Brevet FR2623568A1 — publié le 19890526

i 2623568 La présente invention concerne un démarreur a contacteur électromagnétique pour moteur à combustion interne de véhicule automobile 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 de démarreur, 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 fourche qui actionne le pignon du lanceur est lié au noyau plongeur du contacteur electromagnétique par l'intermédiaire du ressort d'engrènement. Dès la mise sous tension du circuit de démarrage par 2 2623568 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, que 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 déterioration des dents de ces deux organes et, faisant suite, la destruction du système de démarrage. Or, les efforts congugués d'attraction des enroulements d'appel et de maintien ne sont pas nécessaires. En effet, le seul enroulement de maintien est capable de faire avancer le pignon du lanceur à proximité de la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. C'est seulement lorsque le pignon du lanceur arrive dans la position dent contre dent avec la couronne qu'il est indispensable d'alimenter les deux enroulements d'appel et de maintien pour solliciter le ressort d'engrènement. 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 3 2623568 dans laquelle il doit pénétrer, de façon à ce que l'effort d'inertie reste inférieur à la pré-contrainte 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, un démarreur électrique pour moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant un moteur électrique et un contacteur électromagnétique constitué d'un noyau plongeur qui relié 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'alimenation du moteur du démarreur, l'autre, de faible courant, et dit "de maintien" étant mis hors tension que par l'interrupteur de commande de démarrage, caractérisé en ce qu'il comporte un interrupteur auxiliaire, commandé par le déplacement du noyau plongeur qui, par l'intermédiaire de la tige porte-contact de puissance, assure la mise hors circuit de l'enroulement pendant la phase de démarrage correspondant à un déplacement axial du pignon du lanceur jusqu'au moment o il arrive à proximité de la couronne dentée de démarrage du moteur à combustion interne. L'interrupteur auxiliaire est branché dans le circuit d'alimentation du bobinage d'appel et est constitué, d'une part, de deux languettes conductrices portées par un support isolant logé à l'intérieur du contacteur solénoïdal,lesquelles languettes sont aptes à prendre appui et à glisser sur une partie isolante de la tige 4 2623568 porte-contact de puissance lors du déplacement de celle-ci pendant lequel le bobinage d'appel est mis hors-circuit et, d'autre part, d'une bague conductrice portée par la tige et sur laquelle lesdites languettes prennent appui et glissent lors d'un nouveau déplacement de la tige à partir duquel le bobinage d'appel est mis en circuit jusqu'en fin de course de ladite tige. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à tître d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. - La figure 1 est une vue en coupe longitadinale représentant un démarreur électrique comportant un contacteur électromagnétique solénoïdal conforme à un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 représente le shéma électrique d'un démarreur conventionnel. - La figure 3 représente en perspective et à plus grande échelle le porte contact de l'interrupteur auxiliaire conforme à l'invention. - La figure 4 représente en coupe longitudinale partielle et à plus grande échelle la bague collectrice de l'interrupteur auxiliaire fixée sur l'axe coulissant qui porte le contact de puissance d'alimentation du moteur du démarreur. Les figures 5 à 7 représentent schématiquement les différentes étapes de fonctionnement d'un contacteur muni de l'interrupteur auxiliaire conforme à l'invention, lors de l'opération de démarrage d'un moteur à combustion interne. En se rapportant à la figure 1, le contacteur électromagnétique 1 du type solénoïdal, 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 2623568 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 21 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 10 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. 6 2623568 La tige 28 est maintenu dans une position telle, qu'au repos, un jeu J2 subiste 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 un flasque guide 31 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 dans lequel est logé le flasque guide 31. Une borne 36 disposée au fond du capot de fermeture 33 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 l'intermédiaire du contact de puissance 29 et de la borne 38, quand, en fonctionnement, ledit contact vient en fin de course de la tige 28 en appui sur lesdites bornes. Conformément à l'invention le contacteur 1 comporte un interrupteur auxiliaire 44 apte à assurer la mise hors ou en circuit l'enroulement d'appel 25. Pour ce faire, l'interrupteur auxiliaire 44 est constitué par deux languettes élastiques de contact 39 et 40 susceptibles de frotter sur la tige porte-contact de puissance 28 et supportées par un support isolant 41 disposé coaxialement à la tige 28 dans le capot de fermeture 33 (figure 1 et 3). les languettes 39 et 40 sont reliées électriquement en série dans le circuit d'alimentation du bobinage d'appel 25 par l'intermédiaire d'une bague conductrice 42 annexée sur la tige 28 par des moyens connus, tels que des griffes 42a obtenues par repoussent de métal (figure 4). Avantageusement, la tige 28 est obtenue par moulage de - matière plastique avec la bague conductrice 42. Les points de frottement des languettes 39 et 40 sur la tige 28 sont déterminés à une distance J3 de la bague 7 2623568 conductrice 42 légèrement inférieure à D= J+Jl+J2. les figures 5 à 7 schématisent les différentes étapes de fonctionnement d'un contacteur électromagnétique muni de l'interrupteur auxiliaire conforme à l'invention lors de l'opération de démarrage d'un moteur à combustion interne à comparer au schéma électrique d'un démarreur conventionnel représenté sur la figure 2. Dans un démarreur conventionnel, dès la mise sous tension du contacteur électromagnétique, par l'intermédiaire de l'interrupteur du démarreur 43, 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 tend à comprimer le ressort d'engrènement 22 et créant ainsi le défaut exposé au préalable. Le fonctionnement du démarreur représenté sur les figures 5 à 7 diffère essentiellement en ce que, quand on ferme l'interrupteur de démarrage 43 (figure 5), seul l'enroulement de maintien 26 est alimenté car les languettes 39 et 40 frottent directement sur la tige 28 réalisé en matière isolante. Le noyau plongeur 21 est alors attiré vers le noyau fixe 27 par la force d'attraction produite par ledit enroulement 26 et permet de rattraper les jeux J et J1. Pendant cette première phase de démarrage, il n'y a pas de compression du ressort 22 par effet d'inertie en raison de la force d'attraction modérée produite par l'enroulement de maintien 26. Au moment o le pignon 14 arrive dans la position dent - pignon 14 contre la couronne dentée 19 (figure 6), le noyau plongeur 21 a parcouru la distance D- J+Jl+J2. Comme J3 est légèrement inférieur à D, les languettes 39 et 40 sont en contact avec la bague conductrice et permettent la fermeture du circuit d'alimentation de l'enroulement d'appel 25. 8 2623568 De ce fait, la force d'attraction du noyau plongeur 21 devient très importante et permet la compression du ressort d'engrénement 22. Si on a J4= Jl+J2+J3+J5, on obtient la fermeture du circuit d'alimentation du moteur du démarreur M par l'appui du contact de puissance 29 sur les bornes 36 et 38 (figure 7). Le moteur électrique M commence à tourner et rend possible la pénétration du pignon 14 dans la couronne dentée 19 du moteur à combustion interne. La suite du fonctionnement du démarreur reste analogue à un démarreur conventionnel, notamment en ce qui concerne la bobine de maintien 26 qui reste seule alimentée, la bobine d'appel 25 étant court-circuitée par le contact de puissance 29. Il est clairement visible que la présente invention permet avantageusement l'engrénement du pignon dans la couronne dentée sans qu'il soit nécessaire d'utiliser la force d'attraction des deux enroulements d'appel et de maintien dans la première phase de démarrage correspondant au déplacement la couronne dentée, moment à partir duquel l'enroulement d'appel est mis en circuit dans une seconde phase de démarrage correspondant à un nouveau déplacement du noyau plongeur. I1 est bien entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention. 9 2623568 REVENDICATIONS 1- Démarreur électrique de moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant un moteur électrique et un contacteur solénoidal constitué d'un noyau plongeur (21) qui, relié à une des extrémités d'un levier à fourche (17) pivotant disposé à l'intérieur du démarreur pour assurer la mise en prise du pignon lanceur (14) avec la couronne dentée (19) de démarrage du moteur à combustion interne, sollicite une tige porte-contact (28) de puissance pour fermer le circuit électrique d'alimentation du moteur du démarreur, et deux enroulements (26,27) dont l'attraction magnétique provoque le déplacement du noyau plongeur (21), enroulements dont l'un dit "d'appel" (25), à fort courant, est courtcircuité dès l'établissement de la liaison directe de la batterie de démarrage (37), avec le circuit d'alimentation du moteur du démarreur, l'autre, de faible courant, et dit "de maintien" (26), étant mis hors tension que par l'interrupteur de commande de démarrage (43), caractérisé en ce qu'il comporte un interrupteur auxiliaire (44), commandé par le déplacement du noyau plongeur (21) qui par l'intermédiaire de la tige porte-contact de puissance (28) assure la mise hors circuit de l'enroulement d'appel (25) pendant la phase de démarrage correspondant au déplacement axial du pignon du lanceur (14) jusqu'au moment o il arrive à proximité de la couronne dentée (19) de démarrage du moteur à combustion interne. 2- Démarreurs électriques de moteur à combustion selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'interrupteur auxiliaire (44) est branché dans le circuit d'alimentation du bobinage d'appel (25). 3- Démarreur électrique de moteur à combustion interne selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'interrupteur auxiliaire (44) est constitué,, d'une part, de deux languettes conductrices (39) et (40) - 10 2623568 portées par un support isolant (33) logé à l'intérieur du contacteur (1), lesquelles languettes (39) et (40) sont aptes à prendre appui et à glisser sur une partie isolante de la tige porte-contact de puissance (28) lors du déplacement de celle-ci pendant lequel le bobinage d'appel (25) est mis hors tension, et, d'autre part, d'une bague conductrice (42) portée par la tige (28) et sur laquelle lesdites languettes (39) et (40) prennent appui et glissent lors d'un nouveau déplacement de la tige (28) à partir duquel le bobinage d'appel (25) est mis en circuit jusqu'en fin de course de ladite tige (28). 4- Démarreurs électriques de moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la tige porte-contact de puissance (28) est surmoulée de matière plastique sur la bague conductrice (42).