telle disposition a l'avantage de procurer une meilleure étanchéité à l'ensemble par suppression du passe-fil 43. Selon un troisième exemple de réalisation de l'invention concernant un démarreur électrique 1 muni d'un moteur électrique 2 présentant un bobinage inducteur 21a, le capot 4 conduit le courant électrique de la borne 63 du contacteur électromagnétique solénoïdal 5 par soudure de l'extrémité 65b du fil 65, jusqu'au bobinage inducteur 21a, dont l'une des extrémités 21b est soudée sur la paroi interne du capot 4, L'autre extrémité 21c du bobinage inducteur 21a est reliée au balai positif 29 par un fil 67, et le balai négatif 29a est relié à la colonnette 410 par l'intermédiaire d'un fil 66, et qui est isolée par rapport au capot métallique 4. Selon une autre variante de l'invention, le capot 4 sera réalisé par moulage de matière plastique chargée de particules conductrices, auquel cas, les particules pourront être judicieusement réparties de manière à ce que la partie périphérique voisine et en contact avec la carcasse 20 soit isolante, c'est-à-dire qu'elle n'enferme pas de particules conductrices, et de même pour les parties voisines en contact avec les colonnettes 410 et 411, dans le cas où le capot 4 se trouve à une polarité différente de la masse. REVENDICATIONS 1) Démarreur électrique, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant notamment, un moteur électrique (2) comportant une carcasse tubulaire (20) à l'intérieur de laquelle est logé un inducteur (21), dans lequel tourillonne un induit (25) dont le bobinage (27) est alimenté par un ensemble collecteur-balais (28, 29, 29a), au travers d'un contacteur électromagnétique solénoïdal (5) comportant au moins un enroulement (55) actionnant un noyau plongeur (57) qui, relié à l'une des extrémités d'un levier à fourche (58) pivotant à l'intérieur du démarreur (1), assure la mise en prise d'un pignon lanceur (73) avec une couronne dentée (76) de démarrage du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la liaison électrique de l'ensemble collecteur-balais (28, 29, 29a) au contacteur électromagnétique solénoïdal (5) est réalisée en partie par un élément refroidisseur (4) du moteur électrique (2) du démarreur (1). 2) Démarreur électrique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément refroidisseur est un capot (4) recouvrant le palier (22), côté collecteur (28), du moteur électrique (2). 3) Démarreur électrique, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capot (4) est réalisé à l'aide d'un flan de tôle conducteur, recouvert d'une pellicule isolante. 4) Démarreur électrique, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capot (4) est réalisé par moulage de matière plastique chargée de particules conductrices. 5) Démarreur électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des colonnettes (410 et 411) de fixation du capot (4) sur la carcasse (20) du moteur électrique (1), établissent un contact électrique entre ledit élément refroidisseur (4) et ladite carcasse (20). 6) Démarreur électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité (66b) du conducteur de connexion (66) du balai négatif (29a) est en contact sur la paroi interne de l'élément refroidisseur (4), et en ce qu'un fil de connexion (65) connecte le contacteur solénoïdal (5) au balai positif (29). 7) Démarreur électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capot (4) est électriquement isolé de la carcasse (20) et des colonnettes (410 et 411). 8) Démarreur électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité (65bu d'un conducteur électrique (65) connecté à la borne (63) du contacteur électromagnétique solénoïdal (5) est en contact sur la paroi externe de l'élément refroidisseur (4). 9) Démarreur électrique, selon la revendication 8, du type à aimants permanents (21), caractérisé en ce que l'extrémité (67k) du conducteur de connexion (67) du balai positif (29) est en contact sur la paroi interne de l'élément refroidisseur (4). 10) Démarreur électrique, selon la revendication 8, du type à inducteur bobiné (21a), caractérisé en ce que l'extrémité (21b) de l'inducteur bobiné (21a) est en contact sur la paroi interne de l'élément refroidisseur (4), et en ce que l'autre extrémité (21c) du bobinage (21a) est reliée au balai positif (29) par l'intermédiaire d'un conducteur (67). 11) Démarreur électrique, selon l'une au moins des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le fil de connexion (66) du balai négatif (29a) est relié à l'une des colonnettes (410 ou 411) isolée par rapport à l'élément refroidisseur (4).