Brevet FR2752999A1 — publié le 19980306

Contacteur de démarreur de véhicule automobile comportant un relais auxiliaire de commande intégré La présente invention concerne un contacteur de démarreur de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un contacteur du type comportant une armature annulaire cylindrique formant boîtier, dans la partie arrière de laquelle est agencée une bobine de contacteur qui actionne axialement un noyau mobile de contacteur qui agit sur une tige de commande qui traverse en son centre un noyau fixe de contacteur en forme de disque agencé à l'extrémité axiale avant de l'armature, du type dans lequel la tige commande les déplacements d'un contact mobile de contacteur qui est susceptible de coopérer avec deux bornes de contact fixes appartenant au circuit d'alimentation du moteur du démarreur et qui sont agencées dans le fond d'un capot en forme générale de pot cylindrique dont la jupe latérale délimite un logement dans lequel est agencé le contact mobile de contacteur. Selon une conception connue, il est fait appel à un relais auxiliaire électromagnétique de commande du contacteur du démarreur grâce auquel les ordres de commande du contacteur peuvent être transmis par un courant de faible intensité. Grâce à un tel agencement, le commutateur associé à la clé de contact n'a plus à supporter un courant de forte intensité, de plusieurs dizaines d'ampères, un courant de l'ordre de 1 ampère étant suffisant pour assurer la commande du contacteur. Grâce à cet agencement, il est possible de réduire le dimensionnement du câblage et du commutateur associé à la clé de contact. De plus, un démarreur équipé d'un relais auxiliaire de commande du contacteur peut être piloté, de manière aisée et économique, par un circuit électronique de commande qui peut notamment prendre en compte une information relative au verrouillage de l'antivol de la colonne de direction et comporter un système de contrôle et de sécurité qui prend en compte les surcharges électriques de fonctionnement du démarreur. Selon une conception connue, le relais auxiliaire peut être fixé à l'extérieur, sur le contacteur lui-même, sur la carcasse du démarreur ou sur le support de ce dernier, soit sur un élément de la caisse du véhicule. Dans tous les cas qui précèdent, le relais auxiliaire de commande comporte son propre boîtier de protection avec ses moyens d'étanchéité et son propre câblage permettant de le relier au circuit de commande et au contacteur. Ces conceptions aboutissent donc à des coûts particulièrement importants et à un encombrement supplémentaire du compartiment du moteur. Dans un souci d'intégration et afin de résoudre les problèmes qui viennent d'être mentionnés, il a déjà été proposé un contacteur dans lequel le capot du contacteur comporte un logement dans lequel est agencé le relais auxiliaire de commande. Cette conception permet de protéger le relais auxiliaire et de réduire la longueur des différents câblages. Afin d'améliorer encore l'intégration du relais auxiliaire de commande au contacteur, il a été proposé dans le document FR-A- 2.724.421, un contacteur du type comportant un relais auxiliaire électromagnétique de commande qui est agencé dans le logement du capot, entre le noyau fixe et le contact mobile du contacteur, qui comporte une bobine de relais de forme générale annulaire à l'intérieur de laquelle est guidé en coulissement axial un noyau mobile de relais, traversé en son centre par la tige de commande, qui porte une rondelle de contact mobile qui, sous l'action de la bobine de relais, est susceptible de coopérer avec au moins une paire de contacts fixes de relais portés par une plaque annulaire fixe porte- contacts en matériau isolant, et du type dans lequel le noyau mobile de relais est rappelé élastiquement vers une position axiale de repos. Dans la conception proposée dans ce document, le relais auxiliaire de commande, qui présente une forme générale de révolution et qui est traversé par la tige de commande du contact mobile du contacteur, est réalisé sous la forme d'un sous-ensemble rapporté qui est fixé, par des vis, sur le noyau magnétique fixe du contacteur. Outre le fait que les opérations d'assemblage spécifiques du relais auxiliaire de commande sur le contacteur sont relativement complexes, cette conception sous la forme d'un composant indépendant rapporté à l'intérieur du contacteur accroît de manière importante la longueur axiale du contacteur et le poids du contacteur. Par ailleurs, la conception détaillée du relais auxiliaire de commande proposée dans ce document nécessite, pour déterminer la position de repos de la rondelle de contact mobile du relais auxiliaire de commande, de faire appel à un empilage de ressorts antagonistes et à un dimensionnement axial précis des différents composants. Il est donc particulièrement difficile de déterminer de manière fiable la position axiale de repos du contact mobile de relais et cette conception nécessite de réaliser de manière très précise certains des composants de ce relais. La présente invention a pour objet de proposer un perfectionnement à la conception d'un contacteur du type mentionné précédemment, c'est-à-dire du type décrit et représenté dans le document FR-A-2.724.421, qui remédie aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. Dans ce but, I'invention propose un contacteur caractérisé en ce que la bobine de relais, la plaque porte-contacts et la rondelle de contact mobile sont agencées axialement, successivement d'arrière vers l'avant, entre le noyau fixe et le contact mobile du contacteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le noyau mobile de relais est rappelé élastiquement vers une butée de repos fixe réalisée sous la forme d'une bague de butée agencée axialement entre la plaque annulaire porte-contacts et le contact mobile du contacteur; - la bobine de relais, la plaque annulaire porte-contacts et la bague de butée constituent un empilage axial de composants interposé entre la face transversale d'extrémité avant du noyau fixe du contacteur et un épaulement transversal du capot orienté vers l'arrière; - ledit empilage axial de composants comporte un organe intermédiaire comprimé élastiquement; - ledit organe comprimé élastiquement est un élément annulaire qui est monté comprimé axialement entre la plaque annulaire porte-contacts et la bague de butée; - le noyau mobile de relais est rappelé élastiquement vers sa position de repos par un ressort de compression, traversé par la tige de commande, et qui est interposé entre le noyau fixe de contacteur et le noyau mobile de relais. - le noyau mobile de relais est un manchon cylindrique creux qui porte la rondelle mobile de contact; - la rondelle de contact mobile est susceptible de se déplacer axialement par rapport au manchon, d'arrière vers l'avant, à partir d'une position de repos vers laquelle elle est rappelée élastiquement par un ressort de limitation de l'effort de pression entre la rondelle de contact mobile et les contacts fixes de relais; - la bobine de relais comporte une culasse magnétique annulaire qui, en section par un plan transversal, présente un profil en forme de L dont une branche s'étend axialement à la périphérie de la bobine et est adjacente, par son extrémité libre, à la face transversale avant du noyau fixe du contacteur, et dont l'autre branche s'étend radialement avec son extrémité libre interne adjacente au noyau mobile de relais. L'invention propose également un démarreur de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un contacteur réalisé conformément aux enseignements de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dont la figure unique est une vue en coupe axiale d'un contacteur de démarreur réalisé conformément aux enseignements de l'invention. Le contacteur électromagnétique 10 représenté sur la figure est prévu pour équiper un démarreur (non représenté) d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Selon une conception connue, le contacteur 10 comporte un noyau mobile 12 qui agit sur une extrémité d'un levier pivotant (non représenté) dont l'autre extrémité est reliée à l'entraîneur du lanceur du démarreur. Le contacteur électromagnétique 10 comporte une armature extérieure 14, également appelée cuve ou boîtier, qui est de forme générale cylindrique annulaire d'axe X-X et à l'intérieur de laquelle est notamment disposé un enroulement ou bobine annulaire de contacteur 16. Le noyau mobile 12 est monté coulissant dans une jupe tubulaire 18 qui est fixée sur la portion centrale 20 d'un noyau fixe de contacteur 22 en forme générale de disque dont la partie principale plane et annulaire 24, qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X, est fixée, avec l'enroulement 16 et la jupe tubulaire 18, dans la partie arrière de l'armature extérieur 14. L'armature 14 se prolonge axialement vers l'avant, c'est-à- dire vers la droite en considérant la figure, au-delà de la face transversale d'extrémité avant 25 de la partie principale en forme de disque 24 du noyau fixe 22 par une partie amincie 15 dont la fonction sera mentionnée ultérieurement. La partie centrale 20 du noyau fixe 22 comporte un perçage central 30 pour le guidage en coulissement d'une tige de commande 31, selon l'axe X-X, sur laquelle agit le noyau mobile 12. Le contacteur 10 comporte aussi un capot 32 réalisé par moulage en matériau isolant, par exemple en matière thermoplastique. Le capot 32 présente une forme générale de pot cylindrique, d'axe X-X, constitué par un fond radial d'extrémité avant 34 perpendiculaire à l'axe X-X, et par une jupe latérale cylindrique 36. La partie principale de la jupe 36 délimite un logement interne cylindrique 38, et sa portion d'extrémité arrière de plus grand diamètre 40 délimite une cavité interne 42 de forme générale cylindrique dont le bord annulaire d'extrémité arrière est en appui axial contre la face en vis-à-vis 25 de la partie en forme de disque 24 du noyau fixe 22 du contacteur 10. Le montage étanche du capot 32 sur l'armature 14 est réalisé par sertissage radial vers l'intérieur de la portion d'extrémité axiale avant amincie 15 de l'armature 14. Selon une conception connue, le contacteur 10 comporte deux bornes fixes en matériau conducteur 46, 48 qui sont noyées par surmoulage dans le fond 34 du capot 32 et qui comportent chacune une tête de contact 50, 52 qui s'étendent toutes les deux dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X à l'intérieur du logement 38. Selon un agencement connu, la tige 31 du noyau mobile 12 porte un contact mobile 54 en forme de plaque rectangulaire qui est percé en son centre 56 pour le passage d'une portion de plus grand diamètre 58 de la tige de commande 31. Dans la position de repos illustrée sur la figure, le noyau mobile 12, la tige 31 et le contact mobile 54 sont rappelés élastiquement, vers la gauche en considérant la figure, par un ressort de rappel 13 agencé entre le noyau mobile 12 et la face radiale d'extrémité arrière de l'armature 14 ainsi que par un ressort 53 interposé entre le fond 34 du capot 32 et le contact mobile 54. Conformément aux enseignements de l'invention, le contacteur 10 est équipé d'un relais auxiliaire de commande 60. Le relais auxiliaire de commande 60 comporte une bobine de relais 62 qui est constituée par un enroulement agencé dans un corps de bobine 64 qui, en section transversale et comme on peut le voir sur la figure, présente sensiblement la forme d'un U dont les branches parallèles s'étendent radialement vers l'extérieur tandis que la branche centrale délimite un alésage central 66 du corps de bobine 64 dans lequel est monté coulissant un noyau mobile de relais 67 qui est réalisé sous la forme d'un manchon étagé dont la partie arrière de plus grand diamètre est guidée en coulissement dans le corps 64 de la bobine 62 du relais auxiliaire de commande. Le corps de bobine 64 est adjacent axialement à la face transversale d'extrémité avant 25 du noyau fixe 22 du contacteur. Le corps de bobine 64 est entouré par un circuit magnétique constitué par une culasse magnétique 70 qui est une pièce métallique annulaire qui, en section transversale, présente une forme de L. La section en L de la culasse 70 comporte une branche d'orientation axiale 72 dont l'extrémité libre arrière est en appui axial contre la face transversale d'extrémité avant 25 du noyau fixe 22 du contacteur 10. L'autre branche de la section en L de la culasse 70 s'étend radialement dans un plan transversal et son extrémité libre interne 74 est adjacente à la paroi cylindrique externe de la portion de plus grand diamètre du manchon étagé constituant le noyau mobile 67 du relais, c'est-à-dire que la culasse 70 est percée en son centre d'un trou de même diamètre que l'alésage 66 du corps de bobinage 64 et à travers lequel coulisse le noyau mobile 67. Une extrémité de l'enroulement de la bobine 62 est reliée à la masse métallique du contacteur sur le noyau fixe 22 de ce dernier. Dans l'agencement selon l'invention de la culasse 70 qui est adjacente au noyau fixe 22, on constate que le noyau fixe 22 participe au circuit magnétique du relais auxiliaire de commande, ce qui simplifie grandement la réalisation du relais auxiliaire. Le relais auxiliaire de commande 60 comporte deux contacts fixes 78 et 80, par exemple diamétralement opposés, qui sont réalisés sous la forme d'éléments de contact noyés par surmoulage dans une plaque annulaire porte-contacts 82 qui est adjacente à la culasse 70. Les contacts fixes 78 et 80 s'étendent radialement vers l'intérieur au voisinage du noyau mobile 67 qui porte une rondelle de contact mobile 84. La rondelle 84 entoure la partie avant de plus petit diamètre du noyau mobile 67 en forme de manchon, le long de laquelle elle est montée mobile axialement. La rondelle de contact mobile 84, avec sa garniture interne isolante de guidage, qui présente en section la forme d'un U, est rappelée élastiquement en butée contre l'épaulement 86 qui délimite les deux tronçons de diamètres différents du manchon 67, par un ressort 88 qui prend appui à son autre extrémité contre un anneau élastique 90 fixé sur le manchon 62. Le ressort 88 a pour fonction de limiter l'effort de pression entre la rondelle de contact 84 et les contacts fixes 78 et 80 lorsque le relais auxiliaire de commande est enclenché, et ceci afin d'éviter un écrasement et des déformations, tant des contacts fixes 78 et 80 que de la rondelle de contact mobile 84. L'empilage axial constitué par la bobine 62, la plaque annulaire 82 qui porte les contacts 78 et 80, et par le noyau mobile 67 avec sa rondelle de contact mobile 84, est maintenu axialement dans la partie de plus grand diamètre 42 du logement 38 par l'intermédiaire d'une bague 92 de retenue et de butée. La bague 92 est en forme générale de disque annulaire rigide et elle prend appui axialement vers l'avant contre un épaulement radial interne 94, orienté axialement vers l'arrière, du capot 32. Un bloc élastique annulaire 96, par exemple en matériau élastomère, est monté comprimé axialement entre la face transversale arrière 98 de la bague 92 et la face transversale avant en vis-à-vis de la plaque porte-contacts 82. Le bloc annulaire élastique 96 assure, lorsque les différents composants du contacteur sont assemblés, et à l'issue de l'opération de sertissage de la portion amincie 15, une compression axiale, en appui contre la face transversale avant 25 du noyau fixe 22 du contacteur 10, de l'empilage de composants constitués par la bobine 62 et la plaque porte-contacts 82. Dans sa partie centrale, la bague de retenue et de butée 92 comporte un prolongement axial tubulaire 100 qui s'étend axialement vers l'arrière et dont la face transversale annulaire d'extrémité arrière 102 constitue une surface annulaire de butée contre laquelle prend appui axialement la rondelle de contact mobile 84, et donc le noyau mobile en forme de manchon 67 du relais auxiliaire de commande 60, et ceci sous l'action d'un ressort hélicoïdal de compression 104 qui sollicite le noyau mobile 62 vers sa position de repos, c'est-à-dire de la gauche vers la droite en considérant la figure. Le ressort hélicoïdal de rappel 104 est interposé entre la face transversale avant 25 du noyau fixe 22 et un épaulement radial interne du noyau mobile 42 en forme de manchon. Afin de relier, de manière connue, le relais auxiliaire de commande 60 aux autres composants électriques du contacteur 10, la sortie commune 110 des deux enroulements de la bobine 16 du contacteur 10 est reliée par une soudure au contact fixe 80. L'autre contact fixe 78 est relié à la borne de commande de démarreur située sur le capot 32 par une liaison électrique qui n'est pas représentée sur la figure. L'actionnement du relais auxiliaire de commande 60, depuis sa position de repos illustrée sur la figure, s'effectue en alimentant la bobine de relais 62 qui provoque un déplacement axial, d'avant en arrière, c'est-à-dire de la droite vers la gauche en considérant la figure, du noyau mobile 67 qui entraîne la rondelle de contact mobile 84 jusqu'à ce qu'elle vienne en butée contre les portions en vis-à-vis des contacts fixes 78 et 80. Comme il a été mentionné précédemment, le ressort 88 évite le phénomène d'écrasement de ces contacts. On notera que la direction d'actionnement du relais auxiliaire de commande est opposée à la direction générale d'actionnement du contacteur, ce qui évite des effets d'écrasement supplémentaire des différents contacts du fait des chocs produits par la venue en contact du contact mobile 54 avec les bornes fixes 50, 52 du contacteur 10. REVENDICATIONS 1. Contacteur (10) de démarreur de véhicule automobile du type comportant une armature annulaire cylindrique (14), formant boîtier, dans la partie arrière de laquelle est agencée une bobine de contacteur (16) qui actionne axialement un noyau mobile (12) de contacteur qui agit sur une tige de commande (31) qui traverse en son centre un noyau fixe de contacteur (22) en forme de disque (24) agencé à l'extrémité axiale avant de l'armature (14), du type dans lequel la tige (31) commande les déplacements d'un contact mobile de contacteur (54) qui est susceptible de coopérer avec deux bornes de contact fixes (50, 52) appartenant au circuit d'alimentation du moteur du démarreur et qui sont agencées dans le fond (34) d'un capot (32) en forme générale de pot cylindrique dont la jupe (40) délimite un logement (38, 42) dans lequel est agencé le contact mobile (54) de contacteur, et du type comportant un relais auxiliaire électro- magnétique de commande (60) qui est agencé dans ledit logement (38, 42) du capot, entre le noyau fixe (22, 24) et le contact mobile (54) du contacteur, qui comporte une bobine de relais (62) de forme générale annulaire à l'intérieur de laquelle est guidé en coulissement axial un noyau mobile (67) de relais, traversé en son centre par la tige de commande (31), qui porte une rondelle de contact mobile (84) qui, sous l'action de la bobine de relais (62), est susceptible de coopérer avec au moins une paire de contacts fixes de relais (78, 80) portés par une plaque annulaire fixe porte-contacts (82) en matériau isolant, et du type dans lequel le noyau mobile de relais (66) est rappelé élastiquement vers une position axiale de repos, caractérisé en ce que la bobine de relais (62), la plaque porte-contacts (82) et la rondelle de contact mobile (84) sont agencées axialement, successivement d'arrière vers l'avant, entre le noyau fixe (22, 24) et le contact mobile (54) du contacteur. 2. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau mobile de relais (67) est rappelé élastiquement vers une butée de repos fixe (100) réalisée sous la forme d'une bague de butée (92) agencée axialement entre la plaque annulaire porte-contacts (82) et le contact mobile du contacteur (54). 3. Contacteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bobine de relais (62), la plaque annulaire porte-contacts (82) et la bague de butée (92, 100) constituent un empilage axial de composants interposé entre la face transversale d'extrémité avant (25) du noyau fixe (24) du contacteur et un épaulement transversal (94) du capot orienté vers l'arrière. 4. Contacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit empilage axial de composants comporte un organe intermédiaire (96) comprimé élastiquement. 5. Contacteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe comprimé élastiquement est un élément annulaire (96) qui est monté comprimé axialement entre la plaque annulaire porte-contacts (92) et la bague de butée (92, 100). 6. Contacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau mobile de relais (67) est rappelé élastiquement vers sa position de repos par un ressort de compression (104), traversé par la tige de commande (31), et qui est interposé entre le noyau fixe (22) de contacteur et le noyau mobile de relais (66). 7. Contacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau mobile de relais est un manchon cylindrique creux (67) qui porte la rondelle mobile de contact (84). 8. Contacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rondelle de contact mobile (84) est susceptible de se déplacer axialement par rapport au manchon (67), d'arrière vers l'avant, à partir d'une position de repos vers laquelle elle est rappelée élastiquement par un ressort (88) de limitation de l'effort de pression entre la rondelle de contact mobile (84) et les contacts fixes de relais (78, 80). 9. Contacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bobine de relais (62) comporte une culasse magnétique annulaire (70) qui, en section par un plan transversal, présente un profil en forme de L dont une branche s'étend axialement à la périphérie de la bobine et est adjacente, par son extrémité libre (72), à la face transversale avant (25) du noyau fixe (22, 24) du contacteur, et dont l'autre branche s'étend radialement avec son extrémité libre interne (74) adjacente au noyau mobile de relais (66). il 10. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un contacteur (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.