Brevet FR2747836A1 — publié le 19971024

L'invention concerne un contacteur de démarreur notamment pour véhicule automobile et un démarreur équipé d'un tel contacteur. L'invention concerne plus particulièrement un contacteur de démarreur qui comporte des bobines de contacteur, un noyau fixe et un noyau mobile sur lequel agit le noyau fixe lors de l'alimentation des bobines, une fourchette de lanceur accouplée au noyau mobile, un axe de contact mobile susceptible d'être déplacé axialement par le noyau mobile lors de son déplacement, et une palette de contact mobile entraînée par l'axe de contact mobile vers des bornes de contacteur afin de fermer un circuit d'alimentation du moteur de démarreur. Avec un contacteur de démarreur de ce type, lors de l'alimentation des bobines du contacteur, le noyau mobile attiré magnétiquement par le noyau fixe pousse l'axe de contact mobile et ferme le circuit d'alimentation moteur par l'intermédiaire de la palette mobile. Dans le même temps, le noyau mobile pousse le pignon du lanceur dans la couronne de démarrage du moteur thermique par l'intermédiaire de la fourchette et d'un ressort appelé "ressort de dent contre dent". À cause de l'inertie des masses en mouvement et de l'élasticité de la fourchette et du ressort, il peut apparaître, entre le mouvement de la palette de contact et le mouvement du pignon de lanceur, un déphasage tel que le moteur électrique soit alimenté avant que le pignon ne soit engagé dans la couronne de démarreur. Il s'ensuit alors une détérioration très rapide de la couronne par le pignon du lanceur et/ou des dents du lanceur. Pour remédier à ce problème, on connaît différentes solutions consistant notamment à ralentir le mouvement du noyau mobile par effet amortisseur ou "dash-pot" en comprimant le volume d'air compris entre le noyau mobile et le noyau fixe. Le résultat est limité du fait que les fuites d'air au niveau des pièces mobiles sont difficilement maîtrisables. De plus, I'obligation de dimensionner de manière très précise les pièces coulissantes, ou d'utiliser des joints d'étanchéité, représente des solutions délicates à mettre en oeuvre, et elles apportent un surcoût important au démarreur. On connaît également d'autres solutions, qui consistent à mettre en oeuvre des systèmes électroniques qui permettent d'alimenter les bobines du contacteur avec une tension progressive pour éviter une accélération trop brusque du noyau mobile. Ces solutions sont également génératrices de surcoûts. L'objectif de la présente invention est par conséquent de proposer une solution économique et simple pour introduire un retard mécanique a la fermeture du contact du circuit d'alimentation du moteur de démarreur. Dans ce but la présente invention propose un contacteur de démarreur, comportant des bobines de contacteur, un noyau fixe et un noyau mobile sur lequel agit le noyau fixe lors de l'alimentation desdites bobines, un axe de contact mobile susceptible d'être déplacé par le noyau mobile lors de son déplacement, et une palette de contact mobile entraînée par l'axe de contact mobile vers des bornes de contacteur afin de fermer un circuit d'alimentation du moteur de démarreur, caractérisé en ce que la palette de contact mobile est associée a une masse d'inertie Cette masse d'inertie impose de manière simple un retard au déplacement du contact mobile. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la masse d'inertie est réalisée en matériau magnétique - la masse d'inertie est réalisée en matériau aimanté; - la masse d'inertie est réalisée en matériau conducteur - la masse d'inertie reçoit deux grains de contact, rapportés par sertissage, brasage, rivetage ou par vissage, situés en regard des bornes de contacteur; - la masse d'inertie est formée par une pièce séparée fixée à la palette de contact; - la masse d'inertie est fixée sur la palette de contact par sertissage, vissage, agrafage. collage, soudure, ou par emboîtement; - la masse d'inertie est réalisée par frittage, frappe, forgeage, usinage, moulage, ou par emboutissage. L'invention propose également un démarreur 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 aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale partielle a travers un démarreur de véhicule, montrant particulièrement le contacteur et le lanceur, conformes à l'art antérieur; - la figure 2 est une vue en coupe axiale détaillée qui montre le contacteur conforme à la présente invention, en position de repos; - la figure 3 est une vue en coupe analogue à celles de la figure 2, montrant le contacteur dans une position axiale intermédiaire; - la figure 4 est une vue en coupe analogue à celles des figures 2 et 3, montrant le contacteur dans une position active qui ferme le circuit d'alimentation vers le moteur; - la figure 5 est une vue en perspective qui montre un exemple de réalisation pour la masse d'inertie associée à la palette de contact, conformément à l'invention; et - la figure 6 est une vue en coupe transversale de la masse d'inertie suivant la ligne 6-6 de la figure 5. Dans le démarreur 10 illustré dans son ensemble à la figure 1, le contacteur 12 a pour rôle d'une part de déplacer un pignon de lanceur 14 en engrènement avec la couronne de démarrage du moteur thermique du véhicule (non représenté), et, d'autre part, de fermer un circuit d'alimentation électrique du moteur 16 du démarreur. De manière plus détaillée, le contacteur 12 comporte des bobines de contacteur 18, un noyau fixe 20, un noyau mobile 22 sur lequel agit le noyau fixe, une fourchette de lanceur 24 accouplée au noyau mobile 22, un axe de contact 26 mobile et susceptible d'être déplacé par le noyau mobile 22 lors de ses déplacements axiaux, et une palette de contact mobile 28 entraînée par l'axe de contact mobile 26 vers des bornes 30 du contacteur afin de fermer un circuit d'alimentation du moteur de démarreur 16. Les bobines de contacteur 18, le noyau fixe 20, le noyau mobile 22, et l'axe de contact mobile 26 sont disposés de manière coaxiale dans un boîtier de contacteur 32. La disposition de ces éléments étant bien connue des hommes de métier, on ne la décrira pas ici en détail. De son côté, la fourchette de lanceur 24 est articulée autour d'un axe 34 transversal situé entre les axes longitudinaux du contacteur 12 et de l'arbre moteur 36 du moteur 16 qui porte le pignon de lanceur 14. L'accouplement entre le noyau mobile 22 et la fourchette de lanceur 24 est assuré au moyen d'une tige 38, articulée à l'une des extrémités de la fourchette 24 et qui pénètre axialement dans le noyau mobile 22, avec interposition d'un ressort 40, appelé "ressort de dent contre dent", entre un épaulement intérieur du noyau mobile 22 et la tête 42 de la tige 38. Ces éléments sont aussi bien connus des hommes de métier et on ne poursuivra par leur description en détail. Afin de coopérer avec l'axe de contact mobile 26, le noyau mobile 22 comporte à son extrémité correspondante une plaque de poussée 44 située à une distance prédéterminée de l'axe de contact mobile 26. Ce dernier traverse un alésage coaxial 46 du noyau fixe ainsi qu'un perçage central formé dans la palette de contact 28 et son extrémité 47 orientée vers les bornes de contacteur 30 reçoit une collerette de butée 48 contre laquelle s'appuie un ressort de rappel 50 qui repousse l'axe de contact 26 et la palette de contact 28 en appui contre le noyau fixe 20, I'autre extrémité du ressort 50 prenant appui axialement contre la face interne du capot 51 du contacteur qui porte les bornes 30. Un ressort 52 est interposé entre un épaulement 54 de l'axe de contact 26 et la face de la palette 28 tournée vers le noyau fixe 20. Ayant ainsi décrit les éléments d'un démarreur avec un contacteur connu de l'état de la technique, on va maintenant brièvement décrire son fonctionnement. Lorsque l'on désire faire démarrer le moteur thermique du véhicule (non représenté), on alimente électriquement les bobines de contacteur 18, et le champ magnétique ainsi produit attire axialement le noyau mobile 22 vers la droite. Le mouvement du noyau mobile 22 est transmis par la tige 38 à la fourchette 24, avec pour effet de repousser le pignon de lanceur 14 vers la gauche pour provoquer son engrènement avec la couronne de démarrage (non représentée) du moteur thermique. Dans le même temps, le noyau mobile 22 pousse, par l'intermédiaire de sa plaque de poussée 44, l'axe de contact mobile 26 vers la droite, ce qui a pour effet de déplacer la palette de contact 28, sous l'action du ressort 52, en direction des bornes de contacteur 30, en fermant ainsi un circuit électrique de puissance (non représenté) pour alimenter le moteur électrique 16. L'énergie motrice fournie par le moteur électrique 16 via son arbre de sortie 36 est transmise au pignon de lanceur 14 et par conséquent à la couronne de démarrage. Pour diverses raisons déjà évoquées, il peut se produire un certain retard dans le mouvement du pignon de lanceur 14 vers son engrènement dans la couronne de démarrage, notamment à cause de l'élasticité des diverses pièces impliquées dans ce déplacement, par rapport au mouvement de la tige de contact 26 pour fermer le circuit électrique via la palette de contact 28. Comme on le comprend aisément, la mise en rotation du pignon de lanceur 14 avant sa venue en engrènement avec la couronne de démarrage provoque rapidement des dommages mécaniques au pignon et à la couronne. Pour éviter ce phénomène, I'invention prévoit d'associer à la palette mobile 28 une masse d'inertie 60, qui sera maintenant décrite en détail en se référant aux figures 2 à 6. Les figures 2 à 4 représentent en coupe axiale uniquement la partie du contacteur, étant entendu que le reste du démarreur est identique à la représentation de la figure 1. Par ailleurs, les éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 1 portent sur les autres figures les mêmes chiffres de référence. Comme représenté à la figure 2, la masse d'inertie 60 présente dans l'ensemble une forme de plaque, analogue à celle de la palette de contact 28, et elle est fixée à cette dernière. Le rôle principal de la masse d'inertie 60 est d'augmenter la masse de la palette, et ainsi d'introduire un retard au déplacement de cette dernière en direction des bornes de contacteur 30, et donc parvenir à ce que la fermeture du circuit électrique d'alimentation du moteur 16 ne se produise pas prématurément par rapport à l'engrènement du pignon de lanceur 14. Pour des commodités de réalisation, il est préférable que la masse d'inertie 60 soit formée par une pièce séparée fixée à la palette de contact 28, comme ceci est représenté. Cette fixation peut avoir lieu par tout procédé connu convenable à cet effet, comme en particulier par sertissage. vissage. agrafage, collage, soudage, ou par emboîtement. La masse d'inertie 60 elle-même est réalisée, selon le matériau envisagé, par frittage, frappe, forgeage, usinage, moulage ou par emboutissage. Le procédé sera choisi en fonction de paramètres techniques et économiques. Comme illustré à la figure 2, on prévoit avantageusement que le noyau fixe 20 présente un évidement 62 dans sa face tournée vers la palette de contact 26 et la masse d'inertie 60, et la masse d'inertie est au moins partiellement reçue dans cet évidement 62 qui favorise localement les fuites magnétiques du contacteur. On peut prévoir de réaliser la masse d'inertie 60 en matériau magnétique, grâce à quoi on bénéficie d'une force d'attraction magnétique contre le noyau fixe 20 qui s'ajoute aux forces d'inertie et participe au maintien momentané en position de repos de l'axe de contact mobile 26 et donc de la palette de contact 28. De même, on peut prévoir que la masse d'inertie 60 soit réalisée en un matériau aimanté, de façon a produire une troisième force de maintien en position de repos, qui s'ajoute aux deux forces précédemment citées. En variante, on peut prévoir que la masse d'inertie 60 soit fixée sur la palette de contact 28 du côté des bornes de contacteur 30 et qu'elle assure elle-même le contact entre les bornes. Pour ce faire, il est alors nécessaire que la masse d'inertie soit réalisée en matériau conducteur. Une telle variante est représentée à la figure 5, et en coupe à la figure 6. La masse d'inertie 60 présente dans ce cas la forme d'une plaquette allongée transversalement et elle reçoit deux grains de contact 64, qui sont rapportés par sertissage, brasage, rivetage ou par vissage, et qui sont situés en regard des bornes de contacteur 30. On peut même alors envisager que la palette de contact et la masse d'inertie forment une pièce unique. En revenant à la succession des figures 2 à 4, la figure 2 montre le contacteur dans un premier état, dans lequel le noyau mobile 22 s'est déplacé de la distance qui le sépare au repos de la l'axe de contact 26 et commence à déplacer ce dernier vers la droite, c'est-à-dire en direction des bornes de contacteur 30. La palette de contact 28 et la masse d'inertie 60 sont ici encore en contact contre le noyau fixe 20, principalement à cause des forces d'inertie agissant sur la masse d'inertie 60 et la palette 28, mais également sous l'action des forces magnétiques éventuelles, lorsque la masse d'inertie 60 est réalisée en matériau aimanté ou magnétique. Sur la figure 3. le noyau mobile 22 a poursuivi son déplacement vers la droite jusqu'à venir en butée contre le noyau fixe 20. L'axe de contact mobile 26 est alors déplacé à l'encontre du ressort de rappel 50 jusqu'à sa position extrême vers la droite. Au cours de ce déplacement, il comprime le ressort 52 qui appuie contre la palette de contact 28 et la masse d'inertie 60. En raison des forces d'inertie et éventuellement des forces magnétiques déjà évoquées, la palette de contact et la masse d'inertie ne se sont pas encore déplacées par rapport au noyau fixe. La figure montre ces éléments juste à l'instant o la force du ressort va surmonter les forces d'inertie et o la palette 28 avec la masse d'inertie 60 vont commencer leur déplacement vers la droite en direction des bornes de contacteur 30. La figure 4 montre les mêmes éléments une fraction de seconde plus tard, après que la force exercée par le ressort 52 sur la palette de contact et la masse d'inertie 60 est surmonté les forces d'inertie et que la palette de contact avec la masse d'inertie soient déplacées vers la droite jusqu'à venir en contact contre les bornes de contacteur 30. On constate ainsi que la fermeture du circuit électrique d'alimentation du moteur 16 se produit avec un retard certain, et on est ainsi assuré que cette fermeture se produit assurément uniquement après que le pignon de lanceur 14 soit venu en engrènement avec la couronne de démarrage. Lorsque le démarrage du moteur thermique est terminé, on coupe l'alimentation des bobines de contacteur 18, et les divers éléments retournent à leur position de départ sous l'action des divers ressorts de rappel. En particulier, la palette de contact 28 et la masse d'inertie 60 sont ramenées, ensemble avec l'axe de contact 26, en appui contre le noyau fixe 20, par le ressort de rappel 50, I'axe de contact 26 étant lui-même repoussé en butée contre un épaulement correspondant du noyau fixe 20 par le ressort 52. De son côté, le noyau mobile 22 est repoussé dans sa position de départ, vers la gauche, ce qui a aussi pour effet de ramener la fourchette 24 et le pignon de lanceur 14 dans leurs positions de départ. Le retour de la palette de contact 28 a également pour effet d'interrompre le circuit d'alimentation vers le moteur 16. Un des avantages de l'invention est de réaliser une fonction de temporisation économique et peu encombrante. Cette temporisation est d'autant plus efficace que le noyau mobile se déplace rapidement, ce qui permet de s'accommoder de jeux plus importants entre le noyau mobile et le tube qui assure son guidage, en nécessitant moins de précision sur ces composants, ce qui permet des économies quant à leur réalisation. REVENDICATIONS 1. Contacteur de démarreur, comportant des bobines de contacteur (18), un noyau fixe (20) et un noyau mobile (22) sur lequel agit le noyau fixe (20) lors de l'alimentation desdites bobines (18), un axe de contact mobile (26) susceptible d'être déplacé par le noyau mobile (22) lors de son déplacement, et une palette de contact mobile (28) entraînée par l'axe de contact mobile (26) vers des bornes de contacteur (30) afin de fermer un circuit d'alimentation du moteur de démarreur (16), caractérisé en ce que la palette de contact mobile (28) est associée a une masse d'inertie (60). 2. Contacteur de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau fixe (22) présente un évidement (62) et en ce que la masse d'inertie (60) est au moins partiellement reçue dans l'évidement (62). 3. Contacteur de démarreur selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) est réalisée en matériau magnétique. 4. Contacteur de démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) est réalisée en matériau aimanté. 5. Contacteur de démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) est réalisée en matériau conducteur. 6. Contacteur de démarreur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) reçoit deux grains de contact (64), rapportés par sertissage, brasage, rivetage ou par vissage, situés en regard des bornes de contacteur (30). 7. Contacteur de démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) est formée par une pièce séparée fixée à la palette de contact (28). 8. Contacteur de démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) est fixée sur la palette de contact (28) par sertissage, vissage, agrafage, collage, soudure, ou par emboîtement. 9. Contacteur de démarreur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie (60) est réalisée par frittage, frappe, forgeage, usinage, moulage, ou par emboutissage. 10. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un contacteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.