Brevet FR2752998A1 — 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 cablage 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 et la plaque porte-contacts sont agencées axialement, successivement d'avant vers l'arrière, entre le contact mobile du contacteur et le noyau fixe. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le noyau mobile de relais est rappelé élastiquement vers une butée de repos fixe constituée par une portion en vis à vis du noyau fixe; - la bobine de relais, et la plaque annulaire porte-contacts 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 ledit épaulement transversal arrière du capot et la bobine de relais; - le noyau mobile de relais est rappelé élastiquement vers sa position de repos par un ressort de compression, traversé par la tige de commande, qui est interposé entre la bobine de relais 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'avant vers l'arrière, 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 dont l'autre branche s'étend radialement vers l'intérieur; - ladite branche d'orientation radiale appartient à une plaque radiale avant de la culasse dont la face transversale avant constitue une surface de butée contre laquelle le contact mobile de contacteur est rappelé élastiquement au repos; - la partie radiale interne dudit élément annulaire comprimé élastiquement est interposée axialement entre la face transversale avant de la plaque radiale avant de la culasse et le contact mobile de contacte u r; - la partie radiale interne de la face arrière de la plaque radiale avant de la culasse constitue une surface annulaire de butée avec laquelle coopère le bord d'extrémité axiale avant du noyau mobile du relais auxiliaire de commande lorsque ce dernier est alimenté; - la plaque porte-contacts est adjacente à la culasse magnétique de la bobine de relais et se prolonge, à sa partie centrale, par une portion tubulaire dont l'extrémité libre arrière prend appui contre la face transversale d'extrémité avant du noyau fixe du contacteur pour constituer une entretoise tubulaire interposée entre le noyau fixe, et la bobine 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) et 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, dont l'une 46 est représentée à la partie supérieure de la figure, qui sont noyées par surmoulage dans le fond 34 du capot 32 et qui comportent chacune une tête de contact 50 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 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 53 agencé entre le noyau fixe 22 et une tête arrière 29 de la tige de commande 31. 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 avant de plus grand diamètre 65 est guidée en coulissement dans le corps 64 de la bobine 62 du relais auxiliaire de commande. 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 75 dont l'extrémité libre arrière est tournée vers 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, pour constituer une plaque radiale avant 71 de la culasse, et son extrémité libre interne 74 est adjacente, avec un jeu radial, aux moyens 77 de guidage en coulissement du contact mobile de contacteur 54 sur l'extrémité avant 58, de diamètre réduit de la tige de commande 31. La partie radiale interne de la face arrière 100 de la plaque radiale avant 71 s'étend radialement vers l'intérieur au-delà du corps de bobine 64 pour constituer une surface annulaire de butée avec laquelle est susceptible de coopérer l'extrémité annulaire axiale avant 102 du noyau mobile de relais 67. La culasse magnétique 70 est "fermée" par une plaque radiale arrière 73 percée en son centre et qui comporte des découpes pour le positionnement relatif de la culasse 70 et du corps de bobine 64. Le noyau mobile de relais 67 est rappelé élastiquement vers la droite vers sa position de repos par un ressort hélicoïdal de compression 104 qui est interposé axialement entre le fond de la partie 65 de plus grand diamètre du noyau 67 et la surface annulaire de butée 100 de la plaque radiale avant 71 de la culasse 70. La position de repos du noyau mobile 67 est déterminée par la venue en butée de son extrémité annulaire axiale arrière contre une surface de butée en vis à vis constituée par le fond 106 d'un logement cylindrique central 108 formé dans la face avant 25 du noyau fixe 22. 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. Le relais auxiliaire de commande 60 comporte deux contacts fixes 78 et 80, par exemple diamétralement opposés portés par une plaque annulaire porte-contacts 82 qui est interposée axialement entre le noyau fixe 22 et la culasse 70. Les contacts fixes 78 et 80 s'étendent radialement vers l'intérieur en direction du noyau mobile 67 qui porte une rondelle de contact mobile 84. La rondelle 84 entoure la partie arrière 63 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 85 de guidage 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 67. 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. La plaque porte-contacts 82 se prolonge axialement vers I'arrière par une partie centrale tubulaire étagée 110 dont l'extrémité annulaire axiale arrière 112 prend appui contre la face avant 25 du noyau fixe 22, de manière que la plaque 82 constitue une entretoise entre le noyau fixe 22 et la culasse 70, c'est à dire entre la face avant du noyau fixe 22 et la face arrière de la plaque radiale arrière 73 de la culasse 70. Les contacts fixes 78 et 80 sont fixés sur la plaque 82 par des rivets 114 et 116 qui sont creux et dont chacun permet le passage d'un fil de raccordement électrique 118, 120. Le fil 118 relie le contact 78 à la borne 46, tandis que le fil 120 relie le contact fixe 80 à la bobine 16. 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 formé par les bords d'extrémité axiale de voiles 122 du capot 32. La bague 92 est élastique, c'est à dire qu'elle est montée comprimée axialement entre l'épaulement 94 et la face avant de la plaque radiale avant 71 de la culasse 70. La bague élastique 92 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 constitué par la bobine 62 et la plaque porte-contacts 82. L'actionnement du relais auxiliaire de commande 60, depuis sa position de repos illustrée sur la figure, s'effectue en alimentant la s bobine de relais 62 qui provoque un déplacement axial, d'arrière en avant, c'est-à-dire de la gauche vers la droite 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. 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) et la plaque porte-contacts (82) sont agencées axialement, successivement d'avant vers l'arrière, entre le contact mobile (54) du contacteur et le noyau fixe (22, 24). 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 constituée par une portion en vis à vis (100) du noyau fixe (22,24). 3. Contacteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bobine de relais (62),et la plaque annulaire porte-contacts (82) constituent un empilage axial de composants interposé entre la face transversale d'extrémité avant (25) du noyau fixe (22, 24) du 1l 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 100).ledit épaulement transversal arrière (94) du capot et la bobine de relais (62). 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 la bobine de relais (62) et le noyau mobile de relais (67). 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'avant vers l'arrière, 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 (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 (75) s'étend axialement à la périphérie de la bobine et dont l'autre branche (71) s'étend radialement vers l'intérieur. 10. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite branche d'orientation radiale appartient à une plaque radiale avant (71) de la culasse (70) dont la face transversale avant constitue une surface de butée contre laquelle le contact mobile de contacteur (54) est rappelé élastiquement au repos. 11. Contacteur selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que la partie radiale interne dudit élément annulaire comprimé élastiquement (92) est interposée axialement entre la face transversale avant de la plaque radiale avant (71) de la culasse (70) et le contact mobile de contacteur (54). 12. Contacteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie radiale interne (100) de la face arrière de la plaque radiale avant (70) de la culasse constitue une surface annulaire de butée avec laquelle coopère le bord d'extrémité axiale avant (102) du noyau mobile (67) du relais auxiliaire de commande (60) lorsque ce dernier est alimenté. 13. Contacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque porte-contacts (82) est adjacente à la culasse magnétique de la bobine de relais (62) et se prolonge, à sa partie centrale, par une portion tubulaire dont l'extrémité libre arrière (112) prend appui contre la face transversale d'extrémité avant (25) du noyau fixe (22) du contacteur pour constituer une entretoise tubulaire interposée entre le noyau fixe (22,24, 25) et la bobine de relais (62). 14. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un contacteur (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.