Brevet FR2710695A1 — publié le 19950407

La présente invention concerne un démarreur pour un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type comportant un lanceur coulissant sur lequel agit un contacteur électromagnétique qui, lorsqu'il est mis sous tension, provoque le déplacement axial du pignon et qui met le moteur sous tension par l'intermédiaire d'un contact électrique. L'invention concerne par exemple un démarreur de conception classique qui comprend pour l'essentiel un moteur électrique et un actionneur électromagnétique, dont les axes de rotation et d'actionnement sont parallèles et qui sont fixés sur un chassis de démarreur, et un levier d'actionnement qui commande les déplacements axiaux du lanceur, qui est monté pivotant autour d'un axe géométrique sensiblement perpendiculaire aux axes du moteur et de l'actionneur électromagnétique, dont une extrémité est reliée à l'organe de sortie de l'actionneur électromagnétique et dont l'autre extrémité en forme de fourchette agit sur une bague du lanceur. L'invention concerne plus particulièrement un démarreur du type dans lequel le contacteur comporte une bobine annulaire qui entoure un noyau mobile en matériau magnétique qui est susceptible d'agir sur le lanceur et sur le contact électrique lors de la mise sous tension du contacteur électromagnétique. La conception électromagnétique du contacteur a pour but, d'une part, d'assurer un déplacement efficace du noyau mobile pour de grands entrefers qui sont nécessaires à une cinématique correcte du démarreur et, d'autre part, de vaincre l'effort antagoniste des ressorts du démarreur. Dans la conception actuelle des démarreurs qui répond aux impératifs mentionnés précédemment, les performances électromagnétiques du contacteur sont telles que l'on constate un déplacement du noyau mobile qui est plus rapide que celui du lanceur. Ce déplacement initial trop rapide du noyau mobile a pour conséquence de provoquer l'actionnement du contact électrique de mise en route du moteur électrique qui entraîne alors le pignon du lanceur préalablement avant l'engrènement complet du pignon avec les dents de la roue dentée liée au moteur thermique. Ce phénomène est nuisible à un bon fonctionnement du démarreur et peut provoquer une détérioration du pignon du lanceur. Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose un démarreur du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour limiter l'accélération initiale du noyau mobile lors de la mise sous tension du contacteur électromagnétique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le démarreur comporte des moyens pour faire varier l'entrefer du contacteur électromagnétique le long de la course active du noyau mobile; - le corps en matériau magnétique du noyau mobile présente une section transversale dont l'aire varie le long de son axe; - le corps en matériau magnétique du noyau mobile comporte au moins un évidement dans sa paroi périphérique cylindrique; - l'évidement est réalisé sous la forme d'une gorge radiale; - l'évidement est réalisé sous la forme d'une gorge axiale; - la gorge possède une profondeur constante le long de l'axe; - la profondeur de la gorge varie le long de l'axe; - il est prévu une série de gorges adjacentes; - l'évidement s'étend axialement sur une première partie de la course active du noyau mobile; - l'évidement est rempli d'un matériau possédant des caractéristiques magnétiques inférieures à celles du matériau constituant le corps du noyau mobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront & la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe partielle selon un plan contenant les axes de l'actionneur électromagnétique et du moteur électrique, qui illustre un premier mode de réalisation d'un démarreur réalisé conformément aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel et à plus grande échelle, d'un second mode de réalisation du corps du noyau mobile du démarreur illustré à la figure 1; - la figure 3 est une vue en section axiale partielle du noyau mobile réalisé conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention; - les figures 4 et 5 sont des vues similaires à celles de la figure 3 illustrant des quatrième et cinquième modes de réalisation du noyau mobile; et - la figure 6 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un sixième mode de réalisation du noyau mobile du contacteur électromagnétique. Le démarreur 10 illustré à la figure 1 comporte un châssis de démarreur dont l'élément principal est un nez de démarreur 11 réalisé sous la forme d'une pièce moulée sous lequel sont fixés un actionneur électromagnétique 12 et un moteur électrique 14. La partie avant épaulée 16 du carter 18 de l'actionneur électromagnétique 12 est emboîtée dans une partie correspondante de la face arrière 20 du nez de démarreur 11 tandis qu'une partie avant du carter 24 du moteur électrique 14 est également reçue dans une partie correspondante (non représentée) du nez 11 de démarreur. L'actionneur électromagnétique 12 et le moteur électrique 14 peuvent être fixés au nez de démarreur 11 par des vis de fixation (non représentées). Le moteur électrique 14, qui peut également être un motoréducteur, comporte un arbre de sortie ou arbre d'induit 26, dont l'extrémité libre 28 qui fait saillie & la partie avant du carter 24 et qui est reçue dans le nez de démarreur 11 porte un lanceur 30 lié en rotation & l'arbre et qui peut être déplacé axialement le long de cet arbre par l'intermédiaire d'un levier d'actionnement pivotant 32 dont la commande est assurée par l'actionneur électromagnétique 12. Le levier d'actionnement 32 est monté pivotant autour d'un axe géométrique X-X qui est perpendiculaire au plan de la figure 1. L'actionneur électromagnétique 12 est réalisé sous la forme d'un contacteur électromagnétique qui permet, outre l'alimentation en énergie électrique du moteur 14, de provoquer le pivotement du levier d'actionnement 32 par l'intermédiaire d'une goupille transversale 34 qui est reçue dans une rainure (non représentée) formée à l'extrémité supérieure 40 du levier d'actionnement 32. La partie inférieure du levier d'actionnement 32 présente une forme de fourche qui coopère avec une portée de commande du lanceur 30. Le contacteur électromagnétique 12 comporte une bobine fixe 48 qui est réalisée sous la forme d'une bobine cylindrique annulaire qui est montée dans une cuve de bobine 50 qui se termine radialement vers l'intérieur par un épanouissement polaire 52 dont la surface interne 54 est cylindrique. Le contacteur électromagnétique 12 comporte également un noyau mobile 56 qui se présente sous la forme d'une pièce dont le corps principal en matériau magnétique 58 est une pièce cylindrique annulaire creuse à l'intérieur de laquelle est montée coulissante la tige de sortie 34 qui agit sur l'extrémité supérieure 40 du levier 32. Un ressort de transmission 60 est interposé entre la tête 62 de la tige d'actionnement 34 et le fond de l'alésage interne 64 du corps 58. La surface périphérique 66 du corps en matériau magnétique 58 est, selon une conception connue, de forme générale cylindrique et elle est reçue en coulissement dans la surface cylindrique creuse 54 de la cuve 50 avec laquelle elle définit l'entrefer du contacteur électromagnétique. Lorsqu'il est mis sous tension, le contacteur électromagnétique 12 provoque le déplacement axial du noyau mobile 56, de la gauche vers la droite en considérant la figure 1, sur une course active telle qu'il provoque le pivotement du levier 32, dans le sens horaire en considérant la figure 1, ainsi que l'actionnement, par l'intermédiaire d'un poussoir coulissant 68, d'au moins un contact électrique (non représenté), de manière à provoquer l'alimentation du moteur 14. Conformément aux enseignements de l'invention, le contacteur électromagnétique 12 comporte des moyens pour limiter l'accélération initiale du noyau mobile 56 lors de la mise sous tension du contacteur. A cet effet, et dans le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, il est prévu une gorge radiale interne 72 dans la surface périphérique cylindrique 66 du corps 56 qui s'étend sur une profondeur radiale "e" et sur une longueur axiale "a". L'évidement constitué par la gorge 72 modifie ainsi, sur la première partie de la course axiale active du noyau magnétique mobile 56, l'entrefer du contacteur 12. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, la gorge 72 est remplie d'un matériau amagnétique 74 ou d'un matériau possédant des caractéristiques magnétiques inférieures à celles du matériau constitutif du corps du noyau 56. La gorge 72 et le matériau 74 constitue donc ainsi un frein électromagnétique qui limite l'accélération initiale du noyau 56 lors de la mise sous tension du contacteur électromagnétique 12. En effet, c'est cette première partie du noyau 56, à entrefer modifié, qui se déplace en premier sous l'épanouissement polaire 52 de la cuve 50 lors de la mise sous tension de la bobine 48. Ce frein électromagnétique permet donc de limiter le phénomène de déphasage entre les déplacements axiaux du noyau 56 et du lanceur 30. On décrira maintenant les cinq autres modes de réalisation du noyau mobile 56 du contacteur électromagnétique 12 illustrés sur les figures 2 à 6 sur lesquelles des composants identiques ou similaires sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, la gorge radiale 72 débouche axialement à l'extrémité axiale 57 du noyau mobile 56 tournée vers le poussoir 68. Comme dans le premier mode de réalisation, la gorge 72 est remplie de matériau 74 de manière à constituer un noyau magnétique mobile 56 dont la surface périphérique est cylindrique et sensiblement continue. Dans le troisième mode de réalisation illustré sur la figure 3, la paroi 66 comporte une série de quatre gorges radiales 72 adjacentes et disposées le long de la course active du noyau mobile 56, la gorge 72 située la plus à droite débouchant axialement dans la face d'extrémité 57 du noyau 56. Dans le quatrième mode de réalisation illustré sur la figure 4, la paroi cylindrique 66 comporte une seule gorge radiale 72 dont la profondeur "e" varie le long de sa longueur "a", c'est-à-dire qu'elle diminue en direction de la face d'extrémité 57 de manière à obtenir un meilleur contrôle de l'accélération du noyau 56. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, la paroi 66 comporte trois gorges radiales annulaires de section semi-circulaire. Enfin, le mode de réalisation illustré sur la figure 6 comporte trois gorges ou rainures axiales 72 qui débouchent dans la face d'extrémité 57 et qui sont vides, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas remplies de matériau 74, l'entrefer dans la zone axiale correspondant à la longueur des gorges 72 étant constitué partiellement par de l'air. Les nervures radiales 76 qui séparent deux gorges axiales successives 72 coopèrent, par leur portion de surface cylindrique extérieure 78 au guidage du noyau mobile 56. L'adjonction au remplissage du matériau 74 dans les évidements 72 peut être réalisée par toute technologie connue telle que par exemple le sertissage à froid, le sertissage à chaud, le frettage, le magnétoformage, le surmoulage, etc. REVENDICATIONS 1. Démarreur (10) pour un moteur thermique de véhicule automobile comportant un lanceur (30) coulissant sur lequel agit un contacteur électromagnétique (12), qui, lorsqu'il est mis sous tension, provoque le déplacement axial du lanceur (30) et qui met le moteur électrique du démarreur sous tension par l'intermédiaire d'un contact électrique, et du type dans lequel le contacteur électromagnétique (12) comporte une bobine annulaire (48) qui entoure un noyau mobile (56) en matériau magnétique qui est susceptible d'agir sur le lanceur (30) et sur le contact électrique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (72, 74) pour limiter l'accélération initiale du noyau mobile (56) lors de la mise sous tension du contacteur électromagnétique (12). 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (72, 74) pour faire varier l'entrefer du contacteur électromagnétique (12) le long de la course active du noyau mobile (56). 3. Démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (58) en matériau magnétique du noyau mobile (56) présente une section transversale dont l'aire varie le long de son axe. 4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps en matériau magnétique (58) du noyau mobile (56) comporte au moins un évidement (72) dans sa paroi périphérique cylindrique (66). 5. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évidement (72) est réalisé sous la forme d'une gorge radiale. 6. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évidement (72) est réalisé sous la forme d'une gorge axiale. 7. Démarreur selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la gorge (72) possède une profondeur (e) constante le long de l'axe du noyau mobile (56). 8. Démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la profondeur (e) de la gorge (72) varie le long de l'axe du noyau mobile (56). 9. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu une série de gorges adjacentes (72). 10. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évidement (72) s'étend axialement (a) sur une première partie de la course active du noyau mobile (56). 11. Démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évidement (72) est rempli d'un matériau (74) possédant des caractéristiques magnétiques inférieures à celles du matériau constituant le corps (58) du noyau mobile (56).