Brevet FR3085228A1 — publié le 20200228

Contacteur de démarreur doté d'un moyen d'étanchéité perfectionné et démarreur équipé d'un tel contacteur La présente invention concerne un contacteur électromagnétique de démarreur, notamment 5 d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, doté d'un moyen d'étanchéité perfectionné. La présente invention concerne également un démarreur équipé d'un tel contacteur. Un démarreur de moteur thermique d'un véhicule se comporte classiquement d'un moteur 10 électrique générant un couple de démarrage, d'un lanceur apte à transmettre le couple de démarrage au moteur thermique et d'un contacteur alimentant sélectivement le moteur électrique et modifiant la position axiale du lanceur de façon à ce qu'il transmette le couple de démarrage au moteur thermique. 15 De façon connue en soi, le contacteur comprend un solénoïde alimenté sélectivement, notamment par l'utilisateur du véhicule. Le solénoïde est solidaire d'un noyau fixe dont la matière permet le passage d'un flux magnétique. Le contacteur comprend également un noyau mobile axialement par rapport au noyau fixe 20 sous l'action du champ magnétique du solénoïde. Le mouvement axial permet à la fois de mettre en prise le lanceur avec une couronne de démarrage du moteur thermique et d'établir l'alimentation électrique du moteur électrique. Lc contacteur comprend également un contact mobile monté coulissant dans une ouverture 25 centrale du noyau fixe. Le contact mobile comprend une tige de commande et une plaquette de contact apte à venir en contact de deux bornes, typiquement en forme de vis saillantes, reliées respectivement à la borne positive de la batterie et au moteur. Lorsque le solénoïde est alimenté le noyau mobile force la plaquette de contact contre les bornes par l'intermédiaire de la tige de contact. Lorsque le contact est établi entre ces bornes le moteur électrique est 30 alimenté. De façon connu en soi, le contacteur comprend un boitier, encore appelé cuve, disposé autour du solénoïde et solidaire d'un capot portant les bornes, le capot étant en matière 2 électriquement isolante. Le boitier et le capot sont par exemples reliés par sertissage, le boîtier présentant pour ce faire une extrémité libre de plus faible épaisseur rabattue vers l'intérieur au contact d'un épaulement du capot. Le noyau fixe est pris en sandwich entre cet épaulement du boîtier et le capot doté d'ergots, qui pénètrent chacun dans une encoche du noyau fixe pour liaison en rotation et indexage angulaire par rapport au noyau fixe. Lc contacteur présente une chambre de contact dans laquelle sont disposées les bornes et la plaquette de contact. Cette chambre de contact ne présente pas toujours une bonne étanchéité entre son capot et le noyau fixe. En effet de l'eau, de la boue, des impuretés, du sel ou autres souillures peuvent pénétrer dans la chambre de contact. En outre la température de la chambre de contact peut atteindre, d'une part, des valeurs supérieure à 80° Celsius du fait de la proximité entre le moteur thermique et le démarreur et d'autre part, par temps froid, après un arrêt prolongé, des températures inférieure à 00. il en résulte, d'une part, que par temps froid du givre peut se former au niveau des contacts fixes ce qui empêche l'alimentation du moteur électrique du démarreur et d'autre part, qu'un phénomène d'oxydation peut se produire au niveau du contact mobile avec présence d'un film isolant empêchant le contact électrique entre le contact mobile et les têtes des bornes. En outre les impuretés peuvent empêcher le déplacement de la tige de commande et du contact mobile. Cependant, ce besoin d'étanchéité n'est pas systématique et dépend fortement de l'utilisation du véhicule (pays sec, pays subissant la mousson, conduite uniquement citadin, passages à gué réguliers, etc...). La fonction d'étanchéité entraine une augmentation du coût de fabrication des contacteurs car il faut proposer une version étanche et une version non étanche et cette multiplication des variantes augmente les coûts de production à grande échelle. Il est connu de FR2740604A1 de disposer un joint d'étanchéité entre le noyau mobile et le capot. Néanmoins, la mise en place d'un tel joint est couteuse et son positionnement est difficile lors de son montage. 3 Il existe donc un besoin de créer une bonne étanchéité entre le capot et le noyau fixe qui n'entraine pas d'augmentation significative des coûts de production et qui puisse être adaptable en fonction du contexte d'utilisation du contacteur. 5 L'invention a pour but de répondre à cc besoin et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un contacteur électromagnétique de démarreur comportant : - un boîtier de forme creuse, - un noyau fixe situé à l'intérieur du boitier et solidaire du boitier, 10 - un capot en matière électriquement isolante fixé au boîtier, le capot portant deux bornes d'alimentation électrique, le noyau fixe et le capot définissant une chambre de contact dans laquelle sont disposées des têtes de borne d'alimentation, - un contact mobile monté coulissant dans une ouverture centrale du noyau fixe et apte à venir dans une position de contact dans laquelle le contact mobile et en contact avec chacune 15 des têtes de borne d'alimentation, - une gorge présentant deux flancs et un fond, entourant la chambre de contact et ménagée dans le noyau et/ou dans le capot dans laquelle est disposé un joint d'étanchéité pour rendre étanche la chambre de contact, le contacteur est caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est monté serré dans la gorge. 20 Le contacteur permet d'atteindre l'étanchéité désirée dans la chambre de contact pour un coût sensiblement inférieur à l'utilisation du surmoulage. Par ailleurs, le montage de joint est réversible et il peut être remplacé si besoin ou être inséré 25 dans la gorge si le contexte d'utilisation du du démarreur le requiert, par exemple si le démarreur est destiné aux pays soumis à des périodes de fortes pluie ou de mousson. La fabrication d'un capot ou d'un noyau fixe générique est ainsi possible, peu importe que le contacteur soit au final muni d'un joint ou non. Cela permet de diminuer les cous de produc30 tion. Selon un aspect der invention, le taux de compression du joint d'étanchéité, une fois montée peut être compris, entre 10 et 30%, de préférence 20%. Un tel taux favorise l'étanchéité sans 4 toutefois dégrader le joint. Le taux de compression se calcule par rapport au volume qu'occupe le joint à l'état libre, c'est-à-dire quand il n'est pas contraint. La compression s'obtient par réduction de la dis- 5 tance axiale entre le noyau fixe et le capot. La dimension axiale du joint peut notamment passer de 3,6 mm à 3 mm, remplissant alors la gorge dans laquelle il est monté. La direction axiale se comprend par rapport à la direction de déplacement du noyau mobile. Selon un autre aspect de l'invention, la gorge peut être ménagée dans le capot. uniquement. 10 Le joint peut être en contact avec une surface plane du noyau fixe. Le capot étant en matériau isolant, par exemple en plastique, il est plus aisé de former la gorge dans le capot que dans le noyau fixe, classiquement en métal, notamment en acier doux. 15 Néanmoins, alternativement la gorge peut être formée dans le noyau fixe. En variante également deux gorges en regard peuvent être ménagées, l'une dans chacun du noyau fixe et Selon un aspect de l'invention, des éléments de maintien en position du joint d'étanchéité 20 peut être intercalé entre le joint d'étanchéité et les flancs de la gorge. Selon un autre aspect de l'invention, la gorge peut comprendre des éléments de maintien en position du joint d'étanchéité lorsque le contacteur n'est pas assemblé. Ces éléments de maintien, encore appelés gaudrons, peuvent être disposés sur les flancs de la gorge. 25 Ces éléments de maintien peuvent déformer le joint en place dans la gorge pour le maintenir en position. Lors de chocs éventuels au montage, le joint reste ainsi dans la gorge. Les éléments de maintien ne font pas saillie axialement de la gorge pour ne peut. impacter 30 l'étanchéité. Les éléments de maintien peuvent être disposés tout le long de la gorge sur chacun des deux flancs de celle-ci. Le fond est sensiblement. plat. Le fond de la gorge peut ne pas comprendre d'éléments de maintien. Chaque élément de maintien issu d'un des flancs peut déformer le joint en direction de l'autre flanc. 5 Les éléments de maintien peuvent présenter une forme arrondie en direction du joint ou du moins une surface arrondie apte à venir en contact avec le joint lorsqu'il est en place pour éviter de le déchirer. Les éléments de maintien peuvent être tous de forme identique. 5 En variante de leur positionnement sur les flancs de la gorge, les éléments de maintien en position peut être directement disposés sur le joint d'étanchéité. Dans une telle configuration, le joint et les éléments de maintien sont d'un seul tenant. 10 Selon un aspect de l'invention, les éléments de maintien peuvent être des protubérances venant de matière avec le capot. En variante, les éléments de maintien peuvent être des éléments rapportés. Selon un aspect de l'invention, la distance minimale entre chaque élément de maintien et le 15 flanc opposé est supérieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité moins 0,5 mm et inférieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité, l'épaisseur du joint étant celle à l'état libre. Selon un aspect de l'invention, les éléments de maintien peuvent être agencés par groupe de trois, un étant disposé sur un flanc de la gorge, les deux autres étant disposés sur l'autre flanc 20 de la gorge, de part et d'autre du premier élément de maintien du groupe dans la direction d'extension de la gorge. Un tel agencement permet un maintien efficace du joint. Selon un aspect de l'invention, un flanc peut être discontinu. Le flanc, notamment le flanc radialement extérieur, peut présenter deux discontinuités distinctes. Le capot peut alors 25 présenter deux éléments de maintien de part et d'autre de chaque discontinuité. Ces éléments de maintien précités sont issus du flanc discontinu. Cela empêche le joint de s'échapper par cette discontinuité car il est repoussé par ces deux éléments de maintien vers l'autre flanc. L'un des deux éléments de maintien associés à chaque discontinuité peut appartenir à un groupe de trois tandis que l'autre peut. être un élément isolé. 30 Selon un aspect de l'invention, seuls les éléments de maintien qui encadrent la discontinuité vérifie que la distance minimale entre ces dits élément de maintien et le flanc opposé est supérieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité moins 0,5 mm et inférieure à l'épaisseur du 6 joint d'étanchéité, l'épaisseur du joint étant celle à l'état libre. Les éléments de maintien entourant la discontinuité peuvent être identiques aux autres éléments de maintien. En variante les éléments de maintien entourant la discontinuité 5 peuvent présenter une forme distincte. Ces éléments particuliers peuvent présenter chacun une extrémité plane, perpendiculaire à la direction d'extension de la gorge, en regard de la discontinuité. Ces éléments peuvent être en forme de demi-sphère. Ces éléments de maintien peuvent être symétriques par rapport à la discontinuité. 10 Selon un aspect de l'invention, l'ensemble des éléments de maintien peut être agencé par groupe de trois à l'exception de l'un des deux éléments de maintien qui entourent la discontinuité. Ces discontinuités peuvent être du à la présence de trous pour le passage de fils de solénoïde 15 du contacteur. L'invention se rapporte également à un contacteur comprenant : - un boîtier de forme creuse, - un noyau fixe situé à l'intérieur du boitier, 20 - un capot en matière électriquement isolante fixé au boîtier placé contre le noyau fixe, le capot portant deux homes d'alimentation électrique, le noyau fixe et le capot définissant une chambre de contact dans laquelle sont disposées des têtes de borne d'alimentation, - un contact mobile monté coulissant dans une ouverture centrale du noyau fixe et apte à venir dans une position de contact dans laquelle le contact mobile et en contact avec chacune 25 des têtes de borne d'alimentation, - une gorge présentant deux flancs et un fond, entourant la chambre de contact et ménagée dans le noyau et/ou dans le capot dans laquelle est disposé un joint d'étanchéité pour rendre étanche la chambre de contact, caractérisé en ce que la gorge comprend des éléments de maintien en position du joint. 30 d'étanchéité lorsque le contacteur n'est pas assemblé. L'invention se rapporte enfin à un démarreur, notamment d'un moteur thermique d'un véhicule automobile comportant un contacteur électromagnétique telle que décrit précédemment. 7 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : 5 - la figure 1 est une vue schématique d'un démarreur selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face partielle d'un contacteur selon l'invention sans le joint d'étanchéité, - la figure 3 est une vue de la figure 2 avec le joint d'étanchéité, la figure 4 est une vue en détail du contacteur des figures 2 et 3 avec le joint 10 d'étanchéité, - la figure 5 est un agrandissement de la figure 2, et la figure 6 est une variante de la figure 5. ll est illustré à la figure 1 un démarreur 1 de véhicule automobile comportant un moteur 15 électrique 15 générant un couple de démarrage, un lanceur 16 apte à transmettre le couple de démarrage au moteur thermique et d'un contacteur 2 alimentant sélectivement le moteur électrique 15 et modifiant la position axiale du lanceur 16 de façon à ce qu'il transmette le couple de démarrage au moteur thermique. 20 Dans l'exemple considéré, le contacteur comprend un solénoïde alimenté sélectivement, notamment par l'utilisateur du véhicule. Le solénoïde 5 est solidaire d'un noyau fixe 10 dont la matière permet le passage d'un flux magnétique. Le noyau fixe 10 est par exemple en acier doux. 25 Lc contacteur 2 comprend également un noyau mobile 8 axialcmcnt le long d'un axe X par rapport au noyau fixe 15 sous l'action du champ magnétique du solénoïde 5. Le mouvement axial permet à la fois de mettre en prise le lanceur avec une couronne de démarrage du moteur thermique (non représentée) et d'établir l'alimentation électrique du moteur électrique. 30 Le contacteur comprend également un contact mobile 6 monté coulissant dans une ouverture centrale du noyau fixe. Le contact mobile comprend une tige de commande 66 et une plaquette de contact 13 apte à venir, dans une position dite de contact, en contact avec 8 chacune des têtes de bornes d'alimentation 14, typiquement en forme de vis saillantes, reliées respectivement à la borne positive de la batterie 30 et au moteur 15. Lorsque le solénoïde 5 est alimenté le noyau mobile 8 force la plaquette de contact 13 contre les bornes par l'intermédiaire de la tige de contact 6b. Lorsque le contact est établi entre ces bornes le 5 moteur électrique est alimenté. Dans l'exemple considéré, le contacteur comprend un boiticr 3 de forme creuse, encore appelé cuve, disposé autour du solénoïde et fixé à un capot 11 portant les bornes 14, le capot étant en matière électriquement isolante. Le noyau fixe 10 est solidaire du boitier 3. Le 10 boitier, le capot et le noyau fixe forme un ensemble de pièces du contacteur solidaires entre elles. Bien que cela ne soit pas représenté, le boitier et le capot sont par exemples reliés par sertissage, le boîtier présentant pour cc faire une extrémité libre de plus faible épaisseur 15 rabattue vers l'intérieur au contact d'un épaulement du capot. Le noyau fixe est pris en sandwich entre cet épaulement du boîtier et le capot doté d'ergots, qui pénètrent chacun dans une encoche du noyau fixe pour liaison en rotation et indexage angulaire par rapport au noyau fixe. 20 Dans l'exemple considéré, le démarreur 1 comprend des moyens mécaniques par lesquels le noyau mobile 8 est relié au lanceur 16. Ces moyens comportent classiquement une fourchette 17 attelée à son extrémité supérieure au noyau mobile et une extrémité inférieure au lanceur. La fourchette 17 est montée de manière pivotante entre ses deux extrémités sur un carter fixe du démarreur (non représenté). Lorsque le solénoïde 5 est alimenté le noyau 25 mobile déplace le lanceur dans une position d'engrènement dans laquelle le lanceur est en prise avec une couronne de démarrage du moteur thermique par l'intermédiaire des moyens d' actionnement. Le moteur électrique 5 comprend classiquement un stator solidaire en rotation du carter et un 30 rotor disposé radialement à l'intérieur du stator et apte à tourner. Le rotor est solidaire d'un arbre moteur qui est lui-même solidaire en rotation du lanceur notamment par l'intermédiaire de rainures cannelées. Le lanceur 16 comprend classiquement, dans le sens de transmission du couple vers la couronne de démarrage, un réducteur, une roue libre et un pignon cannelé 9 coopérant avec la couronne de démarrage lorsque le lanceur est dans sa position d'engrènement. Le contacteur 2 présente une chambre de contact 12 dans laquelle sont disposées les bornes 5 et la plaquette de contact. La chambre de contact 12 est définie par le noyau fixe et le capot. En référence aux figures 2 à 6, le contacteur comprend également une gorge 19 présentant un flanc intérieur 21, un flanc extérieur 22 et un fond 23, entourant la chambre de contact 12 et ménagée dans le capot 11 uniquement.. La gorge est sensiblement rectangulaire dont les 10 coins sont émoussés. Le fond 23 est sensiblement plat. Un joint d'étanchéité 20 est disposé dans la gorge et monté serré dans celle-ci pour rendre étanche la chambre de contact 12. Le joint d'étanchéité 20 est en contact avec une surface plane du noyau fixe 10. 15 La figure 4 illustre la différence de forme entre le joint à l'état libre et le joint lorsque le contacteur 2 est assemblé. Le taux de compression du joint d'étanchéité, une fois montée peut être compris, entre 10 et. 30%, de préférence 20%. La dimension axiale el du joint peut notamment passer de 3,6 mm à 3 mm, remplissant alors la gorge dans laquelle il est monté. 20 Cette différence de dimension axiale est illustrée par la référence e3. Dans l'exemple considéré aux figures 2 à 5, la gorge comprend des éléments de maintien 25 en position du joint d'étanchéité lorsque le contacteur 2 n'est pas assemblé. Ces éléments de maintien, encore appelés gaudrons, peuvent être disposés sur les flancs 21, 22 de la gorge. 25 Les éléments de maintien sont ici des protubérances venant de matière avec le capot 11. Ces éléments de maintien 25 déforment le joint 20 en place dans la gorge pour le maintenir en position. Les éléments de maintien 25 ne font pas saillie axialement de la gorge pour ne peut impacter l'étanchéité. Les coins de la gorge sont dépourvus d'éléments de maintien. 30 Dans l'exemple considéré, la distance minimale e2 entre chaque élément de maintien 25 et le flanc opposé 21, 22 est supérieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité moins 0,5 mm et inférieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité 20, l'épaisseur du joint 20 étant celle à l'état libre. 10 Dans l'exemple considéré, les éléments de maintien 25 sont disposés tout le long de la gorge 19 sur chacun des deux flancs 21, 22 de celle-ci. Le fond de la gorge ne comprend pas d'éléments de maintien. Chaque élément de maintien 25 issu d'un des flancs 21, 22 déforme 5 le joint en direction dc l'autre flanc 21, 22. Dans l'exemple considéré, les éléments de maintien 25 présentent une forme arrondie en direction du joint ou du moins une surface arrondie apte à venir en contact avec le joint lorsqu'il est en place pour éviter de le déchirer. Cela est en particulier visible à la figure 5. 10 Dans les exemples considérés, le flanc extérieur 22 de la gorge est discontinu. Le flanc extérieur présente ici deux discontinuités 28 dues à la présence de trous 26 pour le passage de fils du solénoïde 5. 15 Dans l'exemple considéré, le capot 12 présente deux éléments dc maintien 25 dc part et d'autre dc chaque discontinuité 28. Ces quatre éléments dc maintien 25 sont issus du flanc discontinu 22. Cela empêche le joint 20 de s'échapper par cette discontinuité car il est repoussé par ces deux éléments de maintien vers l'autre flanc 21. 20 Dans l'exemple considéré aux figures 2 à 5, les éléments de maintien 25 entourant la discontinuité peuvent présenter une forme distincte aux autres éléments de maintien 25 qui sont eux tous identiques. Ces éléments particuliers peuvent présenter chacun une extrémité plane 27, perpendiculaire à la direction d'extension de la gorge 19, en regard de la discontinuité 28. Ces éléments sont ici en forme de demi-sphère et sont symétriques par 25 rapport à la discontinuité 28. En variante, dans l'exemple de la figure 6, Lcs éléments de maintien entourant les discontinuités 28 sont identiques aux autres éléments de maintien 25. 30 Dans les exemples considérés aux figures 2 à 6, l'ensemble des éléments de maintien 25 est agencé par groupe de trois à l'exception de l'un des deux éléments de maintien qui entourent chacune des discontinuités 28. Ainsi l'un des deux éléments de maintien associé à chaque discontinuité appartient à un groupe de trois tandis que l'autre REVENDICATIONS1. Contacteur électromagnétique de démarreur comportant : - un hoîticr (11) de forme creuse, - un noyau fixe (10) situé à l'intérieur du boiticr (11) ct solidaire du boiticr, - un capot (14) en matière électriquement isolante fixé au hoîticr (11), le capot portant deux bornes d'alimentation électrique, le noyau fixe ct le capot définissant une chambre de contact dans laquelle sont disposées des têtes des bornes d'alimentation, - un contact mobile monté coulissant dans une ouverture centrale du noyau fixe et apte à venir dans une position de contact dans laquelle le contact mobile et en contact avec cha- cune des têtes de borne d'alimentation, - une gorge présentant deux flancs et un fond, entourant la chambre de contact et ménagée dans le noyau fixe et/ou dans le capot dans laquelle est disposé un joint d'étanchéité pour rendre étanche la chambre de contact, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est monté serré dans la gorge. 2. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le taux de compression du joint d'étanchéité, une fois montée est compris, entre 10 et 30%, de préférence 20%. 3. Contacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge (144) est ménagée dans le capot uniquement et que le joint d'étanchéité est en contact avec une surface plane du noyau fixe. 4. Contacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge comprend des éléments de maintien en position du joint d'étanchéité lorsque le contacteur n'est pas assemblé, les éléments de maintien sont disposés sur les flancs de la gorge. 5. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de main- tien sont des protubérances venant de matière avec le capot. 6. Contacteur selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, caractérisé en 2 ce que la distance minimale entre chaque élément de maintien et le flanc opposé est supérieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité moins 0,5 mm et inférieure à l'épaisseur du joint d'étanchéité, l'épaisseur du joint étant celle à l'état libre. 5 7. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en cc que les éléments de maintien sont agencés par groupe de trois, un étant disposé sur un flanc de la gorge, les deux autres étant disposés sur l'autre flanc de la gorge, de part et d'autre du premier élément de maintien du groupe dans la direction d'extension de la gorge. 10 8. Contacteur selon l'une quelconque des trois revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un flanc est discontinu et que le capot présente deux éléments de maintien de part et d'autre de la discontinuité. 9. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en cc que la gorge comprend des élé- 15 ments de maintien en position du joint d'étanchéité lorsque le contacteur n'est pas as- semblé. 10. Démarreur, notamment d'un moteur thermique d'un véhicule automobile comportant un contacteur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes.