Brevet FR3006127A1 — publié le 20141128

MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE COMPRENANT UN MODULE DE PROTECTION THERMIQUE Le domaine de la présente invention est celui des machine électriques tournantes, et plus particulièrement les démarreurs pour véhicules automobiles. Ce type de machine est placé dans un environnement relativement rude où la température peut notamment y être importante. Cette température risque d'entrainer une détérioration irréversible de la machine, voire un départ de feu, si elle est trop élevée. Aujourd'hui pour protéger la machine, on utilise un fusible qui mesure la tension à l'intérieur de la machine et qui coupe le courant dès qu'une certaine valeur limite de la tension est atteinte. La valeur limite de la tension est calculée de façon à ce que le fusible fonde lorsqu'une certaine température théorique est atteinte dans la machine. Le problème de cette solution est comme la valeur limite est calculée en fonction de la température théorique, le fusible coupe sans connaitre la température réelle, il ne peut pas couper le courant lorsqu'il y a des surtensions et n'est pas réversible. Il faut donc changer le fusible ce qui entraine des couts supplémentaire pour l'utilisateur et une immobilisation du véhicule pour effectuer ce changement. L'objet de la présente invention est de proposer une solution à la fois réversible et qui tient compte de la température réelle de la machine. L'invention a donc trait à une machine électrique tournante pour véhicule automobile, notamment un démarreur, comprenant : un moteur électrique, un organe sensible à la température d'une partie de la machine, cet organe étant agencé pour provoquer la coupure de l'alimentation électrique de ce moteur électrique lorsque cette température dépasse un premier seuil prédéterminé et pour permettre l'alimentation du moteur électrique du moteur lorsque cette température redescend en dessous d'un second seuil de température prédéterminé. La machine électrique est plus particulièrement destinée à un véhicule automobile comme par exemple un démarreur. L'utilisation d'un organe sensible à la chaleur avec deux états selon la température permet d'avoir un dispositif réversible et qui évite d'avoir à intervenir sur la machine après une surchauffe de la machine. L'invention concerne également un module destiné à être incorporé à une machine électrique tournante comportant un moteur électrique, ce module comprenant un organe sensible à la température d'une partie de la machine tournante, cet organe étant agencé pour, lorsque le module est incorporé à la machine tournante, provoquer la coupure de l'alimentation électrique de ce moteur électrique lorsque cette température dépasse un premier seuil prédéterminé et pour permettre l'alimentation du moteur électrique du moteur lorsque cette température redescend en dessous d'un second seuil de température prédéterminé. Ce module peut ainsi être incorporé à toute machine électrique soumise à des températures importantes pouvant entrainer la détérioration de la machine. Selon un mode de réalisation le module comprend en outre deux contacts et une lame formant un interrupteur, et où l'organe sensible à la température contraint mécaniquement la lame déconnectée d'au moins un des deux contacts de l'interrupteur pour, lorsque le module est incorporé à la machine tournante, provoquer la coupure de l'alimentation électrique de ce moteur électrique lorsque la température dépasse le premier seuil prédéterminé et en ce que la lame de contact est en connexion électrique avec les deux contacts lorsque l'organe sensible à la température a une température en dessous d'un second seuil de température prédéterminé. Le module forme alors un interrupteur ayant un contact fermé commandé par l'organe sensible à la chaleur. L'interrupteur est alors de préférence monté en série avec soit le circuit de commande de la machine soit le circuit de puissance. Selon un autre mode de réalisation le module comprend une lame et deux contacts formant un interrupteur, et où l'organe sensible à la chaleur, à l'état actif correpondant à son état lorsque sa température est en dessous le premier seuil prédéterminé, contraint mécaniquement la lame connectée électriquement aux deux contacts de l'interrupteur et en ce que la lame est déconnectée d'au moins un des deux contacts lorsque l'organe sensible à la température est à l'état de repos. Le module forme alors un interrupteur ayant un contact ouvert commandé par l'organe sensible à la chaleur. Dans ce mode de réalisation, l'interupteur peut se fermer pour soit commander l'arrêt de la machine soit allimenter un moyen d'information pour informer l'utilisateur de la surchauffe afin qu'il arrête la machine. Dans ces deux modes de réalisations, l'interrupteur est destiné à être placé sur le circuit, mais l'organe sensible à la température peut être placé où l'on le souhaite mais pas nécessairement sur le circuit d'alimentation de la machine (circuit de puissance) ou de son circuit de commande. Selon une caractéristique particulière, l'organe sensible à la température est agencé pour se déformer à partir du premier seuil prédéterminé. Cette déformation permet l'ouverture ou la fermeture du contact selon la position donnée. Ce seuil est déterminé en fonction de la température à partir de laquelle la machine pourrait être endommagée de façon irréversible. Selon un exemple de ces deux modes de réalisaitons, l'organe sensible à la température commande l'interrupteur mécaniquement en agissant directement sur une lame ou plaque de contact de l'interrupteur. L'organe sensible à la température permet l'actionnement de l'interrupteur qui procure la coupure alors l'arrivée du courant dans la machine. Selon un autre exemple de ces deux modes de réalisations, l'organe sensible à la température commande mécaniquement, par le biais d'un élément d'entrainement, la lame de l'interrupteur. L'organe sensible à la température de ces deux exemples peut être agencé pour se déformer à partir du premier seuil prédéterminé. L'organe sensible à la température de ces deux exemples peut est un bilame. L'avantage du bilame est qu'en se déformant par l'action de la chaleur, il permet l'ouverte ou la fermeture de l'interrupteur et qu'en plus sa déformation est réversible. L'organe sensible à la température de ces deux exemples peut aussi être placé sur un des contacts de l'interrupteur. L'organe sensible à la température est placé en parallèle à la lame de contact et en vis-à-vis de celle-ci. La déformation de l'organe sensible à la température agit alors sur ce contact par l'intermédiaire de la lame de contact. Une caractéristique de ces deux modes de réalisations peut aussi que l'interrupteur comprend en outre un organe de rappel agissant sur la lame dans le sens opposée à l'organe sensible à la température lorsqu'il passe de l'état repos à un état actif. L'organe de rappel permet au contact de reprendre sa position initiale quand l'organe sensible à la température reprend sa position initiale de repos. Une autre caractéristique de ces deux modes de réalisations peut aussi que la lame soit un organe de rappel qui exerce une force en opposition avec l'organe sensible à la température lorsqu'il passe de l'état repos à l'état actif. Dans cette variante, l'interrupteur n'a plus besoin que de la lame de contact et plus besoin de ressort de rappel. Selon une disposition particulière, l'organe sensible à la température est disposé en vis-à-vis d'une rondelle élastique formant l'organe de rappel. Selon une autre disposition, l'organe sensible à la température est placé entre deux contacts. Dans ce cas l'organe sensible à la température agit sur la lame de contact qui est disposée entre les deux contacts. La Machine selon l'invention peut comprendre un module tel que prédécement décrit. L'organe sensible à la température peut être placé sur le bobinage de la machine électrique. Selon un exemple de la machine, l'organe sensible à la température, peut aussi être agencé pour que sa déformation provoque directement une coupure d'un circuit de commande de ladite machine provoquant la coupure de l'alimentation électrique de ce moteur électrique. Selon un autre exemple, de la machine, l'organe sensible à la température peut autrement êt disposé pour que sa déformation provoque directement la coupure du circuit d'alimentation électrique de la machine. Le module peut être compris aussi comme un dispositif de protection thermique d'une machine électrique tournante. Selon une première version de la machine, l'organe sensible à la température est placé sur le bobinage de la machine électrique et l'interrupteur est placé sur un circuit de commande de ladite machine. L'organe sensible à la température actionne ainsi l'ouverture et la fermeture du circuit de commande, ce qui permet l'arrêt de la machine en fonction de la température réelle de la bobine. Selon une deuxième version version, l'organe sensible à la température est disposé sur le circuit d'alimentation électrique de la machine. Le courant est donc coupé quand la température du circuit de commande atteint un certain seuil. L'invention à trait en particulier à un démarreur de véhicule, nottament de voiture, comprenant une machine précédemment décrit ci-dessus et équipé d'un module avec une des caractéristiques précédentes. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre d'exemple. - La figure 1 représente un démarreur selon l'invention, - La figure 2 montre une autre variante de démarreur selon l'invention, - La figure 3 est le détail du dispositif selon l'invention illustrée à la figure 1, - Les figures 4 et 5 montrent un premier mode de réalisation de l'interrupteur respectivement en position fermée et ouverte, - Les figures 6 et 7 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'interrupteur respectivement en position fermée et ouverte, - Les figures 8 et 9 représentent un troisième mode de réalisation de l'interrupteur respectivement en position fermée et ouverte. Le démarreur 1 illustré figure 1 comprend un bobinage 10, un dispositif de protection thermique 2 ou appelé aussi module. Le module comprenant un interrupteur 28, un organe sensible à la température 20. Le démareur 1 comprend en outre une alimentation électrique 3 dudit démarreur 1 commandée par un circuit de commande 35. Dans ce mode de réalisation le module 2 est placé sur le bobinage 10. On pourra par exemple utiliser un bilame classique qui s'ouvrira quand la température atteint un certain seuil, ledit bilame constituera alors un interrupteur 28. La figure 3 montre le détail d'un premier mode de réalisation du dispositif et de l'alimentation 3. L'alimentation électrique 3 comprend une partie terminale 30, un couvercle 33, un contact 34 et un écrou métallique 32 couvert par un isolant 31 en plastique isolant la partie terminale 30 du contact 34. Le module 2 est relié à la partie terminale 30 et au contact 34 par un fil 36. La partie terminale 30 est reliée à une source de courant (non représenté) tandis que le contact 34 est relié au démarreur 1. L'organe sensible à la température 20 ouvre ou ferme le contact 34 de l'alimentation électrique 3 du démarreur 1. La figure 2 montre un autre mode de réalisation où le module 2 est placé sur une portion du circuit d'alimentation électrique 3 et la culasse du moteur ékectrique du démarreur. Le module 2 est raccordé électriquement entre une borne de sortie du contacteur et les balais positifs du moteur électrique. Dans les figures 4 et 5 on voit un premier mode de réalisation du module 2 composé d'un organe sensible à la température 20 tel qu'un bilame disposé dessous une borne 21. L'organe sensible à la température 20 a une forme sensiblement rectangulaire. La borne 21 est reliée à un premier contact 22 par une lame souple 24. Le premier contact 22 est placé en vis-à-vis d'un deuxième contact 23. L'ensemble est placé dans un boitier 25 isolant électriquement. Lorsque la température de l'environnement atteint un premier seuil prédéterminé, l'organe sensible à la température 20 se plie vers la lame souple 24 jusqu'à provoquer le déplacement du premier contact 22 qui est alors déconnecté du deuxième contact 23. Lorsque la température descend au dessous d'un second seuil prédéterminé, l'organe sensible à la température 20 reprend sa forme initiale et le contact 22 est reconnecté au contact 23. La lame souple 24 peut présenter une certaine élasticité pour faciliter le retour du contact 22 sur le contact 23. Dans le deuxième mode de réalisation du module 2 illustré figures 6 et 7, l'organe sensible à la température 20 est disposé sous la lame souple 24 et sous le deuxième contact 23. Le boitier 25 présente une cavité 250 dans laquelle est placé l'organe sensible à la température 20 dans une position concave de repos. La concavité de l'organe sensible à la température 20 est ouverte vers les contacts 22 et 23. Un élément d'entrainement 200 est placé au milieu de l'organe sensible à la température 20, une première extrémité 201 est en appui sur l'organe sensible à la température 20 tandis qu'une deuxième extrémité 202 est en appui sur la lame souple 24. Lorsque la température de l'environnement atteint le premier seuil prédéterminé, la concavité de l'organe sensible à la température 20 s'inverse jusqu'à provoquer le déplacement de l'élément d'entrainement 200 vers le haut qui déplace alors le premier contact 22 qui est alors déconnecté du deuxième contact 23. Lorsque la température descend au dessous du second seuil prédéterminé, l'organe sensible à la température 20 reprend sa forme initiale et le contact 22 est reconnecté au contact 23. Dans cette variante, l'organe sensible à la température20 est de préférence circulaire ainsi que la cavité 250. La lame souple 24 peut présenter une certaine élasticité pour faciliter le retour du contact 22 sur le contact 23. La troisième variante montrée aux figures 8 et 9, comprend deux bornes 21a et 21b avec deux contact 22a et 22b reliés par une lame 27 sensiblement rigide pour garantir le contact électrique entre les deux contacts 22a et 22b. L'organe sensible à la température 20 est de forme sensiblement circulaire et de forme concave au repos, un élément d'entrainement 200 est placé au centre de l'organe sensible à la température 20 et sous la lame 27. Une rondelle élastique 26 est disposée au dessus de la lame 27 en appui entre celle-ci et le couvercle 25a du boitier 25. Lorsque la température de l'environnement atteint le premier seuil prédéterminé, la concavité de l'organe sensible à la température 20 s'inverse ce qui provoque le déplacement de l'élément d'entrainement 200 vers la lame 27 en opposition avec la rondelle élastique 26 jusqu'à provoquer sa déconnection des deux contacts 22a et 22b. Lorsque la température descend au dessous du second seuil prédéterminé, l'organe sensible à la température 20 reprend sa forme initiale et la lame 27 est reconnectée aux contacts 22a et 22b par la force de rappel de la rondelle élastique 26 qui repousse ladite lame 27 vers les contacts 22a et 22b. La rondelle élastique 26 peut être remplacée par un autre moyen de rappel sans sortir du cadre de la présente invention. La concavité de l'organe sensible à la température 20 peut également être inversée. Il est également possible d'ajouter un fusible de court circuit en plus du présent dispositif, il sera alors disposé en série. REVENDICATIONS1. Machine électrique tournante (1) pour véhicule automobile, notamment un démarreur, comprenant : un moteur électrique, un organe (20) sensible à la température d'une partie de la machine (1), cet organe (20) étant agencé pour provoquer la coupure de l'alimentation électrique (3) de ce moteur électrique lorsque cette température dépasse un premier seuil prédéterminé et pour permettre l'alimentation du moteur électrique du moteur lorsque cette température redescend en dessous d'un second seuil de température prédéterminé. 2. Module destiné à être incorporé à une machine électrique tournante (1) comportant un moteur électrique, ce module comprenant un organe (20) sensible à la température d'une partie de la machine tournante (1), cet organe (20) étant agencé pour, lorsque le module est incorporé à la machine tournante (1), provoquer la coupure de l'alimentation électrique (3) de ce moteur électrique lorsque cette température dépasse un premier seuil prédéterminé et pour permettre l'alimentation du moteur électrique du moteur lorsque cette température redescend en dessous d'un second seuil de température prédéterminé. 3. Module (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux contacts (22, 23; 22a, 22b) et une lame (24, 27) formant un interrupteur, et où l'organe sensible à la température (20) contraint mécaniquement la lame (24, 27) déconnectée d'au moins un des deux contacts (23 ; 22a, 22b) de l'interrupteur (28) pour, lorsque le module 30 est incorporé à la machine tournante (1), provoquer la coupure de l'alimentation électrique (3) de ce moteur électrique lorsque la température dépasse le premier seuil prédéterminé et en ce que la lame (24, 27) de contact est en connexion électrique avec les deux contacts (22, 23 ; 22a, 22b) lorsque l'organe sensible à la température (20) a une température en dessous d'un second seuil de température prédéterminé. 4. Module (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une lame (24, 27) et deux contacts (22, 23 ; 22a, 22b) formant un interrupteur, et où l'organe sensible à la température (20), à l'état actif correpondant à son état lorsque sa température est en dessous le premier seuil prédéterminé, contraint mécaniquement la lame (24, 27) connectée électriquement aux deux contacts (22, 23 ; 22a, 22b) de l'interrupteur (28) et en ce que la lame (24, 27) est déconnectée d'au moins un des deux contacts (23 ; 22a, 22b) lorsque l'organe sensible à la température (20) est à l'état de repos. 5. Module (2) selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) commande l'interrupteur (28) mécaniquement en agissant directement sur une lame (24, 27) de l'interrupteur (28). 6. Module (2) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) commande mécaniquement, par le biais d'un élément d'entrainement (200), la lame (24, 27) de l'interrupteur (28). 7. Module (2) selon une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) est agencé pour se déformer à partir du premier seuil prédéterminé. 8. Module (2) selon une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) est un bilame. 9. Module selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) est placé sur un des contacts (22) de l'interrupteur (28). 10. Module (2) selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que l'interrupteur (28) comprend en outre un organe de rappel agissant sur la lame (27) dans le sens opposée à l'organe sensible à la température (20) lorsqu'il passe de l'état repos à un état actif . 11. Module (2) selon une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la lame (24, 27) est un organe de rappel qui exerce une force en opposition avec l'organe sensible à la température (20) lorsqu'il passe de l'état repos à l'état actif. 12. Module (2) selon l'une des deux revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) est disposé en vis-à-vis d'une rondelle élastique (26) formant l'organe de rappel. 13. Module (2) selon une des revendications 3 à 12 caractérisé en ce 20 que l'organe sensible à la température (20) est placé entre deux contacts (22a, 22b). 14. Machine selon la revendication 1 comprenant un module selon une des revendications 2 à 13, dans lequel l'organe sensible à la température (20) est placé sur le bobinage (10) de la machine électrique (1). 15. Machine selon la revendication 1 ou 14 dans lequel l'organe sensible à la température, est agencé pour que sa déformation provoque directement une coupure d'un circuit de commande (35) de ladite machine 3 0 (1) provoquant la coupure de l'alimentation électrique de ce moteur électrique. 16. Machine selon la revendication 1 ou 14 caractérisé en ce que l'organe sensible à la température (20) est disposé pour que sa déformation provoque directement la coupure du circuit d'alimentation 5 électrique (3) de la machine (1) .