Brevet FR2783090A1 — publié le 20000310

i L'invention concerne un actionneur électromagnétique d'un lanceur d'un démarreur de véhicule automobile, aussi appelé contacteur du démarreur. L'invention concerne plus particulièrement un contacteur de démarreur de moteur thermique, notamment de véhicule automobile, du type comportant une bobine annulaire, qui entoure un noyau magnétique cylindrique monté coulissant axialement dans un alésage de la bobine, du type dans lequel un tronçon arrière du noyau mobile fait saillie axialement à l'extérieur de la bobine fixe, du type dans lequel un ressort externe de rappel du noyau magnétique mobile est en appui axial contre une collerette radiale extérieure rapportée du tronçon arrière du noyau magnétique mobile et le corps de la bobine, du type dans lequel le noyau magnétique mobile comporte un alésage intérieur qui débouche à son extrémité arrière et qui permet le passage d'une tige d'attelage dont I'extrémité arrière est liée à un levier d'actionnement du pignon de lanceur, qui est rappelée élastiquement vers l'avant de l'alésage par un ressort interne monté comprimé axialement prenant entre une surface avant d'épaulement de la tige d'attelage et une surface d'épaulement arrière du noyau magnétique mobile, et qui est susceptible de prendre appui sur un fond avant de l'alésage pour être entraînée en translation par le noyau magnétique mobile du démarreur. De manière connue, le champ magnétique créé par le conducteur électrique enroulé autour du corps de la bobine d'un contacteur suit des lignes de champ qui sont sensiblement axiales à l'intérieur de la bobine et qui présentent la forme de boucles se refermant sur elles-mêmes à l'extérieur de la bobine. Selon une conception connue, le noyau magnétique mobile est généralement une pièce de fer doux qui, quelle que soit sa position axiale dans l'alésage de la bobine, permet d'assurer la continuité de passage du flux magnétique entre la carcasse et le noyau magnétique mobile. Ainsi, les lignes de champ se referment sur elles-mêmes au voisinage immédiat de la bobine, ce qui permet d'augmenter le rendement de l'électroaimant et de réduire la puissance électrique consommée par celui-ci. Conventionnellement, le noyau magnétique mobile est réalisé par décolletage car il présente des formes complexes telles qu'une surface d'épaulement arrière de l'alésage du noyau magnétique mobile, intérieure et formant appui pour le ressort interne de la tige d'attelage, ou telles qu'une surface avant, agencée au fond de l'alésage du noyau magnétique mobile, et destinée à recevoir une plaque avant fermant l'alésage du noyau magnétique mobile après assemblage des composants dans l'alésage. Ce type de fabrication rend cette pièce coûteuse dans le cadre d'une production en grande série. Selon une conception connue, il a déjà été proposé de rapporter à la face arrière du noyau magnétique mobile une coupelle comportant une collerette extérieure rapportée de façon à simplifier les formes du noyau magnétique mobile. Cette conception, si elle simplifie en partie le noyau magnétique mobile, ne permet toutefois pas de réaliser la surface d'épaulement arrière de l'alésage du noyau magnétique mobile et la surface avant destinée à recevoir la plaque de fermeture selon un procédé autre que le décolletage, et la fabrication du noyau magnétique mobile demeure coûteuse, la collerette extérieure n'étant pas une forme réalisable par décolletage et devant de préférence être une pièce rapportée. Pour simplifier les formes du noyau magnétique mobile, et permettre l'utilisation d'un autre procédé de fabrication, moins coûteux, tel que l'extrusion, l'invention propose un noyau magnétique mobile comportant une surface d'épaulement arrière de l'alésage du noyau magnétique mobile simplifiée, et une fermeture simplifiée du fond de l'alésage. Dans ce but, I'invention propose un contacteur de démarreur de moteur thermique, notamment de véhicule automobile, du type comportant une bobine annulaire, qui entoure un noyau magnétique cylindrique monté coulissant axialement dans un alésage de la bobine, du type dans lequel un tronçon arrière du noyau magnétique mobile fait saillie axialement à l'extérieur de la bobine fixe, du type dans lequel un ressort externe de rappel du noyau magnétique mobile est en appui axial contre une collerette radiale extérieure rapportée du tronçon arrière du noyau magnétique mobile, du type dans lequel le noyau magnétique mobile comporte un alésage intérieur qui débouche à l'extrémité arrière qui est agencée en avant de la collerette et qui permet le passage d'une tige d'attelage, dont l'extrémité arrière est liée à un levier d'actionnement du pignon de lanceur, qui est rappelée élastiquement vers l'avant de l'alésage par un ressort interne monté comprimé axialement contre une surface avant d'épaulement de la tige d'attelage et une surface d'épaulement arrière du noyau magnétique mobile, et dont l'extrémité avant est susceptible de prendre appui sur un fond avant de l'alésage pour être entraînée en translation par le noyau magnétique mobile du démarreur, caractérisé en ce que le fond avant de l'alésage est réalisé venu de matière avec le corps du noyau magnétique mobile, et en ce qu'une coupelle rapportée à l'extrémité arrière du noyau magnétique mobile comporte la surface d'épaulement arrière de l'alésage du noyau magnétique mobile et la collerette extérieure. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la collerette extérieure est agencée à l'extrémité arrière de la coupelle, et la surface d'épaulement de l'alésage du noyau magnétique mobile constitue un fond avant de la coupelle, percé pour le passage de la tige d'attelage, et qui est en butée axialement vers l'avant contre la face d'extrémité arrière du corps du noyau; - le diamètre extérieur du corps de la coupelle est sensiblement égal au diamètre du corps du noyau magnétique mobile, de manière que la coupelle prolonge axialement vers l'arrière le corps du noyau magnétique mobile; - le fond avant de la coupelle est soudé à l'extrémité arrière du corps du noyau magnétique mobile; - la coupelle comporte au moins deux bras qui s'étendent axialement vers l'avant au delà du fond avant de la coupelle et en regard de la périphérie du noyau magnétique mobile; - les bras comportent à leurs extrémités avant des coudes qui sont rabattus radialement vers l'axe du noyau magnétique mobile - les bras sont découpés dans le fond avant de la coupelle, et sont repliés à angle droit; - la coupelle est sertie sur le noyau magnétique mobile par un écrasement axial du matériau de l'extrémité arrière du corps du noyau magnétique mobile, qui forme un bourrelet périphérique agencé axialement entre l'extrémité arrière du corps du noyau magnétique mobile et les coudes des bras, de manière à immobiliser axialement les bras; les coudes des bras sont emboîtés radialement dans une gorge formée dans la périphérie du corps du noyau magnétique mobile; - la coupelle est sertie sur le noyau magnétique mobile par un écrasement axial du matériau de la périphérie du noyau magnétique mobile, qui provoque, radialement et vers l'extérieur, un reflux de matière dans des trous qui sont agencés en regard dans les bras; 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 d'un démarreur comportant un contacteur selon l'état de la technique; - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un noyau magnétique mobile sur lequel est soudée une coupelle selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un noyau magnétique mobile sur lequel est sertie une coupelle selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue d'après la figure 3 représentant, selon une vue axiale arrière, une coupelle selon le deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe axiale de la coupelle de la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un noyau magnétique mobile sur lequel est emboîtée une coupelle selon un troisième mode de réalisation de l'invention - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 9 d'un noyau magnétique mobile sur lequel est sertie une coupelle selon un quatrième mode de réalisation de l'invention; - la figure 8 est un détail F8 de la figure 7 représentant la fixation des bras de la coupelle sur le noyau magnétique mobile; - la figure 9 est une vue selon la ligne 9-9 de la figure 10 représentant en une vue axiale arrière de la coupelle représentée à la figure 7; et - la figure 10 est une vue en coupe axiale, selon la ligne 10-10 de la figure 9, de la coupelle représentée à la figure 7. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 un démarreur 10 destiné à équiper un moteur à combustion de véhicule automobile (non représenté). Le démarreur 10 est constitué pour l'essentiel par un carter 12 à l'intérieur duquel est agencé un pignon de lanceur 14 qui est monté coulissant sur une extrémité d'un arbre 16. L'arbre 16 est entraîné en rotation par un moteur électrique 18 du démarreur 10. Les mouvements en coulissement du pignon de lanceur 14 sont provoqués par un levier ou fourchette 20 qui pivote à l'intérieur du carter 12 autour d'un axe géométrique horizontal X-X. L'extrémité libre inférieure 22 du levier de commande 20 agit sur un entraîneur 24 du pignon de lanceur 14 tandis que son extrémité libre supérieure 25 est reliée à une tige d'attelage 26 appartenant à un contacteur électromagnétique 30, qui est agencé à la partie supérieure du démarreur 10. Selon une conception connue, le contacteur 30 comporte un noyau magnétique mobile 32 dont les déplacements, sont commandés par une bobine 34 selon un axe horizontal Y-Y perpendiculaire à l'axe X- X de pivotement du levier 20. Le noyau magnétique mobile 32 est une pièce générale de forme cylindrique annulaire creuse qui est guidée en coulissement par sa surface cylindrique externe et dont l'alésage interne 36 reçoit la tige d'attelage 26 et un ressort hélicoïdal de compression 38. L'extrémité arrière 40 du ressort 38 prend appui contre une surface d'épaulement arrière 42 de l'alésage 36 du noyau magnétique mobile 32, et l'extrémité avant 44 du ressort 38 prend appui contre une surface d'épaulement avant de la tige d'attelage 26, qui est portée par une tête 46 agencée à l'extrémité libre avant de la tige d'attelage 26. Par ailleurs, la tige d'attelage 26 est susceptible de prendre appui, par l'intermédiaire de sa tête 46, sur un fond avant 48 constitué d'un disque de fermeture de l'alésage 36 en forme de plaque, qui est serti dans un logement cylindrique 50 du noyau magnétique mobile 32, la tige d'attelage 26 étant susceptible d'être entraînée en translation suivant l'axe Y-Y et vers l'arrière par le noyau magnétique mobile 32 lors de l'actionnement ou du relâchement de l'électroaimant qui est composé du noyau magnétique mobile 32 et de la bobine 34. Suivant l'état de la technique, la surface annulaire d'épaulement arrière 42 est réalisée venue de matière avec le corps du noyau magnétique mobile 32, et l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32, qui fait saillie axialement vers l'arrière hors de la bobine fixe 34, comporte une coupelle rapportée 54, qui est sertie sur l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32, et qui comporte à sa périphérie une collerette 56, qui s'étend radialement vers l'extérieur, et qui est destinée à servir d'appui à un ressort externe 58 de rappel du noyau magnétique mobile 32 vers sa position arrière de repos illustrée à la figure 1. En effet, le ressort 58 rappelle élastiquement vers l'arrière le noyau magnétique mobile 32 en prenant appui entre la collerette 56 et la carcasse 31 du contacteur 30. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel une nouvelle coupelle rapportée 54 est agencée à I'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. Le noyau magnétique mobile 32 diffère sensiblement du noyau magnétique mobile précédemment décrit en référence à la figure 1, dans la mesure o l'alésage 36 du noyau mobile 32 débouche à l'arrière du noyau magnétique mobile 32 et est borgne à l'avant. Ainsi, le fond avant 48 de l'alésage 36 n'est plus, comme précédemment décrit en référence à l'état de la technique, constitué par un disque rapporté mais il est réalisé venu de matière avec le corps du noyau magnétique mobile 32. Le corps tubulaire de la coupelle rapportée 54 est extérieurement d'un diamètre sensiblement égal au diamètre du noyau magnétique mobile 32 et elle comporte à son extrémité arrière la collerette 56 précédemment décrite en référence à la figure 1. L'alésage 36 ne comporte plus de face annulaire arrière interne comme précédemment décrit en référence à la figure 1, mais il débouche dans la face annulaire d'extrémité libre arrière 52 du noyau 32. L'épaulement radial arrière de l'alésage 36 du noyau magnétique mobile 32 est constitué par un fond 62 de la coupelle 54, dont un trou central 60, de diamètre supérieur au diamètre de la tige d'attelage 26, autorise des débattements axiaux et verticaux de la tige d'attelage 26 lorsque l'extrémité arrière de celle-ci se déplace avec l'extrémité 25 du levier d'actionnement 20. La partie centrale du fond 62 de la coupelle 54 qui s'étend radialement vers l'intérieur en regard de l'alésage 36 forme la surface d'épaulement annulaire arrière 42 qui permet l'appui du ressort interne 38 de rappel de la tige d'attelage 26. La coupelle 54 comporte donc à elle seule les deux surfaces 56 et 42 d'appui des ressorts externe 58 de rappel du noyau magnétique mobile 32, et interne 38 de rappel de la tige d'attelage 26. Avantageusement, dans ce mode de réalisation, la coupelle 54 est soudée au niveau de la périphérie de son fond 62 à la périphérie de l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. En variante, le fond 62 de la coupelle 54 peut être assemblé par soudage par points ou collé à l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation dans lequel la coupelle 54 est sertie à l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. La coupelle 54 présente une forme globalement analogue à celle décrite en référence à la figure 2. Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, le corps tubulaire de la coupelle 54 est d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur du noyau magnétique mobile 32 et il comporte de préférence trois bras 64, répartis angulairement à intervalles réguliers, qui s'étendent axialement vers l'avant de façon à être adjacents la périphérie du noyau magnétique mobile 32. Les bras 64 comportent à leur extrémités avant des coudes 68 qui ont pour fonction de réaliser un centrage de la coupelle 54 sur le corps du noyau mobile 32. Avantageusement, la coupelle 54 peut, par exemple, être réalisée par emboutissage. En variante, la coupelle 54 peut, au moment de sa fabrication, être formée à partir d'une coupelle 54 analogue à celle décrite en référence à la figure 2, dans le fond 62 de laquelle sont découpées par poinçonnage trois pattes radiales planes qui sont par la suite repliées perpendiculairement et suivant la direction axiale Y-Y au fond 62 pour former les bras 64 qui s'étendent axialement vers l'avant. Au moment de l'assemblage, la coupelle 54 est enfilée sur I'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32 jusqu'à ce que le fond 62 de la coupelle 64 soit axialement en butée contre l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. Avantageusement, l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32 constitue une butée axiale vers l'avant pour la coupelle 54. Par ailleurs, la coupelle 54 est simultanément maintenue extérieurement afin de ne pas pouvoir se déformer radialement vers l'extérieur. Un outil de sertissage pénètre alors axialement suivant l'axe Y-Y à l'intérieur de la coupelle 54 dans les espaces laissés libres par la découpe des bras 64, que l'on peut plus particulièrement voir à la figure 4, et écrase l'extrémité 52 du noyau magnétique mobile, en formant axialement en regard des bras 64 de la coupelle 54 un bourrelet 66 de matériau du noyau magnétique mobile 32, qui permet l'immobilisation axiale vers l'arrière des bras 64 de la coupelle 54 par rapport au noyau magnétique mobile 32. La coupelle 54 étant par ailleurs immobilisée axialement vers l'avant par l'intermédiaire de son fond 62 en appui sur l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32, elle se trouve rigidement liée au noyau magnétique mobile 32. La figure 6 illustre un troisième mode de réalisation dans lequel la coupelle 54 n'est pas sertie mais emboîtée à force sur l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. La coupelle 54 est sensiblement analogue à la coupelle 54 décrite en référence à la figure 3, et elle est munie de trois bras 64 répartis angulairement à intervalles réguliers qui s'étendent axialement vers l'avant au contact de la périphérie du noyau magnétique mobile 32. Les bras 64 comportent à leur extrémité avant des coudes 68 qui sont rabattus radialement vers l'axe Y-Y du noyau magnétique mobile 32 et qui sont, dans ce mode de réalisation, susceptibles d'être reçus dans une gorge radiale externe 70 réalisée à la périphérie du noyau magnétique mobile 32. De la sorte, et comme on peut le voir sur la figure 6, lors de l'assemblage de la coupelle 54 sur le noyau magnétique mobile 32, la coupelle 54 est enfilée axialement sur le noyau magnétique mobile 32 en déformant temporairement vers l'extérieur les bras 64, puis les coudes 68 des bras 64 de la coupelle 54 pénètrent dans la gorge 70 du noyau magnétique mobile 32 en assurant ainsi son immobilisation axiale, le fond 62 de la coupelle 54 venant au contact de l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32 pour parfaire l'immobilisation axiale de la coupelle 54 et déterminer une position axiale précise de la coupelle 54 par rapport au noyau 32. Les figures 7 à 10 illustrent un quatrième mode de réalisation dans lequel la coupelle comporte deux bras axiaux diamétralement opposés et qui sont fixés au noyau magnétique mobile 32. Comme l'illustrent les figure 9 et 10, la coupelle 54 comporte deux bras 64, qui s'étendent axialement vers l'avant et qui présentent sensiblement la forme d'un arc de cercle dans un plan transversal perpendiculaire à l'axe Y-Y. Les bras 64 comportent chacun deux trous 71 situés dans ce même plan transversal, et qui sont destinés à coopérer avec le corps du noyau magnétique mobile 32 lors du sertissage pour réaliser l'immobilisation de la coupelle 54 par rapport au noyau magnétique mobile 32. La coupelle 54 peut être par exemple réalisée par emboutissage, ou par poinçonnage et pliage, les bras 64 étant préalablement découpés dans le fond 62 de la coupelle 54, puis repliés perpendiculairement à celle-ci de façon à ce qu'une fois la coupelle 54 en position sur le noyau magnétique mobile 32, ceux-ci s'étendent axialement vers l'avant en épousant la périphérie du noyau magnétique mobile 32. Lors de l'assemblage de la coupelle 54 sur le noyau magnétique mobile 32, la coupelle 54 est enfilée axialement sur le noyau magnétique mobile 32 jusqu'à ce que son fond 62 soit en butée sur l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32. La coupelle 54 est retenue sur sa périphérie extérieure par un gabarit approprié pour éviter qu'elle ne se déforme lors de l'opération de sertissage. Puis un outil de sertissage pénètre à l'intérieur de la concavité de la coupelle 54 dans les interstices laissés libres par la découpe des bras 64 et écrase l'extrémité arrière 52 du noyau magnétique mobile 32 de sorte que le matériau du noyau magnétique mobile 32 est refoulé radialement vers l'extérieur et pénètre dans les trous 71 de la coupelle 54, en l'immobilisant axialement vers l'arrière, comme représenté sur la vue de détail de la figure 8. Avantageusement, les différents noyaux magnétiques mobiles de contacteur 30 ainsi réalisés permettent d'abaisser notablement les coûts de production. REVENDICATIONS 1. Contacteur (30) de démarreur (10) de moteur thermique, notamment de véhicule automobile, du type comportant une bobine annulaire (34), qui entoure un noyau magnétique cylindrique (32) monté coulissant axialement dans un alésage de la bobine (34), du type dans lequel un tronçon arrière du noyau magnétique mobile (32) fait saillie axialement à l'extérieur de la bobine fixe (34), du type dans lequel un ressort externe de rappel (58) du noyau magnétique mobile est en appui axial contre une collerette radiale extérieure (56) rapportée du tronçon arrière du noyau magnétique mobile (32), du type dans lequel le noyau magnétique mobile (32) comporte un alésage intérieur (36) qui débouche à l'extrémité arrière (52) qui est agencée en avant de la collerette (56) et qui permet le passage d'une tige d'attelage (26), dont l'extrémité arrière est liée à un levier d'actionnement (20) du pignon (14) de lanceur, qui est rappelée élastiquement vers l'avant de l'alésage (36) par un ressort interne (38) monté comprimé axialement contre une surface avant d'épaulement de la tige d'attelage (26) et une surface d'épaulement arrière (42) du noyau magnétique mobile (32), et dont I'extrémité avant est susceptible de prendre appui sur un fond avant de l'alésage (48) pour être entraînée en translation par le noyau magnétique mobile (32) du démarreur, caractérisé en ce que le fond avant (48) de l'alésage (36) est réalisé venu de matière avec le corps du noyau magnétique mobile (36), et en ce qu'une coupelle (54) rapportée à l'extrémité arrière (52) du noyau magnétique mobile (32) comporte la surface d'épaulement arrière (42) de l'alésage (36) du noyau magnétique mobile (32) et la collerette extérieure (56). 2. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette extérieure (56) est agencée à l'extrémité arrière de la coupelle (54), et en que la surface d'épaulement (42) de l'alésage du noyau magnétique mobile (32), constitue un fond avant (62) de la coupelle (54), percé pour le passage de la tige d'attelage (26), et qui est en butée axialement vers l'avant contre la face d'extrémité arrière du corps du noyau. 3. Contacteur (30) de démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre extérieur du corps de la coupelle (54) est sensiblement égal au diamètre du corps du noyau magnétique mobile (32), de manière que la coupelle (54) prolonge axialement vers l'arrière le corps du noyau magnétique mobile (32). 4. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fond avant (62) de la coupelle (54) est soudé à l'extrémité arrière (52) du corps du noyau magnétique mobile (32). 5. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle (54) comporte au moins deux bras (64) qui s'étendent axialement vers l'avant au delà du fond avant (62) de la coupelle (54) et en regard de la périphérie du noyau magnétique mobile (32). 6. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bras (64) comportent à leurs extrémités avant des coudes (68) qui sont rabattus radialement vers l'axe du noyau magnétique mobile (32). 7. Contacteur (30) de démarreur (10) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les bras (64) sont découpés dans le fond avant (62) de la coupelle (54), et sont repliés à angle droit. 8. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la coupelle (54) est sertie sur le noyau magnétique mobile (32) par un écrasement axial du matériau de l'extrémité (52) arrière du corps du noyau magnétique mobile, qui forme un bourrelet périphérique (66) agencé axialement entre l'extrémité (52) arrière du corps du noyau magnétique mobile (32) et les coudes (68) des bras (64), de manière à immobiliser axialement les bras (64). 9. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les coudes (68) des bras (64) sont emboîtés radialement dans une gorge (70) formée dans la périphérie du corps du noyau magnétique mobile (32). 10. Contacteur (30) de démarreur (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la coupelle (54) est sertie sur le noyau magnétique mobile (32) par un écrasement axial du matériau de la périphérie du noyau magnétique mobile (32), qui provoque, radialement et vers l'extérieur, un reflux de matière dans des trous (71) qui sont agencés en regard dans les bras (64).