Brevet FR2822596A1 — publié le 20020927

La présente invention concerne un dispositif de contact, vissé notamment de démarreur de véhicules automobiles, comprenant: - un goujon de contact relié à une première ligne d'alimentation électri- que, - un écrou de fixation pour être vissé sur le goujon de contact, - un patin de contact fixé sur le goujon de contact à l'aide de l'écrou, ce patin coopérant avec une seconde ligne d'alimentation électrique. Pour situer le problème de l'invention il convient de décrire brièvement les conditions habituelles dans lesquelles se branchent les o démarreurs de véhicules automobiles. Souvent le relais principal du dé- marreur et sa partie de moteur sont logés dans des boîtiers séparés. Le boîtier du relais comporte un dispositif de contact vissé correspondant au type défini ci-dessus; dans le cas d'un tel contact, une vis de contact cor- respond à une première ligne d'alimentation électrique en liaison avec le relais. Un écrou de fixation est prévu sur cette vis de contact et un patin de contact se fixe à l'aide de cet écrou. Celui-ci constitue la seconde ligne d'alimentation électrique reliée à l'enroulement du moteur du démarreur par un cordon soudé. Ce dernier traverse en général un manchon en caoutchouc constituant le joint dans le boîtier de la partie moteur du dé- marreur. Les démarreurs habituels de véhicules automobiles sont prévus avec des moyens de construction différents pour qu'en cas de sur- charge ou de défaut, on réduit dans une très large mesure le risque d'in- cendie du démarreur. Ainsi, à l'intérieur de la partie moteur du démarreur, on utilise autant que possible des matériaux ininflammables pour les différents isolants, les pièces en matière plastique et les lubri- fiants. La difficulté réside dans le traitement des défaillances mé- caniques qui peuvent produire une liaison électrique entre des pièces en tension et la masse. I1 s'agit par exemple de l'expulsion de lamelles du collecteur, de la rupture ou par exemple de l'expulelon de lamelles de commutateur, de la rupture ou de la déformation de pièces métalliques ou encore de l'arrachement de pièces mises en tension dans le démarreur. De tels ponts de contact électriques d'origine mécanique entre la tension de s: fonctionnement et la masse peuvent provoquer des arcs électriques en- traînant l'incendie du démarreur. Partant de ces considérations, la présente invention a pour but d'augmenter la sécurité vis-à-vis de telles situations de défaut. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus caractéfisé par une réduction de section du goujon de contact, cette réduction de section pouvant fondre en cas de surcharge électrique. Le rétrécissement de section est de préférence un rétrécis s sement du goujon de contact conçu pour que son élévation de tempéra- ture, en cas de passage de courants normaux, reste faible et que le rétrécissement conserve sa solidité mécanique. Ce n'est qu'en cas de dé- faut, c'est-à-dire lorsque des intensités de court-ctrcuit, élevées, passent ou en cas de surcharge permanente du démarreur liée à une mauvaise o utilisation ou de défaut, que les courants auront une intensité telle qu'au niveau du rétrécissement de section il y aura fusion du matériau du gou- jon de contact coupant ainsi la liaison électrique. Ainsi, la ligne d'alimen- tation vers la partie moteur du démarreur sera coupée de la tension. Un développement particulièrement avantageux du disposi- tif de contact à vis selon l'invention est caractérisé en ce qu'au niveau de la réduction de section, le goujon de contact est entouré par une chambre d'extinction d'arc fermée. Selon une autre caractéristique avantageuse, la chambre d'extinction d'arc est formée par un manchon métallique entourant le o goujon de contact et maintenu sous le patin de contact. Suivant une autre caractéristique avantageuse la chambre d'extinction d'arc est munie sur sa face intérieure d'une couche isolante électrique. Ainsi, comme la zone du goujon de contact qui constitue le :5 point fusible est logée dans cette chambre d'extinction, celle-ci évite qu'il se produise, le cas échéant, une flamme ouverte. Le revêtement isolant électrique protège, en cas de défaut, l'élément de goujon de contact sous tension, provenant du relais, vis-à-vis de l'extérieur, d'une manière fiable en l'isolant ainsi. La situation est dans ces conditions totalement sans danger. Selon un autre développement avantageux de l'invention, le goujon de contact est précontraint en traction dans sa direction longitudi- nale. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'inven tion, un élément élastique génère la précontrainte entre l'écrou de fixation et le patin de contact. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément élastique est un anneau élastique. La précontrainte du goujon de contact assurée de préfé- rence par un élément élastique entre l'écrou de fixation et le patin de contact garantit la séparation mécanique du rétrécissement de section du goujon de contact en cas de défaut. Cela garantit avec une grande sécurité s la coupure de la partie du moteur par rapport à la tension. En résumé, le dispositif de contact vissé selon l'invention con stitue une pro te ction pratiqu ement contre to us les cas d e d é faut et de s variantes de court- circuit, même celle pro duite au niveau du cordon d'alimentation et du passage de la partie du moteur du démarreur, et as o sure une protection avec une grande fiabilité. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue du côté schématique d'un démarreur de véhi s cule automobile comportant un dispositif de contact à vis entre le relais et la partie du moteur, et - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de contact à vis selon la figure 1. Selon la figure 1, le démarreur du véhicule automobile o comporte une partie de moteur 1, dont le côté avant est fermé par le pan- neau dit de palier A portant la référence 2. Le palier A est équipé des dis- positifs d'entraînement de roue libre et d'engrènement du pignon 3 du démarreur; ces différents moyens ne sont pas représentés. De plus, le relais 4 est fixé par bride latéralement sur le pa s lier A, 2. Le boîtier 5 du relais est fermé du côté opposé à celui du palier A par un couvercle de relais 6. Le couvercle de relais 6 comporte au moins un goujon de branchement 7 pour assurer le branchement électrique du relais 6 sur le réseau embarqué. D'autre part, le couvercle 6 du relais comporte un dispositif de contact à vis 8 pour réaliser la liaison électrique du relais 4 et du mo- teur de démarreur logé dans le boîtier 9 du moteur. Son branchement électrique se fait par un cordon 10 pénétrant dans le boîtier 9 du moteur à travers un passage isolé constitué par exemple par une gaine de caout- chouc 11. L'extrémité du cordon 10 est soudée d'une manière décrite ulté 3s rieurement au dispositif de contact à vis 8. La figure 2 montre le détail du dispositif de contact à vis 8. La première ligne d'alimentation électrique est le goujon de contact 12 couplé au relais 4 et qui dépasse du couvercle 6 du relais. Comme cela parat clairement à la figure 2, le goujon de contact 12 comporte une par- tie rétrécie 13 en forme de rainure annulaire qui diminue fortement sa section. Devant le couvercle de relais 6, le goujon de contact 12 porte un manchon en acier 14 dont le côté intérieur est muni d'une couche d'isola s tion électrique 15 sous la forme d'un revêtement ou d'un manchon en matière céramique appropriée, placé dans le manchon en acier 14. Le diamètre intérieur du manchon en acier 14 avec la couche isolante 15 est légèrement plus grand que le diamètre extérieur du goujon de contact 12. De plus, la partie rétrécie 13 se trouve au niveau du manchon en acier 14. o On a ainsi réalisé globalement une sorte de chambre d'extinction d'arc 16 qui sera décrite de manière plus détaillée ci-après. Le dispositif de contact à vis 8 reçoit un patin de contact 17 accroché par son _illet 18 sur le goujon de contact 12 et s'appuyant sur le manchon en acier 14. Un anneau élastique 19 est placé par-dessus le s patin et l'ensemble est serré par un écrou 20. L'anneau élastique 19 ap- plique une précontrainte V vers l'extérieur, dans la direction longitudinale, sur le goujon de contact 12. L'extrémité libre non représentée du patin de contact 17 est soudée au cordon 10. Dans les conditions de fonctionnement normal, le goujon de contact 12 et le patin de contact 17 sont traversés par un courant qui ne provoque pas d'échauffement significatif du goujon de contact. En cas de défaut et de courant de court-circuit d'intensité élevée, le goujon de con- tact 12 s'échauffe au niveau du rétrécissement 13 à un niveau tel que cela provoque la fusion de la matière du goujon de contact à cet endroit. La précontrainte V induite pas l'anneau élastique 19 tire la partie extérieure 21 du goujon de contact et l'écrou 20 pour l'écarter de la partie intérieure 22. Un éventuel arc électrique qui se forme alors au niveau du point de fusion sera coupé vis-à-vis de l'extérieur par la chambre d'extinction d' arc 16 formée par le manchon d'acier 14 et la couche isolante 15. La couche isolante couvre en outre, après la mise en _uvre de la sécurité de sur- charge, la partie intérieure 22 mise en tension du goujon de contact, visà- vis de l'extérieur. Les dessins ne montrent pas de manière détaillée une dis- position alternative de la chambre d'extinction d'arc 16. Celle-ci peut étre 3s réalisée dans le couvercle 6 du relais par un enfoncement dans le man- chon d'acier correspondant avec une position isolée dans le perçage ou par coulée dans le couvercle du relais. Le dispositif de contact vissé selon l' invention pent non seulement être prévu entre le relais 4 et la partie de moteur 1 d'un démar- reur de véhicule automobile mais également par exemple en des points dits d'appui dans un véhicule automobile. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de contact vissé, notamment de démarreur de véhicules au tomobiles, comprenant: - un goujon de contact (12) relié à une première ligne d'alimentation s électrique, - un écrou de fixation (20) pour être vissé sur le goujon de contact (12), - un paffn de contact (17) fixé sur le goujon de contact (12) à l'aide de l'écrou (20), ce patin coopérant avec une seconde ligne d'alimentation électrique, o caractérisé par une réduction de section (13) du goujon de contact (12), cette réduction de section pouvant fondre en cas de surcharge électrique. 2 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 1, lS caractérisé en ce que la réduction de section est formée par un rétrécissement (13) du goujon de contact (12). 3 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au niveau de la réduction de section (13), le goujon de contact (12) est entouré par une chambre d'extinction d'arc (16) fermée. 4 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre d'extinction d'arc (16) est formée par un manchon métallique (14) entourant le goujon de contact (12) et maintenu sous le patin de contact (17). so 5 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la chambre d'extinction d'arc (16) est munie sur sa face intérieure d'une couche isolante électrique (15). ss 6 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 1, caractérisé en ce que le goujon de contact (12) est précontraint en traction dans sa direction longitudinale. 7 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' un élément élastique (l9) génère la précontrainte (V) entre l'écrou de fixa tion (20) et le patin de contact (17). s 8 ) Dispositif de contact à vis selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément élastique est un anneau élastique (l9).