EP0828275B1 - Contacteur de démarreur comportant un circuit électronique de commande intégré au contacteur, et démarreur de véhicule comportant un tel contacteur - Google Patents

Contacteur de démarreur comportant un circuit électronique de commande intégré au contacteur, et démarreur de véhicule comportant un tel contacteur Download PDF

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EP0828275B1
EP0828275B1 EP97115240A EP97115240A EP0828275B1 EP 0828275 B1 EP0828275 B1 EP 0828275B1 EP 97115240 A EP97115240 A EP 97115240A EP 97115240 A EP97115240 A EP 97115240A EP 0828275 B1 EP0828275 B1 EP 0828275B1
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EP
European Patent Office
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housing
contactor
contactor according
axially
transverse
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EP97115240A
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German (de)
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EP0828275A1 (fr
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Gérard Vilou
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/02—Non-polarised relays
    • H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
    • H01H51/065—Relays having a pair of normally open contacts rigidly fixed to a magnetic core movable along the axis of a solenoid, e.g. relays for starting automobiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/18—Packaging of the electronic circuit in a casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/021—Bases; Casings; Covers structurally combining a relay and an electronic component, e.g. varistor, RC circuit
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    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/023—Details concerning sealing, e.g. sealing casing with resin

Definitions

  • the present invention relates to a starter switch motor vehicle internal combustion engine.
  • a starter switch has a cylindrical annular reinforcement in which is arranged a coil which actuates an axially movable core which acts on a control rod which crosses in its center a fixed core disc-shaped arranged at an axial end before the armature.
  • the rod controls the movements of a movable contact which is likely to cooperate with two fixed contact terminals belonging to the starter motor supply circuit and which are arranged in the bottom of a cover in the general shape of a pot cylindrical whose lateral skirt delimits a housing in which is arranged the movable contact.
  • an electronic circuit for controlling the contactor comprising a support, produced for example in the form of a card circuit board, and components carried by the support.
  • the electronic circuit of control is placed inside a perfectly waterproof case which is then attached to the outside of the starter, on the support of this last, on the contactor or on the cylinder head of the electric motor starter.
  • the electronic control box can also be attached to the vehicle body in the compartment engine.
  • Patent application EP-A-155983 describes a switch electromagnetic battery with electronic control which comprises an electronic control card placed in a box protection placed outside said electromagnetic switch.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks and offers a contactor of the type mentioned above, characterized in that that the electronic control circuit is arranged inside a protection and connection box arranged axially at inside the cover, between the fixed core and the movable contact.
  • the invention also provides a vehicle starter. automobile characterized in that it is equipped with a contactor in accordance with the teachings of the invention.
  • FIGS. 1 and 2 show a contactor electromagnetic 10 which is intended to equip a starter (not shown) of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the contactor 10 comprises a movable core 12 which is connected at one end of a pivoting lever (not shown), the other end end is connected to the starter launcher trainer.
  • the electromagnetic contactor 10 has an armature outer 14, also called tank or housing which is of general shape cylindrical annular with axis X-X and inside which is in particular arranged an annular coil 16.
  • the movable core is slidably mounted in a skirt tubular 18 which is fixed on the central portion 20 of a fixed core 22 generally disc-shaped, the main part of which is flat and annular 24, which extends in a plane perpendicular to the axis X-X, is fixed in a housing 26 formed at the front axial end 28 of the frame 14.
  • the central part 20 has a central bore 30 for the sliding guide, along the X-X axis, of a control rod 31 on which the moving core acts.
  • the contactor 10 comprises a cover 32, produced by molding of insulating material, for example of thermoplastic material.
  • the cover 32 has a general shape of a cylindrical pot of axis X-X consisting of a perpendicular end radial base 34 to the X-X axis and by a cylindrical side skirt 36.
  • the main part of the skirt 36 defines a housing cylindrical internal 38 and its free end annular edge 43 is in indirect axial support, as will be explained later, against the front transverse face opposite 25 of the shaped part disc 24 of the fixed core 22.
  • the watertight mounting of the cover 32 on the frame 14 is produced by inward radial crimping of an end portion thinned axial 44 of the armature 14.
  • the contactor 10 comprises two fixed terminals of conductive material 46 and 48 which are embedded by overmolding in the bottom 34 of the cover 32 and which comprise each a contact head 50, 52 which both extend in a plane perpendicular to the X-X axis inside the housing 38.
  • control rod 31 carries, at its free front end, a movable contact 54 in the form of a plate rectangular which is pierced in its center 56 for the passage of a larger diameter portion 58 of the control rod 31.
  • the core 12 and the rod 31 drive, from left to right considering figure 1, the movable contact 54 so that it establish, by its front face 60, a contact between the heads 50 and 52 terminals 46 and 48.
  • the movable contact 54 is supported, at rest, by its rear face 62 against the front face opposite 64 a front transverse wall 66, of radial orientation, belonging to a housing 68 for protection and connection of a circuit control electronics 70.
  • the housing 68 is a sheet metal part produced by forming, in particular by cutting and stamping, which has the general shape of a cylindrical pot the transverse bottom 66 of which extends axially towards the rear by a cylindrical side wall 72 whose free end axial edge rear 74 extends radially outwards by a flange 76.
  • the internal radial edge of the front transverse bottom 66 is extends axially inwards, i.e. backwards contactor, by a sleeve 80 in which is received and guided in sliding an external radial shoulder 82 of the control rod 31 which delimits the main body of the latter with respect to its larger diameter front end portion 58.
  • the front transverse 64 and cylindrical lateral 72 walls define between them a chamber 84 of generally annular shape with the interior of which is placed the electronic circuit 70.
  • the housing 68 is fixed on the main part in the form of disc 24 of the fixed core 22 by means of its collar 76 which is for example welded to the front transverse face 25 of the core fixed 22.
  • Welding fixing can be completed, or replaced by mechanical fixing, in particular by crimping or elastic interlocking.
  • fixing the housing 68 on the fixed metal core 22 allows to electrically connect the box to the earth of the core fixed, without requiring any special electrical connection.
  • the flange 76 is more pinched between a portion of annular surface facing the transverse front end face 25 of the core 22 and the end rear annular 43 of the skirt 36 of the cover 32.
  • the electronic control circuit 70 is constituted for essentially by a printed circuit board 86 in the general form of disc which is pierced in its center 87 for the passage of the rod of control 31 and which bears on its two front transverse faces 88 and rear 90 various electronic components 92.
  • the circuit control electronics 70 is arranged and fixed inside the protection and connection box 68, in chamber 84 of this latest.
  • the cylindrical side wall 72 of the housing 68 comprises, on its internal concave face 73, lugs 94, which are produced here in the form of punctures in the side wall 72, which are all located in the same radial orientation plane P to delimit a plane against which the support 86 is axially supported forwards so to determine a precise axial position of the electronic circuit of command 70 in its case 68.
  • the side wall 72 may also include means, not shown in the figures, to angularly position the support disc-shaped 86 inside the housing 68.
  • the continuous or discontinuous cord 96 gives the assembly excellent resistance to vibrations and high natural frequency.
  • Conductive tracks which are provided on both sides opposite 88 and 90 of the printed circuit board 86, in particular at vicinity of the periphery of the latter, so as to connect electrically the housing 68 to these tracks via the pins 94 and the weld bead 96.
  • the stamped metal sheet which constitutes it With a coating suitable for this purpose, in particular on the internal face of the cover, and therefore also on the transverse face rear end 77 of the flange 76.
  • the opposite end 106 of the pin 100 is tapered and reduced dimensions to be able to extend through a hole 104 formed in the front transverse wall 66 of the cover 68 so that its free end section which extends axially towards the front at the outside of the cover 68 can be welded to the outside of the contactor.
  • the body 108 of the pin 100 has cutouts side 110 which give it a longitudinal elasticity so that the tongue can withstand expansions and movements relative between the cover 32 and the printed circuit board 86 without apply harmful mechanical stresses to the latter operation and reliability of the electronic control circuit 70.
  • the latter For crossing without short-circuit of cover 68, through the hole 104, the latter is equipped with a chimney 112 produced in electrically insulating material, which is reported, according to a known technique and for example by molding or by socket, in hole 104, and which extends axially towards the exterior, beyond the front face 64 of the front transverse wall 66 of the housing 68.
  • the central recess 114 of the chimney 112 receives and guides the spindle 100 and it thus contributes to the angular indexing of the support 86 compared to the housing 68.
  • the chamfered free end 116 located at the axial end before the chimney 112 is provided to facilitate its introduction in a housing of complementary shape formed in the bottom 34 of the housing 32, an exemplary embodiment of which will be described later.
  • the electrical connection of the coil windings 16 to the cover 32 is provided by means of at least one wire conductor 118 which extends axially from the coil 16 through the main part 24 of the fixed core 22 then through a hole 120 formed opposite in the printed circuit board 86.
  • the wire 118 then passes through the front transverse wall 66 of the housing 68 passing through a hole 104 in the latter which, as in the case of the other hole 104 for the passage of pin 100, is equipped with an insulating chimney 112 whose general design is identical to that of the chimney 112 described above, only its internal recess 114 being of smaller dimensions for the passage of the wire 118 with an insertion chamfer 122.
  • the chamfered front axial end 116 of the insulating chimney 112 is received axially in a housing of complementary shape 124 formed in the bottom 34 of the cover 32, this housing opening axially outward to allow passage of wire 118 in view of its connection by welding to a terminal 126 of the cover 32.
  • the housing arrangement 124 which receives the chimneys 112 used to guide and index the cover 32 during assembly thereof around the housing 68.
  • the protruding ends of the pin 100 and / or the wire 118 are protected and maintained by the insulating chimneys 112, this which avoids damaging them during the fitting of the cover.
  • the axial length of the chimneys 112 is dimensioned such that so that they start to center in the housings 124 of the cover 32 before the projecting ends electrical connection elements 100, 118 do not reach the through holes 128 formed in the bottom 34 of the cover 32.
  • a flat tongue forming a pin connection 130 is mounted and welded beforehand on the card printed circuit 86, like pin 100, and it extends axially forward to pass through a hole 132 formed in the wall transverse front 66 of the housing 68.
  • the hole 132 is equipped with a piece of insulating material 134 forming a wire guide which is fixed in the hole 132 and which has a first channel opening 135 for the passage of the tongue 130 of which the free end section 136 which projects axially out of the box 68 through the channel 134 is folded radially at 90 ° to bear against the front face 138 of the body of the wire guide 134 which extends outside the housing 68 along the front face 64 of the front transverse wall 66.
  • the coil 16 is connected by via an electric wire 140 which extends axially through a hole 142 in the printed circuit board 86 then through a second channel 144 formed in the wire guide 134.
  • the free end section 146 of the wire 140 which extends in outside of the housing 68 is folded 90 °, radially inward, to bear against the folded-down portion 136 of the tongue 130 on which it can be welded, outside the housing 68.
  • Channels 135 and 144 are dimensioned so that as small as possible to prevent weld seams from penetrate inside the housing 68.
  • Parallel side cheeks 148 of the wire guide 134 avoid that weld seams extend towards the part metallic 66 of the housing 68.
  • the parts made of insulating material 112, 134 can be realized as a single element thanks to arms connecting them together, this unique set then being attached to the front transverse wall 66 of the housing 68 by snap-fastening, crimping, hot riveting or ultrasonic.
  • the metal bottom 66 of the housing 68 can be itself produced in the form of a molded plastic plate comprising the chimneys and the wire guide produced integrally by plastic molding.
  • the housing 68 can itself be made entirely of plastic by molding. So he is necessary to coat it with a metallic layer which extends from the flange 76 to plane P to allow welding of the card 86 on the housing as well as the electrical ground connection of the card 70 relative to the fixed core 22.
  • the electrical contact between the housing 68 and the fixed core 22 is ensured by the pressure resulting from the crimping of the portion thinned 44 of the tank 14 around the rear axial end of the skirt 36 of cover 32.
  • This contact pressure can be increased by interposing for example an elastic washer between the end rear axial 43 of the cover and the collar 76 of the housing 68, or between the fixed core 22 and the housing 68.
  • the mounting and the assembly of the electronic control circuit 70 in the contactor are particularly easy.
  • Circuit 70 is protected against shocks and stresses thermal handling before assembly in the contactor, by the protection and connection box 68.
  • the electronic circuit is protected against noise from electric arcs forming at the contacts of power for starter supply.

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Description

La présente invention concerne un contacteur de démarreur de moteur à combustion interne de véhicule automobile.
Selon une conception connue, un contacteur de démarreur comporte une armature annulaire cylindrique dans laquelle est agencée une bobine qui actionne un noyau mobile axialement qui agit sur une tige de commande qui traverse en son centre un noyau fixe en forme de disque agencé à une extrémité axiale avant de l'armature. La tige commande les déplacements d'un contact mobile qui est susceptible de coopérer avec deux bornes de contact fixes appartenant au circuit d'alimentation du moteur du démarreur et qui sont agencées dans le fond d'un capot en forme générale de pot cylindrique dont la jupe latérale délimite un logement dans lequel est agencé le contact mobile.
Afin d'assurer la commande du contacteur, il est connu de l'équiper d'un circuit électronique de commande du contacteur comportant un support, réalisé par exemple sous la forme d'une carte à circuit imprimé, et des composants portés par le support.
Selon une conception connue, le circuit électronique de commande est disposé à l'intérieur d'un boítier parfaitement étanche qui est ensuite fixé à l'extérieur du démarreur, sur le support de ce dernier, sur le contacteur ou sur la culasse du moteur électrique du démarreur. Le boítier du circuit électronique de commande peut également être fixé sur la caisse du véhicule dans le compartiment moteur.
Il est alors nécessaire de prévoir des fils ou câbles qui relient le boítier d'une part avec le contacteur de démarreur et, d'autre part, avec les autres organes du véhicule nécessaires à la commande du démarrage du moteur tels que la clef de contact, l'antivol, une unité de calcul électronique pour le pilotage de l'injection et de l'allumage, etc.
La disposition du circuit électronique de commande dans un boítier indépendant aboutit donc à la réalisation d'un composant supplémentaire, qui est encombrant, qui nécessite de faire appel à des liaisons électriques supplémentaires et qui impose des opérations d'assemblage sur le véhicule.
La demande de brevet EP-A-155983 décrit un interrupteur électromagnétique de batterie à commande électronique qui comporte une carte électronique de commande placée dans un boitier de protection placé à l'extérieur dudit interrupteur électromagnétique.
Il est également connu par EP-A-751545, non publié à la date de priorité de la présente demande, de réaliser un contacteur de démarreur de véhicule automobile du type comportant une armature annulaire cylindrique dans laquelle est agencée une bobine qui actionne un noyau mobile axialement qui agit sur une tige de commande qui traverse en son centre un noyau fixe en forme de disque agencé à une extrémité axiale avant de l'armature, du type dans lequel la tige commande les déplacements d'un contact mobile qui est susceptible de coopérer avec deux bornes de contact fixes appartenant au circuit d'alimentation du moteur du démarreur et qui sont agencées dans le fond d'un capot dont la jupe latérale délimite un logement dans lequel est agencé le contact mobile, et du type comportant un circuit électronique de commande du contacteur dont le support, notamment une carte à circuit imprimé, en forme de disque est percé en son centre pour permettre le passage du corps de la tige de commande, est agencé axialement à l'intérieur du capot, entre le noyau fixe et le contact mobile, et porte des composants. Dans ce mode de réalisation, lors de l'assemblage du capot du contacteur, le circuit électronique n'est pas protégé contre les chocs et les contraintes thermiques de manutention. De même, lors de cet assemblage, les broches issues de la carte électronique ne sont pas maintenues ce qui pourraient conduire à leur détérioration. Egalement, lors du fonctionnement du contacteur, des arcs électriques parasites se formant au niveau des contacts de puissance pour l'alimentation du démarreur peuvent détériorer la carte électronique.
L'invention à pour objet de palier à ces inconvénients et propose un contacteur du type mentionné ci-dessus, caractérisé en ce que le circuit électronique de commande est disposé à l'intérieur d'un boítier de protection et de raccordement agencé axialement à l'intérieur du capot, entre le noyau fixe et le contact mobile.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
  • le boítier comporte une paroi latérale cylindrique et une paroi transversale avant qui délimitent une chambre de forme générale annulaire cylindrique, à l'intérieur de laquelle est agencé le circuit électronique de commande, dont la face transversale arrière ouverte est adjacente à la face transversale avant du noyau fixe;
  • l'extrémité axiale arrière de la paroi latérale du boítier se prolonge radialement par une collerette qui prend appui axialement contre la face transversale avant du noyau fixe;
  • la collerette du boítier est interposée axialement entre des surfaces annulaires en vis à vis de la face transversale avant du noyau fixe et du capot;
  • la paroi latérale du boítier comporte des moyens pour le positionnement axial et/ou angulaire du support du circuit électronique de commande à l'intérieur du boítier;
  • la paroi transversale avant du boítier comporte au moins un orifice pour le passage d'un élément de raccordement électrique;
  • l'élément de raccordement électrique est une broche de raccordement qui s'étend axialement depuis la face avant du support du circuit électronique de commande;
  • l'élément de raccordement électrique est un fil qui s'étend axialement depuis les enroulements de la bobine, à travers un trou du support du circuit électronique de commande;
  • chaque orifice de la paroi transversale avant du boítier est formé dans une pièce en matériau isolant électriquement;
  • chaque orifice est réalisé dans une pièce en matériau isolant rapportée dans un trou de la paroi transversale avant du boítier;
  • la paroi transversale avant du boítier est réalisée en matériau isolant et comporte au moins un trou pour le passage d'un élément de raccordement électrique;
  • l'un au moins des éléments de raccordement électrique qui traverse la paroi transversale avant du boítier traverse axialement le fond du capot;
  • ladite pièce en matériau isolant comporte un prolongement qui s'étend axialement en direction du capot et qui est reçu dans un logement de forme complémentaire du fond du capot, et ledit élément de raccordement électrique traverse axialement le prolongement et le logement;
  • le boítier comporte un manchon central de guidage en coulissement de la tige de commande;
  • en position de repos, le contact mobile prend appui axialement contre la face externe de la paroi transversale avant du boítier.
L'invention propose aussi un démarreur de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un contacteur conforme aux enseignements de l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • La figure 1 est une vue en section axiale, selon la ligne 11 de la figure 2, d'un contacteur de démarreur réalisé conformément aux enseignements de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en section axiale du contacteur illustré à la figure 1, selon un plan décalé de 90° par rapport au plan de section de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue selon la flèche F3 du boítier du circuit électronique de commande du contacteur représenté aux figures 1 et 2 ;
  • la figure 4 est une vue en section selon la ligne 4-4 de la figure 3 ;
  • la figure 5 est une vue de détail en section selon la ligne 5-5 de la figure 3 ;
  • la figure 6 est une vue en section selon la ligne 6-6 de la figure 4 ; et
  • la figure 7 est une vue de détail illustrant une broche de raccordement électrique du circuit électronique de commande au capot du contacteur.
On a représenté aux figures 1 et 2 un contacteur électromagnétique 10 qui est prévu pour équiper un démarreur (non représenté) d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
Le contacteur 10 comporte un noyau mobile 12 qui est relié à une extrémité d'un levier pivotant (non représenté) dont l'autre extrémité est reliée à l'entraíneur du lanceur du démarreur.
Le contacteur électromagnétique 10 comporte une armature extérieure 14, aussi appelée cuve ou boítier qui est de forme générale cylindrique annulaire d'axe X-X et à l'intérieur de laquelle est notamment disposée une bobine annulaire 16.
Le noyau mobile est monté coulissant dans une jupe tubulaire 18 qui est fixée sur la portion centrale 20 d'un noyau fixe 22 en forme générale de disque dont la partie principale plane et annulaire 24, qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X, est fixée dans un logement 26 formé à l'extrémité axiale avant 28 de l'armature 14.
La partie centrale 20 comporte un perçage central 30 pour le guidage en coulissement, selon l'axe X-X, d'une tige de commande 31 sur laquelle agit le noyau mobile.
Le contacteur 10 comporte un capot 32, réalisé par moulage en matériau isolant, par exemple en matière thermoplastique.
Le capot 32 présente une forme générale de pot cylindrique d'axe X-X constitué par un fond radial d'extrémité 34 perpendiculaire à l'axe X-X et par une jupe latérale cylindrique 36.
La partie principale de la jupe 36 délimite un logement interne cylindrique 38 et son bord annulaire d'extrémité libre 43 est en appui axial indirect, comme cela sera expliqué plus avant, contre la face transversale avant en vis-à-vis 25 de la partie en forme de disque 24 du noyau fixe 22.
Le montage étanche du capot 32 sur l'armature 14 est réalisé par sertissage radial vers l'intérieur d'une portion d'extrémité axiale amincie 44 de l'armature 14.
Selon une conception connue, le contacteur 10 comporte deux bornes fixes en matériau conducteur 46 et 48 qui sont noyées par surmoulage dans le fond 34 du capot 32 et qui comportent chacune une tête de contact 50, 52 qui s'étendent toutes les deux dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X à l'intérieur du logement 38.
Selon un agencement connu, la tige de commande 31 porte, à son extrémité libre avant, un contact mobile 54 en forme de plaque rectangulaire qui est percé en son centre 56 pour le passage d'une portion de plus grand diamètre 58 de la tige de commande 31.
Dans la position de repos illustrée sur la figure 1, le noyau 12, la tige 31 et le contact mobile 54 sont rappelés élastiquement, vers la gauche en considérant la figure 1, par un ressort de rappel 13 agencé entre le noyau mobile 12 et la face radiale d'extrémité 15 de l'armature 14.
En position active, c'est-à-dire lorsque la bobine 16 est alimentée, le noyau 12 et la tige 31 entraínent, de la gauche vers la droite en considérant la figure 1, le contact mobile 54 pour qu'il établisse, par sa face avant 60, un contact entre les têtes 50 et 52 des bornes 46 et 48.
Dans le mode de réalisation conforme aux enseignements de l'invention illustré sur les figures, le contact mobile 54 prend appui, au repos, par sa face arrière 62 contre la face avant en vis-à-vis 64 d'une paroi transversale avant 66, d'orientation radiale, appartenant à un boítier 68 de protection et de raccordement d'un circuit électronique de commande 70.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures, le boítier 68 est une pièce en tôle réalisée par formage, notamment par découpe et emboutissage, qui présente une forme générale de pot cylindrique dont le fond transversal 66 se prolonge axialement vers l'arrière par une paroi latérale cylindrique 72 dont le bord axial d'extrémité libre arrière 74 se prolonge radialement vers l'extérieur par une collerette 76.
Le bord radial interne du fond transversal avant 66 se prolonge axialement vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'arrière du contacteur, par un manchon 80 dans lequel est reçu et guidé en coulissement un épaulement radial externe 82 de la tige de commande 31 qui délimite le corps principal de cette dernière par rapport à sa portion d'extrémité avant de plus grand diamètre 58.
Les parois transversale avant 64 et latérale cylindrique 72 délimitent entre elles une chambre 84 de forme générale annulaire à l'intérieur de laquelle est disposé le circuit électronique 70.
Le boítier 68 est fixé sur la partie principale en forme de disque 24 du noyau fixe 22 par l'intermédiaire de sa collerette 76 qui est par exemple soudée sur la face transversale avant 25 du noyau fixe 22.
La fixation par soudage peut être complétée, ou remplacée par une fixation mécanique, notamment par sertissage ou emboítement élastique.
Dans le cas d'un boítier 68 réalisé entièrement en tôle conductrice, la fixation du boítier 68 sur le noyau fixe métallique 22 permet de raccorder électriquement le boítier à la masse du noyau fixe, et cela sans nécessiter aucune connexion électrique particulière.
Lors de l'assemblage du capot 32 sur l'armature 14, par l'opération de sertissage de la portion amincie 44, la collerette 76 est de plus pincée entre une portion de surface annulaire en vis-à-vis de la face transversale d'extrémité avant 25 du noyau 22 et l'extrémité annulaire arrière 43 de la jupe 36 du capot 32.
Selon une conception connue de par le document EP-A-751545, le circuit électronique de commande 70 est constitué pour l'essentiel par une carte à circuit imprimé 86 en forme générale de disque qui est percée en son centre 87 pour le passage de la tige de commande 31 et qui porte sur ses deux faces transversales avant 88 et arrière 90 divers composants électroniques 92.
Conformément aux enseignements de l'invention, le circuit électronique de commande 70 est disposé et fixé à l'intérieur du boítier de protection et de raccordement 68, dans la chambre 84 de ce dernier.
A cet effet, et comme on peut le voir plus en détail aux figures 4 et 6, la paroi latérale cylindrique 72 du boítier 68 comporte, sur sa face concave interne 73, des ergots 94, qui sont ici réalisés sous forme de crevés dans la paroi latérale 72, qui sont tous situés dans un même plan d'orientation radiale P pour délimiter un plan contre lequel le support 86 est en appui axial vers l'avant de manière à déterminer une position axiale précise du circuit électronique de commande 70 dans son boítier 68.
La paroi latérale 72 peut aussi comporter des moyens, non représentés sur les figures, pour positionner angulairement le support en forme de disque 86 à l'intérieur du boítier 68.
La fixation axiale du support 86, et donc du circuit électronique de commande 70, à l'intérieur du boítier 68 est assuré par une opération de soudage au cours de laquelle on réalise un cordon annulaire de soudure 96.
Le cordon continu ou discontinu 96 confère à l'assemblage une excellente tenue aux vibrations et une fréquence propre élevée.
Des pistes conductrices qui sont prévues sur les deux faces opposées 88 et 90 de la carte à circuit imprimé 86, notamment au voisinage de la périphérie de cette dernière, de manière à relier électriquement le boítier 68 à ces pistes par l'intermédiaire des ergots 94 et du cordon de soudure 96.
Pour améliorer la soudabilité du capot 68 et sa résistance à la corrosion, il est possible de revêtir la feuille métallique emboutie qui le constitue d'un revêtement adapté à cet effet, notamment sur la face interne du capot, et donc aussi sur la face transversale d'extrémité arrière 77 de la collerette 76.
On décrira maintenant les différents moyens de raccordement et de liaison électrique entre le circuit électronique de commande 70 et la bobine 16 ou le capot 32, ainsi qu'entre la bobine 16 et le capot 32 en traversant le support 86.
Le raccordement électrique du circuit électronique de commande 70 au capot 32, notamment en vue de relier ce circuit au circuit général de mise sous tension du contacteur par l'intermédiaire de la clé de contact du véhicule, est assuré par l'intermédiaire d'une borne ou broche de raccordement 100 dont un exemple de réalisation est illustré à la figure 7.
Il s'agit d'une languette plate découpée qui est soudée sur la carte 86, en même temps que les composants électroniques 92, par l'intermédiaire de son extrémité 102 qui est destinée à être montée dans un trou de forme complémentaire de la plaque à circuit imprimé 86 pour en permettre la fixation par soudage.
L'extrémité opposée 106 de la broche 100 est effilée et de dimensions réduites pour pouvoir s'étendre à travers un trou 104 formé dans la paroi transversale avant 66 du capot 68 de façon que son tronçon d'extrémité libre qui s'étend axialement vers l'avant à l'extérieur du capot 68 puisse être soudé à l'extérieur du contacteur.
Le corps 108 de la broche 100 comporte des découpes latérales 110 qui lui confèrent une élasticité longitudinale de manière que la languette puisse supporter des dilatations et des mouvements relatifs entre le capot 32 et la carte à circuit imprimé 86 sans appliquer à cette dernière des contraintes mécaniques néfastes au fonctionnement et à la fiabilité du circuit électronique de commande 70.
Pour la traversée sans court-circuit du capot 68, à travers le trou 104, ce dernier est équipé d'une cheminée 112 réalisée en matériau isolant de l'électricité, qui est rapportée, selon une technique connue et par exemple par surmoulage ou par emboítement, dans le trou 104, et qui s'étend axialement vers l'extérieur, au-delà de la face avant 64 de la paroi transversale avant 66 du boítier 68.
L'évidement central 114 de la cheminée 112 reçoit et guide la broche 100 et il contribue ainsi à l'indexage angulaire du support 86 par rapport au boítier 68.
L'extrémité libre chanfreinée 116 située à l'extrémité axiale avant de la cheminée 112 est prévue pour faciliter son introduction dans un logement de forme complémentaire formé dans le fond 34 du boítier 32 dont un exemple de réalisation sera décrit par la suite.
Le raccordement électrique des enroulements de la bobine 16 au capot 32 est assuré par l'intermédiaire d'au moins un fil conducteur 118 qui s'étend axialement depuis la bobine 16 à travers la partie principale 24 du noyau fixe 22 puis à travers un trou 120 formé en vis-à-vis dans la plaque à circuit imprimé 86.
Le fil 118 traverse ensuite la paroi transversale avant 66 du boítier 68 en passant dans un trou 104 de cette dernière qui, comme dans le cas de l'autre trou 104 pour le passage de la broche 100, est équipé d'une cheminée isolante 112 dont la conception générale est identique à celle de la cheminée 112 décrite précédemment, seul son évidement interne 114 étant de dimensions plus réduites pour le passage du fil 118 avec un chanfrein d'introduction 122.
Comme on peut le voir à la partie inférieure de la figure 2, l'extrémité axiale avant chanfreinée 116 de la cheminée isolante 112 est reçue axialement dans un logement de forme complémentaire 124 formé dans le fond 34 du capot 32, ce logement débouchant axialement vers l'extérieur pour permettre le passage du fil 118 en vue de son raccordement par soudage sur une borne 126 du capot 32.
L'agencement de logement 124 qui reçoit les cheminées 112 permet de guider et d'indexer le capot 32 lors du montage de celui-ci autour du boítier 68.
Les extrémités dépassantes de la broche 100 et/ou du fil 118 sont protégées et maintenues par les cheminées isolantes 112, ce qui évite de les détériorer lors de la mise en place du capot. A cet effet, la longueur axiale des cheminées 112 est dimensionnée de telle sorte qu'elles commencent à se centrer dans les logements complémentaires 124 du capot 32 avant que les extrémités en saillie des éléments de raccordement électrique 100, 118 n'atteignent les trous de passage 128 formés dans le fond 34 du capot 32.
On décrira maintenant un mode de raccordement électrique de la bobine 16 au circuit électronique de commande 70, ce raccordement électrique étant assuré de manière indirecte par soudage à l'extérieur du boítier de protection et de raccordement 68.
A cet effet, une languette plate formant broche de raccordement 130 est montée et soudée préalablement sur la carte à circuit imprimé 86, comme la broche 100, et elle s'étend axialement vers l'avant pour passer à travers un trou 132 formé dans la paroi transversale avant 66 du boítier 68.
Le trou 132 est équipé d'une pièce en matériau isolant 134 formant guide-fil qui est fixée dans le trou 132 et qui comporte un premier canal débouchant 135 pour le passage de la languette 130 dont le tronçon d'extrémité libre 136 qui fait saillie axialement hors du boítier 68 à travers le canal 134 est replié radialement à 90° pour prendre appui contre la face avant 138 du corps du guide-fil 134 qui s'étend à l'extérieur du boítier 68 le long de la face avant 64 de la paroi transversale avant 66.
Le raccordement de la bobine 16 est assuré par l'intermédiaire d'un fil électrique 140 qui s'étend axialement à travers un trou 142 de la plaque à circuit imprimé 86 puis à travers un second canal 144 formé dans le guide-fil 134.
Le tronçon d'extrémité libre 146 du fil 140 qui s'étend en dehors du boítier 68 est replié à 90°, radialement vers l'intérieur, pour être en appui contre la partie rabattue 136 de la languette 130 sur laquelle il peut être soudé, à l'extérieur du boítier 68.
Les canaux 135 et 144 sont dimensionnés de manière la plus réduite possible pour éviter que des coulures de soudure ne pénètrent à l'intérieur du boítier 68.
Des joues latérales parallèles 148 du guide-fil 134 évitent que des coulures de soudure s'étendent en direction de la partie métallique 66 du boítier 68.
Le fait de réaliser la soudure après un pliage à 90°, sans liaison mécanique directe avec le boítier 68, permet de conférer une élasticité suffisante à l'assemblage pour éviter de transmettre des contraintes mécaniques nuisibles au circuit électronique de commande 70, malgré les mouvements de faible amplitude qui peuvent apparaítre entre la carte 86 et la bobine 16 du contacteur 10 du fait des dilatations thermiques ou des vibrations.
A titre de variante, les pièces en matériau isolant 112, 134 peuvent être réalisées sous la forme d'un seul élément grâce à des bras les reliant entre elles, cet ensemble unique étant ensuite rapporté sur la paroi transversale avant 66 du boítier 68 par encliquetage, sertissage, rivetage à chaud ou par ultrasons.
Le fond métallique 66 du boítier 68 peut être lui-même réalisé sous la forme d'une plaque moulée en matière plastique comportant les cheminées et le guide-fil réalisés venus de matière par moulage en matière plastique.
Selon une autre variante, le boítier 68 peut lui-même être réalisé entièrement en matière plastique par moulage. Il est alors nécessaire de le revêtir d'une couche métallique qui s'étend depuis la collerette 76 jusqu'au plan P pour permettre le soudage de la carte 86 sur le boítier ainsi que la liaison électrique de masse de la carte 70 par rapport au noyau fixe 22.
Le contact électrique entre le boítier 68 et le noyau fixe 22 est assuré par la pression résultant du sertissage de la portion amincie 44 de la cuve 14 autour de l'extrémité axiale arrière de la jupe 36 du capot 32. Cette pression de contact peut être augmentée en interposant par exemple une rondelle élastique entre l'extrémité axiale arrière 43 du capot et la collerette 76 du boítier 68, ou entre le noyau fixe 22 et le boítier 68.
Grâce aux enseignements de l'invention, le montage et l'assemblage du circuit électronique de commande 70 dans le contacteur sont particulièrement aisés.
Le circuit 70 est protégé contre les chocs et les contraintes thermiques de manutention avant son assemblage dans le contacteur, par le boítier de protection et de raccordement 68.
Le circuit électronique est protégé contre les parasites provenant des arcs électriques se formant au niveau des contacts de puissance pour l'alimentation du démarreur.

Claims (16)

  1. Contacteur (10) de démarreur de véhicule automobile du type comportant une armature annulaire cylindrique (14) dans laquelle est agencée une bobine (18) qui actionne un noyau mobile (12) axialement qui agit sur une tige de commande (31) qui traverse en son centre (20, 30) un noyau fixe (22) en forme de disque (24) agencé à une extrémité axiale (28) avant de l'armature (14), du type dans lequel la tige (31) commande les déplacements d'un contact mobile (54) qui est susceptible de coopérer avec deux bornes de contact fixes (50, 52) appartenant au circuit d'alimentation du moteur du démarreur et qui sont agencées dans le fond (34) d'un capot (32) dont la jupe (36) latérale délimite un logement (38) dans lequel est agencé le contact mobile (54), et du type comportant un circuit électronique (70) de commande du contacteur (10) dont le support (86), notamment une carte à circuit imprimé, en forme de disque est percé en son centre pour permettre le passage du corps de la tige de commande (31), est agencé axialement à l'intérieur du capot (32), entre le noyau fixe (22) et le contact mobile (54), et porte des composants (92), ledit circuit électronique de commande (70) étant disposé à l'intérieur d'un boítier (68) de protection et de raccordement agencé axialement à l'intérieur du capot (32), entre le noyau fixe (22) et le contact mobile (54).
  2. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boítier (68) comporte une paroi latérale cylindrique (72) et une paroi transversale avant (66) qui délimitent une chambre (84) de forme générale cylindrique, à l'intérieur de laquelle est agencé le circuit électronique de commande (70), dont la face transversale arrière ouverte est adjacente à la face transversale avant (25) du noyau fixe (22, 24).
  3. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité axiale arrière (74) de la paroi latérale (72) du boítier (68) se prolonge radialement par une collerette (76) qui prend appui axialement contre la face transversale avant (25) du noyau fixe (22, 24).
  4. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la collerette (76) du boítier (68) est interposée axialement entre des surfaces annulaires en vis à vis de la face transversale avant (25) du noyau fixe (22, 24) et du capot (32, 43).
  5. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la paroi latérale (72) du boítier (68) comporte des moyens (94) pour le positionnement axial et/ou angulaire du support (86) du circuit électronique de commande (70) à l'intérieur du boítier (68).
  6. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la paroi transversale avant (66) du boítier (68) comporte au moins un orifice (114, 135, 144) pour le passage d'un élément de raccordement électrique (100, 118, 130, 140).
  7. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de raccordement électrique est une broche de raccordement (100, 130) qui s'étend axialement depuis la face avant (88) du support (86) du circuit électronique de commande (70).
  8. Contacteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de raccordement électrique est un fil (118, 140) qui s'étend axialement depuis les enroulements (16) de la bobine, à travers un trou (120, 142) du support (86) du circuit électronique de commande (70).
  9. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque orifice (114, 135, 144) de la paroi transversale avant du boítier est formé dans une pièce en matériau isolant électriquement (112, 134).
  10. Contacteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque orifice est réalisé dans une pièce en matériau isolant (112, 134) rapportée dans un trou (104, 132) de la paroi transversale avant (66) du boítier (68).
  11. Contacteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la paroi transversale avant du boítier est réalisée en matériau isolant et comporte au moins un trou pour le passage d'un élément de raccordement électrique.
  12. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'un au moins (100, 118) des éléments de raccordement électrique qui traverse la paroi transversale avant (66) du boítier (68) traverse axialement le fond (34) du capot (32).
  13. Contacteur selon la revendication 12 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ladite pièce en matériau isolant (112) comporte un prolongement qui s'étend axialement en direction du capot (32) et qui est reçu dans un logement (124) de forme complémentaire du fond (34) du capot (32), et en ce que ledit élément de raccordement électrique (100, 118) traverse axialement ledit prolongement (112) et ledit logement (124, 128).
  14. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que le boítier (68) comporte un manchon central (80) de guidage en coulissement de la tige de commande (31, 82).
  15. Contacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que, en position de repos, le contact mobile (54) prend appui axialement contre la face externe (64) de la paroi transversale avant (66) du boítier (68).
  16. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un contacteur (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
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