Brevet FR3020716A1 — publié le 20151106

DISPOSITIF DE CONTACT D'UN CONTACTEUR DE DEMARREUR La présente invention concerne le domaine des démarreurs pour moteur thermique, notamment de véhicule automobile, et plus précisément les contacteurs des démarreurs qui permettent l'alimentation du moteur électrique entraînant le pignon du démarreur. Les contacteurs des démarreurs de l'état de la technique ont deux rôles, d'une part déplacer le lanceur supportant le pignon par le biais d'une fourchette de manière à permettre l'engrenage du pignon sur la couronne du moteur thermique à démarrer et d'autre part alimenter le moteur électrique du démarreur permettant d'entraîner le pignon en rotation. Pour cela, les contacteurs comprennent un jeu de bobines permettant de déplacer la partie mobile d'un noyau magnétique, la partie mobile du noyau magnétique entraînant à la fois le déplacement de la fourchette et le déplacement d'un dispositif de contact comprenant une plaquette de contact destinée à établir un contact électrique entre des bornes d'alimentation du moteur électrique. Par ailleurs, des ressorts dits ressort d'écrasement et ressort de rappel sont placés de part et d'autre de la plaquette de manière à contraindre la plaquette contre les bornes lorsque les bobines sont activées et déplacent la plaquette vers les bornes et pour faciliter le retour de la 20 plaquette en position initiale lorsque les bobines ne sont plus alimentées. Cependant, avec les systèmes de l'état de la technique, il peut survenir la présence d'un ou plusieurs rebonds de la plaquette sur les bornes lorsque les bobines sont alimentées. Ce(s) rebond(s) provoque(nt) un mauvais contact et perturbe(nt) le fonctionnement du démarreur. De plus, les dispositifs de contact de l'état de la technique comprennent généralement un 25 nombre important de pièces ce qui entraîne un montage complexe. Le but de l'invention est donc de fournir une solution peu coûteuse et présentant un montage simple du dispositif de contact permettant de réduire l'apparition de rebonds lorsque les bobines sont alimentées et que la plaquette est déplacée vers les bornes. De plus, le dispositif de contact doit être fiable pour permettre de maintenir les différents éléments en position même -2- après un grand nombre de démarrages. A cet effet, la présente invention a pour objet un contacteur de démarreur comprenant : - un capot , - une tige de contact mobile par rapport au capot entre une position de repos et une position active, - une collerette de maintien solidaire en translation de la tige de contact, - une plaquette de contact en matériau conducteur électriquement montée sur la tige de contact, la plaquette de contact étant mobile par rapport à la tige de contact entre une position initiale dans laquelle la tige de contact est en position de repos et une position finale dans laquelle la tige de contact est en position active, la plaquette de contact étant en contact avec la collerette de maintien en position initiale et un jeu étant formé entre la collerette de maintien et la plaquette de contact en position finale, - au moins une borne électrique, ladite, au moins une, borne électrique étant en contact avec la plaquette de contact dans sa position finale, - un ressort d'écrasement destiné à être monté autour et sur la tige de contact d'un premier côté de la plaquette de contact, le ressort d'écrasement développant un effort d'écrasement de la plaquette de contact sur la, au moins une, borne en position finale, - un ressort de rappel destiné à être monté sur la tige de contact d'un deuxième côté de la plaquette de contact opposé au premier côté de la plaquette de contact , le ressort de rappel développant un effort de rappel sur la tige de contact de la position active vers la position de repos permettant de déconnecter la plaquette de contact de la, au moins une, borne électrique, caractérisé en ce que l'effort du ressort d'écrasement sur la plaquette de contact en position finale est supérieur d'au moins vingt Newtons à l'effort du ressort de rappel sur la tige de contact en position active. Selon un autre aspect de la présente invention, la tige de contact est réalisé en matériau isolant électriquement. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la tige de contact est réalisée en matériau polymère. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'effort du ressort de rappel sur -3- la tige de contact dans la position active est compris entre vingt-cinq et quarante Newtons. Selon un aspect additionnel de la présente invention, le ressort d'écrasement est en contact avec la plaquette de contact. Selon un autre aspect de la présente invention,le ressort d'écrasement comporte au moins une spire à l'extrémité du ressort, cette spire comportant une portion de surface plane perpendiculaire à l'axe de révolution du ressort en contact avec la plaquette de contact. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la collerette de maintien est monobloc avec la tige de contact. Selon un aspect additionnel de la présente invention, le ressort d'écrasement est maintenu par un clip de fermeture apte à être positionné contre une surface radiale de fermeture de la tige 15 de contact. Selon un autre aspect de la présente invention, le nombre de spires du ressort d'écrasement est supérieur à deux. 20 Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, en position de repos de la tige de contact, le ressort d'écrasement est précontraint et applique un effort de 45 Newtons + ou 10% sur la plaquette de contact. La présente invention concerne également un démarreur comprenant un contacteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, des modes de réalisation possibles. Sur ces dessins: 25 30 - la figure 1 A représente une vue en coupe axiale d'un contacteur de démarreur selon un mode de -4- réalisation de l'invention; - la figure 1B représente une vue en coupe axiale d'un contacteur de démarreur selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente une vue éclatée d'un dispositif de contact selon la présente invention; 5 - les figures 3a, 3b, 3c, 3d représentent un schéma d'un clip de fermeture selon un premier mode de réalisation de la présente invention; - les figures 4a, 4b, 4c et 4d représentent des schémas d'un clip de fermeture selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 5 représente une coupe du dispositif de contact selon l'invention à l'état monté ; 10 - la figure 6 représente une figure d'un dispositif de contact selon l'invention à l'état monté ; Sur ces figures, les mêmes numéros de référence désignent des éléments identiques. Contacteur 1 15 Les figures lA et 1B montrent un schéma d'un contacteur 1 de démarreur comprenant un capot 3 renfermant un jeu de bobines 5. Le jeu de bobines 5 définit en son centre une chambre tubulaire 7 dans laquelle est disposé un noyau magnétique 9. Le noyau magnétique 9 comprend une partie fixe 9a et une partie mobile 9b qui peut se déplacer en translation, sous l'effet du jeu 20 de bobines 5, entre une position de repos représenté sur la figure 1 et une position active dans laquelle la partie mobile 9b vient en contact avec la partie fixe 9a du noyau magnétique 9. Un ressort hélicoïdal 11 favorise le retour en position de repos en l'absence d'alimentation du jeu de bobines 5. Le jeu de bobines 5 comprend une bobine d'appel 5a et une bobine de contact 5b, les deux bobines 5a et 5b étant alimentées pour déplacer la partie mobile 9b du noyau magnétique 9 25 de sa position de repos à sa position active puis le maintien en position active de la partie mobile 9b est assuré par la seule bobine de contact 5b de manière à limiter la consommation du jeu de bobines 5. La partie mobile 9b du noyau magnétique 9 est reliée à une fourchette 13 (représentée partiellement) qui entraîne le déplacement d'un lanceur de pignon (non représenté) du démarreur 30 vers la couronne (non représentée) du moteur thermique à démarrer lorsque la partie mobile 9b -5- du noyau magnétique 9 se déplace vers sa position active. De plus, le déplacement de la partie mobile 9b du noyau magnétique 9 en position active entraîne le déplacement en translation par rapport au capot 3 d'une tige de contact 17 d'un dispositif de contact 15 entre une position de repos représentée sur la figure 1 et une position active. Le dispositif de contact 15 comprend une tige de contact 17 munie d'une collerette de maintien 17a solidaire en translation de la tige de contact 17 et une plaquette de contact 19 montée sur la tige de contact 17. Le passage en position active de la tige de contact 17 provoque la mise en contact de la plaquette de contact 19 avec au moins une borne électrique. Dans le cas présent, la plaquette de contact 19 vient en contact avec deux bornes électriques 21 et 23 pour alimenter le moteur électrique (non représenté) entraînant la rotation du pignon. De plus, la plaquette de contact 19 est mobile par rapport à la tige de contact 17 entre une position initiale dans laquelle la tige de contact 17 est dans une position de repos et une position finale dans laquelle la tige de contact 17 est en position active. En position initiale, la plaquette de contact 19 est en contact avec la collerette de maintien 17a et en position finale, un jeu est formé entre la collerette de maintien 17a et la plaquette de contact 19 du fait du contact avec les bornes électriques 21 et 23. Le dispositif de contact 15 comprend également un ressort d'écrasement 25 monté sur la tige de contact 17 qui vient se positionner autour d'une portion de la tige de contact 17 et destiné à se comprimer lorsque la plaquette de contact 19 rentre en contact avec les bornes électriques 21 et 23 et un ressort de rappel 27 destiné à faciliter le retour du dispositif de contact 15 en position de repos lorsque les bobines 5a et 5b ne sont plus alimentées. Dans le mode de réalisation de la figure 1A, en position repos la plaquette est en contact avec le noyau fixe. Dans le mode de réalisation de la figure 1B, en position repos la plaquette n'est pas en contact 25 avec le noyau fixe mais c'est la butée 17B qui est en contact avec le noyau fixe. Cela permet d'éviter que la plaquette se déforme lorsque le ressort 25 visible sur la figure 2 pousse la plaquette vers la position repos. 30 Dispositif de contact 15 -6- Le dispositif de contact va maintenant être décrit en détails à partir de la figure 2. La figure 2 représente une vue éclatée d'un dispositif de contact 15 selon l'invention. Le 5 dispositif de contact comprend une tige de contact 17 réalisée en matériau isolant électriquement, par exemple en matériau polymère. La tige de contact 17 comprend une première surface radiale formant une collerette de maintien 17a d'un premier diamètre et une deuxième surface radiale formant une collerette de fermeture 17b d'un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre. Les collerettes de maintien 17a et de fermeture 17b sont monoblocs avec la tige de contact 17, 10 c'est-à-dire issues de matière avec la tige de contact 17. La plaquette de contact 19 est réalisée en matériau conducteur, par exemple en cuivre, et comprend un trou 19a central et circulaire dont le diamètre est supérieur au diamètre de la collerette de fermeture 17b et inférieur au diamètre de la collerette de maintien 17a. Ainsi, la plaquette de contact est montée sur la tige de contact 17 en insérant la tige de 15 contact 17 dans le trou 19a de la plaquette de contact 19 comme indiqué par la flèche 29. La plaquette de contact 19 vient alors en contact avec la collerette de maintien 17a d'un premier côté de la collerette de maintien 17a. La largeur de la plaquette est sensiblement égale au diamètre de la collerette de maintien 17a de sorte que la collerette de maintien 17a recouvre sensiblement la largeur de la plaquette de contact 19 ce qui contribue à la stabilité de la plaquette de contact 19. 20 Le ressort d'écrasement 25 dont le diamètre est supérieur au diamètre du trou 19a de la plaquette de contact 19 est positionné autour de la tige de contact 17 et vient en contact avec la plaquette de contact 17 comme indiqué par la flèche 31. Le ressort d'écrasement 25 comprend au moins une spire à son extrémité dont une portion comprend une surface plane perpendiculaire à l'axe de révolution du ressort d'écrasement 25 25. Cette surface plane est par exemple obtenue par meulage au niveau de l'extrémité du ressort en contact avec la plaquette de contact 17 de manière à obtenir une surface plane à l'extrémité du ressort d'écrasement 25 et accroître la zone de contact entre le ressort d'écrasement 25 et la plaquette de contact 17 et améliorer ainsi la stabilité de la plaquette de contact 17 notamment lors du passage en position active de la tige de contact 17. Le dispositif de contact 15 comprend 30 également un clip de fermeture 33 dont la largeur radiale est supérieure ou égale au diamètre du -7- ressort d'écrasement 25 et dans lequel est ménagée une encoche radiale 33a dont la largeur est inférieure au diamètre de la collerette de fermeture 17b et qui est destinée à recevoir une portion de la tige de contact 17. Le clip de fermeture 33 vient se positionner autour de la tige de contact 17 contre la surface radiale formée par la collerette de fermeture 17b, comme représenté par la flèche 35. Le clip de fermeture vient donc entre le ressort d'écrasement 25 et la collerette de fermeture 17b de manière à maintenir le ressort d'écrasement 25 et la plaquette de contact 19 en position sur la tige de contact 17. Le clip de fermeture 33 est donc monté sur la tige de contact 17 après la plaquette de 10 contact 19 et le ressort d'écrasement 25, le montage du clip de fermeture 33 nécessitant de comprimer le ressort d'écrasement 25 pour être monté sur la tige de contact 17. Le clip de fermeture 33 applique alors une précontrainte sur le ressort d'écrasement 25 qui applique alors une force sur la plaquette de contact 19 en direction de la collerette de maintien 17a, ce qui contribue à maintenir au maximum la plaquette de contact 19 en appui sur 15 la collerette de maintien 17a. Le ressort d'écrasement 25 peut également comprendre une spire comprenant une portion plane perpendiculaire à l'axe de révolution du ressort d'écrasement 25 à sa deuxième extrémité en contact avec le clip de fermeture 33 de manière à accroître la surface de contact entre le ressort d'écrasement 25 et le clip de fermeture 33. Le ressort de rappel 27 vient se positionner sur la tige de contact en appui sur un 20 deuxième côté de la collerette de maintien opposé au premier côté comme indiqué par la flèche 37. Le diamètre intérieur du ressort de rappel 27 est légèrement inférieur ou sensiblement égal au diamètre de l'extrémité de la tige de contact 17 destinée à recevoir le ressort de rappel 27 de sorte que les frottements entre le ressort de rappel 27 et la tige de contact 17 permettent le maintien en position du ressort de rappel 27 sur la tige de contact 17, notamment avant son montage dans le 25 contacteur 1. Comme pour le ressort d'écrasement 25, le ressort de rappel 27 peut comprendre, au moins à l'une de ses extrémités, une spire comprenant une portion plane perpendiculaire à l'axe de révolution du ressort de rappel 27 de manière à obtenir une extrémité avec une surface plane et maximiser la surface de contact avec la collerette de maintien 17a d'un coté et le capot 3 du 30 contacteur 1 de l'autre. -8- Clip de fermeture 33 Le clip de fermeture va maintenant être décrit plus en détails à partir des figures 3a, 3b, 5 3c, 3d, 4a, 4b, 4c , 4d et 5. Afin d'assurer le centrage et le maintien en position du clip de fermeture 33, ce dernier comprend un bord périphérique de centrage 33b sur sa face destinée à venir en contact avec la collerette de fermeture 17b comme représenté sur les figure 3a, 3b, 3c , 3d le bord périphérique 10 de centrage 33b ayant un diamètre légèrement supérieure au diamètre de la collerette de fermeture 17b de manière à venir se positionner autour de cette dernière tout en laissant un jeu minimum entre les deux. Le clip de fermeture 33 vient donc entourer au moins partiellement la collerette de fermeture 17b. Selon un mode réalisation alternatif présenté sur les figures 4a, 4b, 4c et 4d le clip de 15 fermeture 33 comprend un deuxième bord périphérique de centrage 33c sur sa deuxième face destinée à être en contact avec le ressort d'écrasement 25, le deuxième bord périphérique de centrage 33c ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre du ressort d'écrasement 25 de manière à venir entourer au moins partiellement l'extrémité du ressort d'écrasement 25 tout en limitant le jeu entre ce dernier et le clip de fermeture 33. Ce deuxième bord périphérique de 20 centrage 33c permet de maintenir le ressort d'écrasement 25 dans une position centrée autour de la tige de contact 17. Les deux bords périphériques de centrage 33b et 33c peuvent être différents, par exemple dans le cas où le diamètre du ressort d'écrasement 25 et de la collerette de fermeture 17b sont différents mais peuvent également être identiques dans le cas ou le diamètre du ressort d'écrasement 25 et de la collerette de fermeture 17b sont sensiblement identiques de 25 manière à faciliter la fabrication du clip de fermeture 33 et réduire les coûts de fabrication. La figure 5 représente une coupe du dispositif dont le clip de fermeture 33 est selon le mode de réalisation de la figure 4a à 4D, à l'état monté sur la tige de contact 17. Le premier bord périphérique de centrage 33b vient se positionner autour de la collerette de fermeture 17b et le deuxième bord périphérique de centrage 33c vient se positionner au centre du ressort 30 d'écrasement 25 permettant ainsi un maintien et un centrage du ressort d'écrasement 25 autour de -9- la tige de contact 17. Ressort d'écrasement 25 et ressort de rappel 27 Les ressorts d'écrasement 25 et de rappel 27 sont des ressorts hélicoïdaux généralement métalliques par exemple en acier. Dans la présente invention, la raideur du ressort d'écrasement 25 est supérieure à la raideur du ressort de rappel 27. De plus, le ressort d'écrasement 25 est comprimé entre la plaquette de contact 19 et le clip de fermeture 33 de sorte qu'à l'état de repos du dispositif de contact 15, une précontrainte entre 40 et 50 Newtons est appliqué sur le ressort d'écrasement 25. La figure 6 représente une figure du dispositif de contact 15 à l'état assemblé. Ce dispositif de contact 15 comporte seulement cinq pièces : la tige de contact 17, le ressort de rappel 27, la plaquette de contact 19, le ressort d'écrasement 25 et le clip de fermeture 33. Ce faible nombre de pièces permet de réduire le coût du dispositif et de rendre la montage plus simple et plus rapide ce qui permet de réduire également les coûts de montage. Comme décrit précédemment, en fonctionnement, l'alimentation du jeu de bobines 5 provoque donc le déplacement de la tige de contact en position active, ce qui provoque la mise en contact de la plaquette de contact avec les bornes électriques 21 et 23. A cet instant, le ressort d'écrasement 25 applique un effort sur la plaquette de contact 19 supérieur d'au moins 20 Newtons à l'effort exercé par le ressort de ressort de rappel 27 sur la tige de contact 17 du fait de la différence de raideur entre le ressort d'écrasement 25 et le ressort de rappel 27. L'effort exercé par le ressort de rappel 27 sur la tige de contact 17 est compris dans un intervalle allant de 25 à 40 Newtons. L'effort exercé par le ressort d'écrasement 25 sur la plaquette de contact 19 est par exemple de 51 Newtons tandis que l'effort exercé par le ressort de rappel 27 sur la tige de contact 17 est de 28 Newtons. Cet effort supérieur du ressort d'écrasement 25 par rapport au ressort de rappel 27 permet de limiter le jeu formé entre la plaquette de contact 19 et la collerette de maintien 17a en position finale de la plaquette de contact 19, c'est-à-dire au moment du contact avec les bornes électriques 21 et 23. Le rebond subi par la plaquette de contact 19 est donc réduit lors du passage en position active de la tige de contact 17 de sorte que l'alimentation du moteur électrique est réalisée sans qu'il y ait de faux contacts. Par ailleurs, lorsque les bobines 5a et 5b du jeu de bobines 5 ne sont plus alimentées. Le ressort de rappel 27 permet de déconnecter la -10- plaquette de contact 19 des bornes électriques 21 et 25 de manière à permettre le retour de la tige de contact 17 en position de repos. Ainsi, l'utilisation d'un ressort d'écrasement 25 ayant un diamètre important, un nombre 5 de spires élevées, une spire comprenant une portion plane perpendiculaire à son axe de révolution au niveau d'au moins l'une de ses extrémités et dont la raideur est supérieure à la raideur du ressort de rappel 27 permet d'obtenir un dispositif de contact plus stable lors du passage de la position de repos à la position active lorsque la plaquette de contact 19 entre en contact avec les bornes électriques 21 et 23 ce qui permet de réduire fortement voire de 10 supprimer l'effet de rebond dû à l'accostage de la plaquette de contact 19 sur les bornes électriques 21 et 23 ou dû à l'équilibrage du ressort d'écrasement 25 après cet accostage. Le dispositif de contact 15 selon la présente invention permet donc, de par sa structure et son nombre de pièce réduit, d'obtenir un dispositif de contact 15 fiable dans le temps, ayant un 15 coût de production réduit et diminuant ou supprimant l'effet de rebond lors de l'activation du contacteur 1. REVENDICATIONS1. Contacteur (1) de démarreur comprenant : - un capot (3), - une tige de contact (17) mobile par rapport au capot (3) entre une position de repos et une position active, - une collerette de maintien (17a) solidaire en translation de la tige de contact (17), - une plaquette de contact (19) en matériau conducteur électriquement montée sur la tige de contact (17), la plaquette de contact (19) étant mobile par rapport à la tige de contact (17) entre une position initiale dans laquelle la tige de contact (17) est en position de repos et une position finale dans laquelle la tige de contact (17) est en position active, la plaquette de contact (19) étant en contact avec la collerette de maintien (17a) en position initiale et un jeu étant formé entre la collerette de maintien (17a) et la plaquette de contact (19) en position finale, - au moins une borne électrique (21, 23), ladite, au moins une, borne électrique (21, 23) étant en contact avec la plaquette de contact (19) dans sa position finale, - un ressort d'écrasement (25) destiné à être monté autour et sur la tige de contact (17) d'un premier côté de la plaquette de contact (19), le ressort d'écrasement (25) développant un effort d'écrasement de la plaquette de contact (19) sur la, au moins une, borne en position finale, - un ressort de rappel(27) destiné à être monté sur la tige de contact (17) d'un deuxième côté de la plaquette de contact (19) opposé au premier côté de la plaquette de contact (19), le ressort de rappel (27) développant un effort de rappel sur la tige de contact (17) de la position active vers la position de repos permettant de déconnecter la plaquette de contact (19) de la, au moins une, borne électrique (21, 23), caractérisé en ce que l'effort du ressort d'écrasement (25) sur la plaquette de contact (19) en position finale est supérieur d'au moins vingt Newtons à l'effort du ressort de rappel (27) sur la tige de contact (17) en position active. 2. Contacteur (1) selon la revendication 1 dans lequel la tige de contact (17) est réalisé en matériau isolant électriquement. 3. Contacteur (1) selon la revendication 2 dans lequel la tige de contact (17) est réalisée en matériau polymère. 4. Contacteur (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequell'effort du ressort de rappel (27) sur la tige de contact (17) dans la position active est compris entre vingt-cinq et quarante Newtons. 5. Contacteur (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le ressort d'écrasement (25) est en contact avec la plaquette de contact (19). 6. Contacteur (1) selon la revendication 5 dans lequel le ressort d'écrasement (25) comporte au moins une spire à l'extrémité du ressort (25), cette spire comportant une portion de surface plane perpendiculaire à l'axe de révolution du ressort en contact avec la plaquette de contact (19). 7. Contacteur (1) selon la revendication 6 dans lequel la collerette de maintien (17a) est monobloc avec la tige de contact (17). 8. Contacteur (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le ressort d'écrasement (25) est maintenu par un clip de fermeture (33) apte à être positionné contre une surface radiale (17b) de fermeture de la tige de contact (17). 9. Contacteur (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le nombre de spires du ressort d'écrasement (25) est supérieur à deux. 10. Contacteur (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel, en position de repos de la tige de contact (17), le ressort d'écrasement (25) est précontraint et applique un effort de 45 Newtons +ou- 10% sur la plaquette de contact (19). 11. Démarreur comprenant un contacteur (1) selon l'une des revendications précédentes.